淺談支盤后壓漿灌注樁工程的監理

杜景全

支盤后壓漿灌注樁集中了灌注樁、支盤樁和后注漿的優點,通過施工工藝的交叉滲透有效彌補了各自的不足之處,使樁身材料得到充分發揮。因此該工藝具有良好的經濟效益及社會效益,既可節約工程投資,又可縮短工期、降低建筑物沉降量。近幾年支盤后壓漿灌注樁工藝在高層、超高層建筑樁基礎中被推廣應用。樁基工程施工質量對整個工程的質量控制至關重要,現場監理應針對該新工藝灌注樁工序較多、施工較復雜、質量控制點多的情況,把過程工程質量控制作為整個工作的重點,以保證建筑物的結構質量及安全。

1 施工前的質量控制要點

1)做好監理技術交底,組織現場監理人員熟悉施工圖紙和設計說明,充分理解設計意圖,并仔細分析工程的地質條件,結合現行質量驗收規范,編制質量控制計劃和支盤后壓漿灌注樁施工監理的實施細則,向施工單位進行樁基工程監理技術交底。2)審查施工單位資質和樁基工程施工組織設計(施工方案)審查樁機施工單位質量保證體系是否完善、項目部人員配置是否到位。由專業監理工程師認真仔細的審查,其提交的施工組織設計(施工方案)在確認滿足施工要求后由總監批準實施。3)核查施工機械設備的技術性能和質保資料。對樁機及其配套設備,應按技術說明書查驗其相應的技術性能是否符合要求,同時查驗樁機質量合格證;工程中使用的衡器、量具、計量裝置、油壓表等設備工具應有相應的技術合格證書,并在正式使用前進行校驗。4)嚴格控制原材料質量。a.鋼筋進場要求鋼材的標牌、質保書、抄件必須一致。抄件中應注明本批鋼材的爐號、鋼號、規格、數量、鋼材化學成分,且與質保書原件相符;抄件中應注明原件存放地點及原件編號,抄件人簽名。鋼筋應按批進行檢查、驗收,每批重量不大于60 t,且每批應由同一牌號、同一爐號、同一規格、同一交貨狀態的鋼筋組成,并經現場監理工程師見證取樣送檢,進行鋼筋力學性能及焊接試驗,試驗合格后方能使用。b.查驗電焊條的出廠合格證,其牌號應與鋼筋的性能相適應。c.后壓漿用水泥品種、強度等級必須符合設計要求,并按規定批量經現場監理工程師見證取樣復檢。d.商品混凝土使用前應組織建設單位、施工單位對生產廠家進行考察,了解其生產原料產地、生產設備和試驗設備配置及生產能力是否能滿足工程需要,商品混凝土進場前要求生產廠家提供其級配單和合格證。

2 施工過程中的質量控制要點

2.1 測量定位測量放樣

1)根據規劃局紅線驗收及定位測量驗收書,現場監理工程師對定位軸線、水準點、龍門樁、標高控制點會同施工單位進行復測,定位準確后方可簽字認可。2)確認樁位定位基準點。復核施工單位提供的樁孔定位計算書,確認其計算準確后參與樁位放線,定出中心點,插入鋼筋作出標記,并用石灰圈出樁徑。3)開鉆前,由施工單位提交開孔通知書,現場監理工程師對樁位進行最后一次復核,檢查鉆頭和定位鋼筋,確認無誤后,在開孔通知書上簽字認可。

2.2 鉆孔灌注樁成孔階段

1)護筒埋設應準確、穩固,埋入深度不小于1 m,回土分層夯實。護筒埋設完成后,現場監理工程師應復核護筒中心與樁位中心的偏差,誤差必須控制在50 mm內。2)樁機就位后,現場監理工程師應檢查樁機的基礎墊木是否穩固,用水平尺檢查是否水平,用線錘檢查天車、鉆頭中心和樁位中心三點是否成一垂線,垂直度要求控制在1%以內。3)現場監理工程師應會同施工單位用水準儀測定地坪、護筒頂標高等原始標高,作為確定進尺的依據。4)鉆進時,應根據地質勘探報告,結合實際操作經驗,確定每一土層的成孔速度;施工單位樁機操作工應經常測定護壁泥漿的比重、粘度和含砂率,根據測定情況及時調整,以防孔壁坍塌,并及時做好記錄。對于粉砂土、砂性粉土層應采用置換泥漿或用膨潤土現場配制泥漿,使泥漿起到護壁作用,以防樁孔縮頸或坍塌。5)在鉆進過程中,若出現斜孔、彎孔、縮頸、坍孔或沿護筒周圍冒漿、地面沉陷以及遭遇地下障礙等情況,樁機操作工應立即停止鉆孔,通知項目部施工負責人,同時向現場監理工程師報告,并制訂切實可行的補救措施。經現場監理工程師認可并實施補救措施使問題得以解決后方可繼續施工。6)在成孔達到設計深度后,施工方應通知現場監理人員復測孔深并記錄,孔深要按原始參照物標高進行換算。

2.3 清孔階段

1)第一次清孔。要求在成孔后,鉆頭停止鉆進,用掏渣筒排渣,清孔后泥漿比重不宜大于1.2。2)第二次清孔。要求在支盤后再用掏渣筒排渣,直至孔深達到原成孔深度,同時清孔后泥漿比重不宜大于1.2。3)第三次清孔。應在安放鋼筋籠和導管之后,臨澆筑混凝土之前,現場監理工程師用測繩對孔底進行檢測,如果沉渣厚度超過10 cm,再采用小掏渣筒掏渣,孔內必須保持水頭,以防塌孔;要求在清孔完成后澆筑混凝土前,孔底0.5 m以內的泥漿相對密度小于1.2,含砂率不大于8%。測得孔底沉渣厚度滿足設計要求后,0.5 h內必須開始灌注混凝土。

2.4 支盤施工

樁孔成型后調入擠擴支盤樁成型機,成型機支墊應穩固、就位應準確,偏差不得大于20 mm,在經現場監理人員復核符合要求后才可以開始支盤操作,擠擴支盤位置、間距、直徑應符合設計要求,油壓流量表讀數要達到既定工藝參數要求,盤徑允許偏差不大于D/15(D為支盤直徑),盤間偏差不大于200 mm,起鉆前要收攏刀翼,完全收攏后才能提升,現場監理要對支盤過程實施旁站監理,并做好每根樁的支盤監理記錄。

2.5 鋼筋籠制作與吊運安裝

1)鋼筋籠的幾何尺寸要符合設計要求,現場監理工程師應按建筑地基基礎工程施工質量驗收規范驗收,其允許誤差:主筋間距為±10 mm,長度為±100 mm,箍筋間距為±20 m,直徑為±10 mm;鋼筋表面清潔,無顆粒狀或片狀銹斑;鋼筋籠要求施工單位采用標準模具制作,保證主筋位置正確。2)分段制作的鋼筋籠,主筋采用閃光對焊或孔口搭接焊,搭接焊長度不小于10d(d為主筋直徑),并應互相錯開35d,且在0.5 m區段范圍內,同一截面接頭數不得超過主筋總數的50%。焊接時應對稱操作,上下段連接順直,焊縫飽滿,并將焊渣敲除,在保證質量的前提下,焊接時間應盡量縮短;加強筋要求整圓,與主筋之間采用點焊焊接,主筋與螺旋箍之間50%以上的點采用點焊焊接。3)鋼筋籠主筋保護層厚度不小于50 mm,為確保鋼筋籠的保護層厚度,要求施工單位在每5 m～6 m鋼筋籠主筋上設置不少于4組環形砂漿墊塊,距籠頂2 m另加設一道,以利于鋼筋籠的垂直吊裝。4)鋼筋籠分段制作完成后,搬運及吊裝時應采取措施,防止變形,安放要對準孔位,吊直扶穩,緩緩下沉,避免碰撞孔壁,嚴禁樁機操作工將鋼筋籠強行壓入。就位后立即用吊桿安置牢固,嚴防下落和灌注混凝土時上浮。籠頂標高允許偏差為100 mm。

2.6 注漿管安裝

樁端注漿管通常采用2根壁厚為3.5 mm的DN50鋼管,鋼管接頭采用絲扣連接,將2個樁端壓漿器分別連接在樁端注漿管下,并對稱綁扎在最下一節鋼筋籠內側,樁端壓漿器超出鋼筋籠150 mm～200 mm。樁側注漿管壁厚為2.75 mm的DN15鋼管,鋼管接頭也采用絲扣連接。在樁側注漿管頭部接上三通和短接頭,與樁側壓漿器和環置PVC管連接器相連,并綁在鋼筋籠相應位置內側。在放置鋼筋籠時要注意保護注漿管。樁端、樁側壓漿器用膠帶密封,以防止樁身混凝土、水泥漿液堵塞注漿管。在下鋼筋籠的同時,連接注漿管,邊下邊接,連接要密封。下鋼筋籠結束后,應將注漿管孔口封住,妥善保護。現場監理人員應根據設計圖紙要求,檢查樁端及樁側注漿管的設置及連接情況。

2.7 水下混凝土灌注

1)導管要求每節平直,定長偏差不超過管長的1%,內壁光滑平整、不變形,同時導管應具有良好的密封性,接頭處采用密封圈墊予以密封。2)導管吊放入孔或提升時,應保持位置居中,防止跑管以免撞壞鋼筋籠或掛住鋼筋籠。正確計量導管長度及下放深度,導管底部至孔底距離宜控制在300 mm～500 mm,使用的隔水塞應有良好的隔水性能,能從管內順利排出;隔水塞放入導管內的位置,一般在管內水面上約50 mm～100 mm,用鐵繩懸掛牢固。3)在混凝土灌注導管安裝就位,對其安裝質量、導管長度、清孔質量等檢查無誤后方可進行混凝土灌注。混凝土的初灌量應保證導管底部能埋入混凝土面1 m以上,首批混凝土灌注完畢后,應立即檢測孔內混凝土面標高,并計算導管底部埋入混凝土面深度;同時檢查導管內是否有泥漿回流或漏入。如出現導管內大量進水、卡環或其他事故,應暫停灌注,待處理完畢,方可繼續灌注混凝土。4)在灌注混凝土過程中,隨孔內混凝土面的上升,應根據測定的混凝土面標高,及時提升和分段拆卸上端導管,導管下端在混凝土內埋深控制在2 m～3 m為宜。水下混凝土灌注必須連續施工,盡量縮短灌注時間,尤其是商品混凝土的供應要求及時,以防孔內頂層混凝土失去流動性而發生頂升困難造成質量事故。同時要求控制好最后一次灌注量,樁身混凝土超灌量必須滿足設計要求,充盈系數不得小于1.10。5)混凝土澆筑完畢,最后拔出導管時,應進行多次上下提升導管,避免樁頂部位混凝土流動性變小造成樁身空洞,同時嚴禁快拔造成泥漿混入,影響成樁質量。灌注完畢,應及時拔出護筒,對空孔進行妥善處理和保護。6)每根樁至少做一組混凝土試塊,試錨樁做兩組試塊;現場監理工程師應旁站見證試塊制作,混凝土試塊報告應歸檔備案。

2.8 樁底注漿

注漿系統由攪拌桶、過濾網、儲漿桶、壓漿泵、壓力表、注漿膠管及單向閥等組成。壓漿操作工序為:按設計水灰比拌制水泥漿液→水泥漿經過濾至儲漿桶→注漿泵→漿管→活接頭與樁身壓漿管連接→打開排氣閥并開泵放氣→關閉排氣閥→先試壓清水→待注漿管道通暢后再壓注水泥漿液。注漿施工時,按照整體先外后內,局部先上后下的原則,即先對外圈樁基進行壓漿,然后由外向內壓漿;對于單根樁注漿,先進行樁側注漿,目的是防止下部漿液沿樁土界面上竄。

間隔2 h后,再進行樁底注漿。注漿過程要控制好注漿壓力、注漿量及注漿速度。樁側終止壓力為1.0 MPa～1.5 MPa,樁端終止壓力為1.5 MPa～2.0 MPa,水泥漿液水灰比為0.5～0.6,水泥漿液應進行多次過濾,防止壓漿過程堵塞壓漿管。現場監理工程師應在樁底注漿前檢查注漿設備是否完好,注漿壓力表是否滿足設計要求,同時嚴格控制漿液水灰比;注漿時檢查注漿壓力是否滿足設計要求,同時控制注漿過程的水泥用量,終止標準由注漿量、壓力及地面是否返漿來綜合控制,保證樁底注漿質量。對于注漿量等施工主要參數達不到設計要求相應值時,應根據工程具體情況采取相應措施。

3 結語

監理工程師質量控制是通過檢查、試驗、測量、旁站、驗收等手段來實現的。施工過程是形成工程項目質量的重要環節,也是監理工程師控制質量的重點。樁基工程是第一個也是最基本的子分部工程,它的質量優劣決定了整個工程的質量等級高低,也是工程安全可靠的基本保證。因此,監理工程師應對支盤后壓漿灌注樁新工藝的定位、孔深、孔徑、清孔、沉渣厚度、支盤位置、直徑、數量、鋼筋籠規格、焊接質量、混凝土配比、混凝土充盈系數等進行嚴格把關,并做好詳細的原始記錄,認真做好數字分析處理,對不符合質量標準的,向施工單位發出監理通知,加以處理,以保證樁基工程的施工質量。