浅谈城市环境中的桩基工程施工监理

鲁曙祥

摘要：随着时代的发展，科技的进步，桩的种类日益增多，桩基的形式也趋于复杂化，与之相适应的，桩基的设计理念、设计方法、施工工艺也发生了质的飞跃，推动经济的进步和生产力的提高，带来了经济效益。桩基因其自身特点被广泛应用于土质不良地区或具有特殊要求的构筑物。在建筑工程施工过程中，采用桩基一方面可以缩短一定的施工工期，另一方面可以保证建筑工程的施工质量，从而实现了经济效益的最大化，同时也兼顾了社会效益。基于桩基具有的这些优点，很有必要对桩基进行深入的研究。

关键词：城市环境；桩基工程；施工监理

中图分类号：TU984文献标识码： A

一、桩基工程监理的必要性

八十年代以来，我国的桩基工程步入迅猛发展的时期。在建筑工程中常用的各种桩型，包括各种类型的混凝土预制桩、灌注桩，由于施工技术、施工工艺、施工管理水平和人员素质的差异问题，常常产生质量问题，甚至发生质量事故。例如，南京新街口地区，某开发公司大楼基础采用大直径人工挖孔桩。由于没有处理好挖桩时基坑周围的止水问题，使得邻近的厂房下沉，刚刚引进的设备无法生产，造成了重大经济损失。后来该开发公司支付的赔偿金高达千万元。桩基工程质量隐患后果严重。虽然大部分工程在检测中发现并进行了加固处理，但这无疑给建设单位带来极大的资金损失和工期损失。还有一些工程，因为桩基设计不合理，造成施工困难，承载力分布不合理无法达到使用要求造成返工。更有甚者，一些设计单位宁可保守一点，也不愿切合实际设计。他们的设计不顾实际需要任意加大桩径，桩长和数量。造成浪费。如果对桩基工程的各个阶段实施有效的监理，就可以大大减少甚至避免问题出现。桩基施工质量的控制不是个人，也不是一个过程就可以实现的，应该将其纳入到具体的质量监督管理体系中，采用适宜的技术方法以提高其施工质量。

二、桩基承载力的规定

一般端承桩桩基承载力设计单位按规范和地质报告给出的是一个根据地勘报告标准值确定的计算值,在桩基施工完成后通常通过大应变和小应变做桩基检测判定承载力是否符合设计指标。与上述方法要求不同的是,现行的GB50007-2002地基基础设计规范对此作了十分严格的规定,其中第8.5.5条规定单桩水平或竖向承载力应由静载试验确定,而且总数不少于3根和总桩数1%,只有当试验完成,且判定单桩承载力达到设计要求后,才可开始桩基施工。作为现场监理人员对此条规定理解和执行应做到心中有数,应及时提醒建设单位和施工单位在桩基施工开始前,应先施工3根或更多的桩作为试桩,做单桩承载力试验,达到设计承载力要求以后,才可以大规模开始全部桩基施工。

三、认真阅读地质报告

作为一个监理人员,在工作中不仅要严格执行建设监理规范中的条文,还应认真审查工程地质资料、设计文件等相关文件,这一点在桩基监理过程中显得尤为重要,也是一个高水平的监理人员应具备的素质。由于很多工程为节省费用,地勘过程中钻孔过稀,一些房屋的地勘只有房屋四角有4个钻孔,房屋中间钻孔很少,很难准确反映每根桩基的地质情况,尤其是基岩面或持力层在场地内起伏变化很大的情况。而设计文件中对嵌岩灌注桩只笼统的提出桩端进入微风化层或持力层的深度,没有给出具体的设计桩长,地质报告中的各地层地质剖面在两钻孔间未能正确反映,严重者甚至导致钻孔桩桩基施工失误,部分桩基施工完后桩底未能进入持力层的严重后果。一般情况下我们对两钻孔间持力层顶面高差大于2m,就在两钻孔间的桩基施工中应格外注意,在确定钻机钻到持力层时,应对照地质报告中的有关持力层深度是否有较大差别,并在桩端持力层为中微风化岩的灌注桩施工中采用反旋清孔,若进入基岩,则反旋速度与钻进速度相仿,比较慢。这些技术经验一般施工单位施工人员是不知道的,作为监理工程师应提醒施工单位,并督促施工。

四、重点控制钻孔桩的沉渣厚度及人孔桩的垂直度

钻孔桩的沉渣量不超过设计规范要求的范围,是保证桩身承载力的关键。根据钻孔桩成桩工艺,一般钻孔桩终孔后底部均会有一定量的沉渣量,按建筑桩基技术规范要求,沉渣量的范围为端承桩小于等于50mm,摩擦桩小于等于100mm,若沉渣量超过此范围,一旦受荷,桩身势必发生沉降,导致该桩报废,严重的发生工程质量事故。监理工程师应从以下两方面进行控制:一是监督作业人员严格按工艺要求清孔;二是认真检查沉渣厚度,一般用端部系有锥锤的线进行检测,有经验的检测人员可凭感觉确定沉渣量是否超过允许范围。如沉渣厚度超过允许范围则要求继续清孔,直到满足规范要求。重点要注意灌注混凝土前沉渣的检测,特别是当检测合格的桩孔未及时灌混凝土时,一定要重新进行检测,必要时再清孔。如新钢公司115m2烧结机主厂房钻孔桩工程,有两根桩因吊车、搅拌机故障,在监理人员验完桩孔及钢筋笼质量后4h仍未灌混凝土,笔者检测时发现沉渣厚度在80～100mm,超过了允许范围(端承桩),重新清孔后方允许浇灌混凝土,后抽检此两根桩未出现质量问题。这一点应引起足够重视。同时要严格控制桩的垂直度,一般桩的垂直度允许范围为H/100内(H为桩身长),垂直度一旦偏离此范围,势必影响桩的受力点。对于钻孔桩,因钻机设有导向装置和扶正器,比较容易控制,但首先要确保护筒的埋设要准,护筒中心与桩位中心偏差不得大于50mm,而对于人孔桩,人为因素较多,难以保证桩身垂直度,监理工程师要认真对待,首先检查每个桩孔是否设置了4个定位控制点,且控制点需固定好,其次在开挖过程中,每隔一段时间要复查桩孔的垂直度,一般以每段护壁施工完为时段进行,并据复测结果要求及时予以纠正。

五、成桩过程进行旁站监理

在确保地基承载力、沉渣厚度、垂直度等符合设计技术要求并验好孔后,就要注意控制桩身强度,桩基工程质量监理的根本目的是要确保桩身强度,而桩身强度主要取决于钢筋笼的制作质量和混凝土灌注质量,钢筋笼的制作质量比较容易控制,而无论是人孔桩还是钻孔桩,其混凝土灌注质量则因影响因素多且多不可预测、不可预见而较难控制,实际上,桩基检测不合格的桩往往是由于混凝土灌注质量没有保证致使桩身强度达不到设计要求,比如发生断桩、夹层、混凝土强度不足等现象,这些问题多因成桩工艺不合理、不完善,或未按规范要求操作引起。对此,对成桩过程一定要采取旁站监理,重点对施工单位施工方案上制定的成桩工艺、方法、措施及其落实予以审查和监督。同时要全过程控制好以下几方面:

(1)混凝土的原材料。如砂、石的含泥量不应大于5%,有条件的地区要采用级配良好的砂、石,骨料粒径最大不应超过40mm。

(2)混凝土的塌落度,塌落度要保证在180～220mm内,混凝土配制必须按配合比试验结果要求进行,才能确保混凝土的和易性,从而保证混凝土的塌落度,且每根桩最好抽查一次混凝土的塌落度。

(3)对于钻孔桩,因为是水下灌注,初灌是保证混凝土灌注质量的关键,初灌不理想,该根桩很有可能出现断桩。因此初灌量必须是通过精确计算确定的,作为监理工程师一定要监督到位。在新钢公司115m2烧结机主厂房桩基工程监理中,有一根桩因初灌量不足,导致本应有足够的水量迅速排出却没有排出。若继续灌混凝土,该根桩极有可能出现断桩,为此,笔者要求施工单位对此桩进行处理,后该桩经过清除钢筋笼、破除已灌混凝土、重新钻孔、重新报验再重新浇灌混凝土成桩,且后来检测合格。

(4)混凝土浇灌的连续性,对于桩基工程一次性成桩至关重要,若混凝土供应不及时或其他原因中断成型的桩则该桩很可能出现断桩或夹层。新钢公司烧结厂备件库人孔桩工程因地下水十分丰富,φ1000mm桩径的桩孔每小时水位上升80cm,若施工单位的降水机具不到位,会导致混凝土的灌注时断时续,从而影响混凝土灌注质量,笔者及时找来施工方项目经理,要求必须备足人员,备足降水设施,通畅道路及排水场所,保证水能抽干,混凝土能一次性浇灌方允许浇混凝土。

参考文献

[1]郑艳平.岩土工程监理技术方法探讨[D].河北工程大学,2012.

[2]马威铭.风险管理在建设工程施工安全监督管理中的应用[D].华南理工大学,2013.

[3]钱保国.无锡地区软土桩基设计质量控制研究[D].上海大学,2013.

[4]张琦.建设监理企业区位选择的理论与实证研究[D].西北大学,2014.