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  • 钻孔灌注桩施工及全过程监理控制要点,精细到每道工序!

    来源:筑龙监理

    版权归原作者所有

    钻孔灌注桩属于隐蔽工程,成桩环节多,施工过程容易出现质量事故,监理人员必须重视施工全过程质量监控。现根据监督钻孔灌注桩质量的经验,总结一些质量控制要点。

    钻孔灌注桩的施工既有测量工作,又有机械操作、钢筋加工、混凝土和灌注等多种工作,可谓工程种类繁多,技术含量高,影响因素多。在施工过程中,容易出现桩位偏差过大、孔底沉渣偏多、钢筋笼上浮、桩体混凝土离析、断桩、夹泥等质量问题,这些质量问题往往使成桩难以满足设计要求,且补救困难,不能完全通过事后检查来判断存在的问题,必须加强施工准备、成孔、清孔、钢筋笼连接吊放、水下灌注等施工全过程中各环节的质量监控,采取各种有效预防措施,才能保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。

    一、质量控制目标
    钻孔灌注桩施工质量控制必须达到以下几个目标:
    ①成桩过程各项指标,包括桩位、桩长、桩径、孔底沉渣、终孔垂直度及成桩质量等能满足设计要求;
    ②预留混凝土试块强度满足规范要求;
    ③桩身完整、匀质,连续性好,无夹泥、断桩等缺陷;
    ④桩极限承载力满足规范规定的验收指标。

    二、施工准备阶段的监理控制要点
    1、认真审阅设计图纸
    通过审阅设计图纸,掌握:
    (1)、水文、地质情况,选择适当的钻孔机具、钻进速度、泥浆性能等;
    (2)、桩基的种类、桩径、桩底沉淀厚度、桩基钢筋、终孔原则等要求;
    (3)、了解下部构造、上部构造的设计概况,认真复核桩基设计图纸中尺寸、标高、钢筋数量与直径、混凝土设计强度等。

    护筒的埋设要求
    1、应具有足够的刚度,且焊接质量必须合格。
    2、护筒顶高度应满足规范要求:
    (1)、护筒顶高度应高出地面0.3m;
    (2)、护筒顶高度应高出水面1.0~2.0m;当孔内有承压水时应高于稳定后的承压水位2.0m以上,否则容易造成坍孔。
    3、护筒的埋置要牢固。
    4、认真复核护筒顶标高和测绳刻度。
    护筒顶标高不准,可能会造成短桩事故,使桩的承载力不够;测绳错误,在灌注水下混凝土时会使拆、提导管错误,造成断桩事故。

    (三)泥浆制备
    1)、泥浆池应足够大,具体应根据桩长、孔径大小及实践经验而定。
    2)、沉淀池和储浆池应分开设置,循环泥浆经沉淀后才能进入储浆池。
    3)、弃渣应符合文明施工要求
    4)、泥浆相对密度要根据实际情况作适当调整;在穿过砂夹卵石层或容易坍孔的土层中成孔时,泥浆的相对密度要相应提高。
    5)、泥浆过浓时,钻孔速度较慢,清孔时间也长,且使孔壁上的泥皮较厚,若为摩擦桩,则会显著降低桩周摩擦系数,降低桩基承载力;泥浆相对密度较小时,孔壁上的泥皮较薄,容易造成扩孔、坍孔,甚至埋钻头等事故。所以,泥浆指标应符合规范要求。

    (四)钻机就位
    1、钻机就位时,必须保持平稳,不发生倾斜、位移,为准确控制钻孔深度,要在机架或钢丝绳上作出控制的标尺,以便在施工中进行观测、记录。
    2、在钻进过程中应认真观察、检查桩孔是否垂直,如发现倾斜时应及时加以修正处理。

    四、钻孔

    五、清孔
    1、钻孔桩终孔后,应对孔深、孔径、倾斜度进行检查,符合规范要求后方可清孔。这些工作应抓紧进行,以免间隔时间过长,钻渣沉淀过厚,造成清孔困难或坍孔。
    2、清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等,目前现场多采用掏渣进行清孔。
    3、清孔后灌注混凝土前,应检查孔底沉淀厚度,符合设计、规范要求后方可灌注水下混凝土。
    4、摩擦桩不得以加深钻孔深度的方法代替清孔。否则可能会为因为沉淀过厚、过软而使桩尖处的极限承载力大大降低。

    (六)钢筋笼制作与安装的监理控制要点
    1、进场钢筋应经抽检试验合格后才能使用,钢筋骨架的制作应符合设计、规范要求。
    2、长骨架应分段制作,分段长度应根据吊装条件确定,应确保不变形,接头应错开。
    3、骨架外侧应设置控制保护层厚度的垫块,如圆形混凝土预制块或耳朵形钢筋,其间距竖向为2m,横向周围不少于4处,骨架顶端应设置吊环。
    4、声测管应严格按设计图纸进行设置。声测管接头及底部要密封好,顶部用木塞封闭,防止砂浆、杂物堵塞管道。检测管接头一般采用套管,套接后进行液压钳压紧密封,质量应符合规范要求。

    钢筋笼吊装和安装
    钢筋笼搬运和吊装时,应避免变形;安放前需通过验孔器检查孔内的状况,以肯定孔内无塌方和缩孔现象等;
    钢筋笼安放要对准孔位,扶稳、缓放、顺直,防止碰撞孔壁,严禁墩笼、扭笼。
    留意钢筋笼的标高,抵达设计位置后应采用吊筋固定,为防止钢筋笼下沉或受混凝土上浮力的影响而上浮,钢筋笼就位后,必须采取必要的防止钢筋骨架上浮的工艺和措施。

    吊装过程安全措施
    1 吊装过程中,指挥人员要清理吊装范围内的非施工人员,避免钢筋笼对人体造成伤害。 
    2 吊装过程中,钢丝绳要采取双保险,采用双根钢丝绳,防止绳滑落或断裂。 
    3 对接钢筋笼时,由于钢筋对正、安装套筒至少需要2人同时作业,相互距离较近,应注意安全,防止挤入桩孔中。
    4 直螺纹成型机的操作安全:  直螺纹成型机的操作安全应符合钢筋剥肋滚压直螺纹成型机的《使用说明书》的有关规定。

    导管安装要求
    水下混凝土一般采用钢导管灌注,导管内径为200~350mm,导管使用前,应对其各项质量指标认真检查、及相关试验检测,合格后方可使用。
    导管距孔底悬高以25~40cm为宜,导管接头胶圈完好必须严密,不得漏水。大料斗必须有足够的容积保证首盘混凝土冲灌后导管埋深不小于1米。灌注过程中应保证导管埋深在2~6米。灌注至桩顶部位时,必须有足够的冲灌高度,保证导管埋深及混凝土的密实度。

    七、灌注水下混凝土C30
    混凝土应有良好的和易性,在运输和灌注过程中无明显离析、泌水现象,坍落度宜为180~220mm。
    混凝土运至施工地点时,应检查其均匀性和坍落度等指标。
    在灌注过程中,导管的埋置深度应控制在2~6m。如果导管埋置深度过小(小于2m),在强大的压力和冲击力作用下,新灌注的混凝土可能冲破首批混凝土,冒到其上面,将泥浆沉淀物裹入桩中,形成夹层而断桩,特别在灌注后期,首批混凝土表面的泥浆沉淀增厚,有时还夹有少量坍土,这时导管埋置深度过小,容易造成导管提漏进水,造成断桩事故;如果导管埋置深度过大(大于6m),容易发生埋管拔不出来,从而造成断桩。

    在灌注过程中,应经常测探孔内混凝土面的位置,及时地调整导管埋置深度。
    为防止钢筋骨架上浮,当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架下端1m左右时,应降低混凝土的浇筑速度,以减少混凝土上升的动能作用;当钢筋骨架被埋入混凝土中4m以上深度时,再提升导管,使导管下端高出钢筋下端2m以上时,再按正常速度浇筑。
    灌注的桩顶标高应比设计桩顶高出一定高度,一般为0.5~1.0m,以保证混凝土强度且不夹泥。多余部分混凝土在接桩前必须凿除,残余桩头应无松散层、无夹泥等质量缺陷。

    施工中易出现的质量问题
    坍孔、缩孔、断桩和孔位偏斜出现的原因,监理过程中的监控要点和一般处理方法。

    坍  孔
    在钻孔过程中,如果出现钻孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣明显增加,而进尺慢或停止,就表示有坍孔。一旦坍孔,钻孔就无法进行,易造成掉钻,埋钻事故。      
    引起坍孔的原因:(1)成孔速度太快,泥浆护壁来不及形成泥膜,泥浆浓度和密度不足,起不到可靠的护壁的作用;(2)护筒深度不够,下端孔口处过于软弱,在孔内水压力下产生漏水;(3)钻机直接触及护筒,由于振动使孔口坍塌。      
    监理要点:(1)督促施工单位提高泥浆质量,选用相对密度、粘度、胶体率较大的泥浆,如果钻孔土质是粉质砂土或亚粘土应增加粘土来制浆;(2)增加护筒的埋置深度,使护筒底端不漏浆,确保孔内水压力大于孔外,增加孔壁侧压力。      
    处理方法:(1)如果发生的孔口坍孔能用加大泥浆浓度来控制水位差,能使孔壁不再坍塌即可;如果不能停止时,当发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并立即回填钻孔,重新埋设深埋护筒,并将护筒周围土夯实填密实重新钻孔。(2)如果发生孔内坍孔时,回填砂和粘土混合物,待回填物沉积密实后再进行钻进。 

    缩  孔
    产生孔径小于设计孔值现象称为缩孔,缩孔产生钢筋笼保护层过小及降低桩承载力的质量问题。    
     产生原因:(1)钻机补焊不及时,严重磨损的钻锥钻出的比设计桩径稍小。(2)钻进土层中有软粘土,遇水膨胀后使孔径缩小。(3)清孔不彻底,泥浆中含泥块较多,再加上终灌拔管过快,引起桩顶周边夹泥,导致保护层厚度不足。(4)孔中水头下降,对孔壁静水压力减小,导致局部对孔壁土层失稳坍塌,造成桩身夹泥或缩径。 
    监理要点:(1)经常检查钻具尺寸,并督促施工单位及时补焊或更换锯齿,有软素土时,采用失水率小的优质泥浆。(2)清孔时,要做到清渣而不清泥,防止清孔后浇的混凝土过程中局部坍孔,导致缩径产生。 
    处理方法:如果产生缩径,采用钻具上、下反复扫孔的方法来扩大孔径。

    断  桩
    断桩是指钻孔灌注桩在灌注混凝土的过程中,泥浆或砂砾进入水泥混凝土,把灌注的混凝土隔开使混凝土变质或截面受损,从而使桩不能满足受力要求。 
    形成原因:(1)首灌混凝土量不足,不能埋注导管底部,从而形成断桩。(2)混凝土坍落度过小或石料粒径过大,导管直径过小堵管,当处理不好不得不提导管时形成断桩。(3)导管口渗漏使泥浆进入导管。(4)导管埋置深度不足,拔导管时,导管底脱离混凝土面,形成断桩。
    监理要点:(1)一定要复核首灌混凝土的量是否准确(2)对拌制混凝土的粗集料要控制好,最大粒径不得超过40mm,不得大于导管内径的1/6~1/8,选择合理内径的导管。(3)对混凝土灌注所用的导管,应督促承包人做密水承压和接头抗拉试验,以防导管漏气。(4)在灌注混凝土的过程中,严格控制导管埋置深度2m~6  m。     
    处理方法:(1)断桩后能提钢筋笼的迅速提出钢筋笼,用冲击钻将已灌注的混凝土冲碎,重新灌注新混凝土。(2)断桩在地表以下5m~10   m之内的,可开挖再接桩。(3)断桩在无条件进行现场处理或无法处理的,可报告设计单位,由设计单位提出补桩方案,在原桩两侧补桩。

    钻孔偏斜
    现场钻成的桩孔,垂直度不竖直,斜桩斜度不符合要求或桩位偏离设计桩位等称为钻孔偏斜。钻孔偏斜会使钻孔灌注桩施工时钢筋笼难以吊入,以造成桩的承载力小于设计要求。     
    形成原因:(1)桩机本身未竖直,平台未水平。(2)扩孔较大处钻头摆动偏向一方。(3)钻机产生不均匀沉降。(4)钻杆弯曲,接头不正。(5)在钻孔过程中遇大孤石或探头石。    
     监理要点:(1)检查钻杆、钻架的垂直度,不符合要求,及时调整。(2)加大桩机支撑面积,使桩机稳固,并保证桩机水平台水平。(3)严格要求按规范要求配备钻杆。   
    处理方法:在偏斜处钻头上下反复扫孔,使孔正直。

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