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泥漿護壁沖孔灌注樁工程監(jiān)理初探論文
【摘要】闡述泥漿護壁沖孔灌注樁工程的特點及其施工監(jiān)理的關鍵， 并結合工程實例提出在其施工中應抓好持力層確認、沉渣檢查、巖溶地層處理、主筋保護層、混凝土澆灌、樁頂超灌量、樁底后注漿等七個方面質(zhì)量控制的監(jiān)理工作。
【關鍵詞】泥漿護壁沖孔灌注樁;質(zhì)量控制;施工監(jiān)理
隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展， 建筑越來越成為城市一道靚麗的風景線， 高層建筑在城市中不斷地涌現(xiàn)。樁基礎通常作為高層建筑的地基處理方法， 而泥漿護壁沖孔灌注樁施工工藝相當成熟， 被廣泛采用。
1. 泥漿護壁沖孔灌注樁的施工特點
1.1相對獨立性。泥漿護壁沖孔灌注樁施工應該說具有其相對的獨立性， 但必須承受上部結構傳遞的全部荷載， 與上部結構保持一致。隨著社會分工越來越細， 泥漿護壁沖孔灌注樁的施工更顯現(xiàn)出其專業(yè)性， 一般會由專業(yè)的巖土工程施工單位完成。
1.2施工工期短、質(zhì)量要求標準高。泥漿護壁沖孔灌注樁的施工因其自身特點造成工期一般較短。為保證上部結構的安全， 質(zhì)量標準高， 必須集中大量人、財、物力和樁機等施工機械， 必須加強施工組織管理。
1.3施工工藝多且復雜。泥漿護壁沖孔灌注樁的施工工藝主要包括成孔及清孔、泥漿護壁、鋼筋籠制作及安裝、混凝土拌制及灌注和樁底后注漿等5大工序。由于大部分工序均在水下進行， 無法直接進行觀察， 各工序復雜、連續(xù)緊湊且持續(xù)時間較長。
1.4耗工多、造價高。據(jù)統(tǒng)計資料， 樁基礎一般占工程總造價的20～30%。泥漿護壁沖孔灌注樁雖然采用沖擊樁機成孔， 但工人的勞動強度還很大， 耗工還很多。
2. 做好泥漿護壁沖孔灌注樁工程施工監(jiān)理的關鍵
2.1加強組織協(xié)調(diào)工作。項目總監(jiān)理工程師的組織協(xié)調(diào)能力在工程管理中起著舉足輕重的作用。在第一次工地會議上總監(jiān)理工程師一定要明確監(jiān)理工作程序和工作方法， 并對工程資料和工程現(xiàn)場管理通過監(jiān)理交底的形式向業(yè)主和施工單位闡述清楚。通過第一次工地會議及往后的工地監(jiān)理例會， 協(xié)調(diào)解決工程存在的問題和溝通上存在的差異。同時加強與施工單位的項目經(jīng)理和技術負責人等管理人員的溝通， 使其理解監(jiān)理工作的特點， 做好事前控制、預防為主的思想灌輸工作， 以爭取施工單位的理解。
2.2施工監(jiān)理過程中質(zhì)量控制的監(jiān)理工作。施工過程是工程質(zhì)量控制最重要也是最繁雜的一個環(huán)節(jié)。結合工程實例， 提出在泥漿護壁沖孔灌注樁工程施工監(jiān)理過程中應抓好質(zhì)量控制的監(jiān)理工作。
2.2.1掌握樁基樁端持力層深入基巖的深度。某食品大廈和廣播電視中心主樓工程樁基設計均為端承樁， 且設計圖規(guī)定樁基樁端持力層為微風化巖層，并要求入微風化巖層一倍樁徑深度， 給施工、監(jiān)理等部門出了一道難題。由于找不到客觀標準， 又沒有一套科學的鑒定方法， 很難統(tǒng)一觀點。經(jīng)建設、監(jiān)理、施工等有關單位協(xié)商， 提出一個較為理想的辦法: 即由專業(yè)地質(zhì)勘察人員做持力巖層及入巖深度的鑒定。在某食品大廈樁基工程116 根樁和廣播電視中心主樓樁基工程65 根樁施工監(jiān)理中， 每根樁的入巖面確定、終孔驗收均由專業(yè)地質(zhì)勘察人員參加確認，監(jiān)理人員積極配合專業(yè)地質(zhì)人員進行入巖面確定及終孔驗收工作， 督促施工單位做好巖樣的保護等相關工作。而專業(yè)地質(zhì)勘察人員基本上根據(jù)樁機沖擊錘沖孔進尺速度、沖擊錘取樣筒內(nèi)渣樣及護筒出漿口的渣樣來分析判斷， 即檢查沖孔進尺速度快慢的同時， 對沖擊錘取樣筒內(nèi)渣樣及護筒出漿口的渣樣作認真觀察分析。已進入微風化巖層的渣樣新鮮、邊角較尖銳。
2.2.2掌握沉渣檢查的時間《建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50202-2002) 和《建筑樁基技術規(guī)范》( JGJ-1994) 中均未明確規(guī)定檢查測定沉渣的具體時間。下鋼筋籠要移動樁機， 下完鋼筋籠后再換漿清渣， 樁機需要重新對位。而通常采用導管法澆灌水下混凝土， 則下鋼筋籠、導管需要一定的時間。在某食品大廈和廣播電視中心主樓工程中， 當樁孔孔深為20～30m 時下鋼筋籠、導管的時間需要3～4h， 當樁孔孔深為60～70m 時下鋼筋籠、導管的時間多達8～9h， 此時泥漿泵循環(huán)作用早已停止工作， 必然會造成泥漿沉淀等。設計等單位普遍認為測定沉渣應在下鋼筋籠后， 測定后立即澆灌混凝土， 以免造成二次沉淀。而在某食品大廈和廣播電視中心主樓工程樁基施工監(jiān)理中， 監(jiān)理人員將設計要求的沉渣厚度10cm 分解為兩個檢查標準: 第一、下鋼筋籠前第一次清孔，而第一次清孔是否徹底對成樁的質(zhì)量有很大影響。清孔完畢后進行第一次檢查， 沉渣厚度小于5cm 即認為合格， 可以下鋼筋籠; 第二、安放完鋼筋籠和導管， 利用導管進行第二次清孔再檢查一次， 總沉渣厚度不大于10cm， 即可驗收立即澆灌混凝土。
2.2.3解決巖溶地層沖孔過程遇溶洞泥漿流失等問題。本地區(qū)處在典型的灰?guī)r地質(zhì)層帶， 其結構較復雜， 巖溶發(fā)育， 溶洞成串出現(xiàn)， 且充填物有軟塑、流塑或溶洞等， 巖面參差不齊， 高低懸殊， 給泥漿護壁沖孔灌注樁沖孔、成孔帶來一定的困難。沖孔過程如遇到溶洞時只有選用合理的處理方法， 才能既確保成孔成樁的質(zhì)量又較取得好的經(jīng)濟效益。廣播電視中心主樓工程樁基共有65 根樁， 將近20 根樁沖孔過程遇到溶洞孔內(nèi)泥漿大量流失。在施工監(jiān)理過程事先準備好黃土袋， 一遇到溶洞就采取直接投入黃土袋、水泥和片石等并同時補給泥漿的方法， 利用沖錘沖擊壓實黃土袋、水泥和片石等， 待水泥初凝過后， 重新沖擊把黃土、水泥和片石等擠入溶洞孔壁及其裂縫中， 這樣重新造壁成孔。除22# 樁因溶洞可能太大、泥漿流失嚴重造成地面塌陷外， 其余均一次性得到解決， 取得很好的效果， 得到業(yè)主等有關單位的肯定。
2.2.4控制鋼筋籠主筋的保護層厚度�！督ㄖ䴓痘夹g規(guī)范》( JGJ-1994) 規(guī)定， 水下灌注樁主筋保護層不小于5cm， 且設計一般要求為5cm。由于鋼筋籠沉放在孔內(nèi)， 其主筋保護層厚度較難控制。通常做法為在主筋上焊一個直徑16mm 的耳狀突起鋼筋，但基坑開挖后， 會發(fā)現(xiàn)有的樁內(nèi)鋼筋籠不居中， 甚至少數(shù)樁的主筋可能嵌入孔壁中， 造成露筋， 原因在于耳環(huán)與孔壁接觸面很小， 耳環(huán)鋼筋容易嵌入孔壁泥土中， 不能起保證主筋位置正確。在上杭煙草大廈施工中， 監(jiān)理人員要求現(xiàn)場在加勁箍的部位用長約25cm 焊一耳環(huán)且在耳環(huán)外加焊一寬約5cm 長約8cm 的小扁鋼， 在基坑開挖后， 檢查筋籠基本能夠居中， 確保主筋保護層厚度。而在龍巖廣播電視中心主樓工程中， 事先預制直徑65mm 厚度為60mm 砂漿塊， 在中間處留一10mm 的小孔，下鋼筋籠時用8 鋼筋穿過10mm 小孔并焊在兩根主筋之間， 按每4.5mm 焊一組( 3 塊) 等邊三角形布置。這樣在下鋼筋籠時既起導向作用， 又能控制主筋保護層厚度， 不會因孔壁上的泥土下落而增厚孔底的沉渣而影響成樁的質(zhì)量。經(jīng)基坑開挖檢查復核， 均能滿足設計及有關規(guī)范要求。
2.2.5澆灌水下混凝土。灌注樁澆灌水下混凝土通常有兩種方法: 一種是用混凝土泵車， 將泵車導管深入孔底加壓混凝土。因泵車壓力較大不會堵管， 不易斷樁， 混凝土密實性好， 容易保證水下混凝土的質(zhì)量; 另一種方法是采用導管法澆灌現(xiàn)場自制的混凝土。由于第一種方法成本較大且在商品混凝土發(fā)展較落后的地區(qū)， 未能采用， 只有采用第二種方法。但第二種方法存在較多的弊端， 如混凝土下落靠自身密度與泥漿密度之差驅動混凝土由導管外四周向上浮動， 浮動力小， 容易堵管， 很難保證質(zhì)量， 若提升導管過快可能造成斷樁。因而現(xiàn)場監(jiān)理人員必須督促施工單位做好以下幾方面的工作， 確保成樁的質(zhì)量。第一、加強原材料進場驗收及復核工作， 粗骨料應采用質(zhì)地堅硬、粒徑在20～40mm 之間并具有合理級配的碎石且含泥量不大于2%; 細骨料應選用質(zhì)地堅硬且含泥量不大于3%的中粗砂; 使用的水泥、外加劑等必須提供合格證書且具有復試報告。第二、混凝土澆灌前必須量測泥漿比重， 并嚴格控制在1.20 范圍以內(nèi)。第三、嚴格按混凝土配合比報告單的配比實際調(diào)整投料。在混凝土第一盤攪拌時， 石子用量可以減少一半， 相對增加水泥用量， 以加強混凝土與孔底巖面的接觸。第四、根據(jù)孔徑、導管距孔底的間距和導管埋置深度等控制好第一斗混凝土澆灌量( 初灌量) ， 必須能保證導管端部能埋入混凝土面以下0.8m 以上。混凝土澆灌過程必須有專人測探導管埋深及管內(nèi)外混凝土面的高差。導管提升過程必須保證導管埋入混凝土的深度在2～6m 之間， 嚴禁導管提出混凝土面。第五、混凝土澆灌過程加強混凝土的坍落度和攪拌時間的監(jiān)控， 坍落度應控制在160～220mm 之間， 保證混凝土有足夠的和易性。第六、澆灌水下混凝土必須連續(xù)進行， 不得中途停頓。在某食品大廈和廣播電視中心主樓工程中， 嚴格按規(guī)范程序進行監(jiān)控， 取得較好的效益， 通過取芯法、超聲波透射法進行樁身完整性的檢測均為合格， 得到業(yè)主等有關單位的認可。
2.2.6控制泥漿護壁沖孔灌注樁的樁頂超灌量。設計及施工規(guī)范均要求注意控制好最后一次灌入量。當鑿除樁頂浮漿層后， 應保證設計的樁頂標高及混凝土質(zhì)量。如果控制不好， 會有高有低， 必然會造成大量的材料和勞力的浪費， 因此合理有效地控制超灌量是十分有意義的。灌注水下混凝土， 第一斗混凝土沖出導管底口向孔底四周流動擴散， 與孔內(nèi)泥漿、沉渣相互摻合形成一定厚度的浮漿層。當導管有一定埋深時， 后續(xù)灌入的混凝土在已灌入混凝土的內(nèi)部流動， 第一斗混凝土始終處在最上層， 最終在樁頂凝固成浮漿、沉渣的混雜層�；祀s層及其下的低劣混凝土層強度低， 應該給予以鑿除。而混雜浮漿層的厚度應該取決于孔內(nèi)清渣程度， 澆灌混凝土前要求清孔必須徹底。清孔如果越徹底， 混雜浮漿層就會越薄。因此監(jiān)理人員必須嚴格按規(guī)范及操作規(guī)程進行監(jiān)控�；炷翝补鄷r控制好第一斗混凝土澆灌量( 初灌量) 及導管埋深等指標， 形成的樁身質(zhì)量必然好， 樁頂?shù)幕祀s浮漿層會很薄。實際施工中若樁頂較高即空孔較小時， 可以用毛竹或PVC 管等直接測定混凝土面標高， 應該說是比較直觀地控制最后一次灌入量。從上某食品大廈和廣播電視中心主樓工程證實， 用毛竹直接測定混凝土面標高來控制最后一次灌入量， 能收到較好的綜合效益。
2.2.7應用泥漿護壁沖孔灌注樁樁底后注漿技術。不管采用正循環(huán)還是反循環(huán)方式清孔， 樁底沉渣總會或多或少的存在， 會使樁的承載力受到影響。而應用樁底后注漿技術主要在于固化灌注樁的沉渣( 虛土) ， 加固樁底樁側一定范圍的土體， 減少樁的變形， 在一定程度上提高樁的承載力。樁底后注漿是灌注樁施工的一種輔助方法。在成樁前將后注漿內(nèi)導管與鋼筋籠主筋用鐵絲綁牢安放在樁孔中， 灌注混凝土成樁。成樁后一定時間內(nèi)實施后注漿， 以注漿泵將配制好的水泥漿增壓輸入樁身內(nèi)導管， 通過劈裂作用注入樁底沉渣和周圍一定范圍的土體中。注漿壓力根據(jù)地層性質(zhì)和深度而定。后注漿施工過程中， 應對后注漿的各項工藝參數(shù)進行檢查， 同時做好試壓進漿量等施工記錄。注漿對樁底沉渣和樁側的泥皮起固化效應， 粗顆粒沉渣被水泥漿固化為中低強度的混凝土， 細顆粒沉渣或虛土被固化為網(wǎng)狀片石復合土體， 端阻力由此提高; 樁身泥皮因水泥漿的物理化學作用而固化， 側阻力由此提高。廣播電視中心主樓工程65 根樁均采用樁底后注漿處理， 根據(jù)3 根靜載試驗測試分析， 3 根樁單樁極限承力均滿足設計要求。樁底后注漿應該說具有操作簡單、可靠性好、附加費用低、承載力增幅大等優(yōu)點， 在樁基設計與施工中具有較好的推廣和實用價值。建議在今后的樁基設計與施工中利用內(nèi)導管， 進行超聲波透射法檢測樁身完整性， 注漿后取代等強度截面鋼筋， 一管三用， 提高其經(jīng)濟社會綜合效益。
3. 結束語
樁基檢測是一種手段， 要保證沖孔灌注樁的質(zhì)量， 關鍵在于人， 必須以人為本。人是管理的主體， 人的素質(zhì)高低， 質(zhì)量意識的強弱對保證工程質(zhì)量起決定性作用。監(jiān)理人員應加強做好事前控制等工作， 現(xiàn)場施工管理人員要求預防為主，對樁基各個施工環(huán)節(jié)充分重視并精心組織施工。
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