建筑监理工作在钻孔灌注桩施工中要注意的问题

2021-03-31韩俊江苏誉达工程项目管理有限公司江苏泰州214500

砖瓦 2021年4期

韩俊（江苏誉达工程项目管理有限公司，江苏泰州214500）

随着高层建筑和桥梁工程数量的增加，桩基的应用也相应增加。桩基的基础形式正在向超直径和超长桩发展。钻孔桩作为建筑物的基本结构之一，具有适应性强、承载力强、施工简单、成本合理、抗震性能好等特点，被广泛应用于各类房屋和民用建筑。由于钻孔桩施工技术直接影响工程施工质量，因此需要在管理项目质量、安全、投资、进度等方面进行监督，而钻孔灌注桩监理在整个建设项目中发挥着重要作用。

1 钻孔桩施工监理的重要性、依据和目的

1.1 监理在钻孔桩施工中的重要性

施工监理除了审查施工过程中的技术计划和质量监督管理外，还应负责施工过程中的施工活动的监督和管理，负责该项目的所有监督工作，不仅要在施工过程中担任质量和进度监督员，而且还是施工现场的协调员和管理经理。具体功能体现在以下几个方面：首先，严格制定和审查施工组织设计计划，这是监理必须严格处理的问题；其次，对施工方的资质进行审查，监理必须做到这一点，了解施工方以前的施工经验并确认施工单位资质证明，必须具有对图纸进行共同审阅的能力，能够完成质量和数量上的工作；最后，监理人员应不定时地检查现场人员，尤其是质量检查，包括检查员工的工作状态以及对是否有钻井记录进行检查和验收。

1.2 监督钻孔桩施工的依据和目的

确定钻孔桩基础施工过程中的质量控制基础和监督质量控制目标，是确保工程能够按照设计要求完成的关键。通常，钻孔桩的质量控制标准和目标如下：

1.2.1 质量控制标准

在进行钻孔灌注桩施工之前，应准备好工程合同，设计图纸和技术交底，工程建筑的国家标准和行业要求以及建筑基础设施设计要求等文件。有必要组织技术人员进行深入的调查，以使技术文件与施工要求完全一致。如果发现任何技术差异，则应进行深入分析以了解合同要求，以确保施工质量符合要求。

1.2.2 质量管理目标

施工钻孔桩的质量目标主要包括以下几个方面：成品桩的质量要求，包括长度、位置、直径、垂直度和材料质量等因素；必须达到混凝土预制试块的强度，设计计划和技术规范的要求；桩结构非常均匀，不存在桩破裂等质量问题。桩的承载性能满足技术规范的要求，这部分的监督不仅依靠施工单位的相关人员进行跟踪，后续监控必须由监管部门的专家进行。

2 监理钻孔桩施工时应注意的问题

由于影响桩质量的因素很多，钻孔桩的施工过程复杂，质量不够稳定，可能进行水下隐蔽作业，特性完成后无法修复。有的质量控制和施工技能，提出了更严格和更高的要求。钻孔和浇筑过程很复杂，并且每个施工步骤需要连续进行并相互影响，因此不能忽略。监理人员在钻孔桩施工中应注意以下问题：

2.1 定桩

在设计桩基之前，监理应根据对施工图的了解，收集详细的工程地质勘测报告，对施工现场进行勘测，选择合适的布局图，并找到负责实施的专业技术人员。桩身控制点和标准点应位于不受施工影响的地方，垂直控制主要取决于钻机的水平和垂直方向，应特别注意保护桩的位置设定，必须找到保护桩的位置并设置适当数量的保护桩。施工单位通常会省略此过程，从而影响监理的审查工作。

2.2 护筒设计

护筒插入的偏心率或倾斜度与钻孔的精度直接相关。在埋入护筒之前，必须在桩位外部至少设有一个防护筒。如果埋入的护筒周围的土壤不稠密，则保护管中的水位差太大，或者在上升和下降时钻头发生碰撞，都会造成护筒位置的偏移。因此，在埋入保护管之后，需要检查保护管的位置和填充物的紧密度。嵌入管子时，请在黏土中选择水分含量最高的管子，并小心粘贴。在保护管的适当高度上钻一个孔，严格将保护管的中心与桩位置的中心线之间的偏差控制在50mm以内。

2.3 成孔过程关键点质量控制

2.3.1 孔底沉渣控制

孔底的沉积物是影响桩稳定能力的重要因素。根据有关规定，水下打孔桩底部的沉积物厚度对于端承桩和摩擦桩不应超过100mm。在施工过程中，经常有很多桩的底泥仍不能满足这一要求，主要原因是泥浆性能不符合要求。影响钻孔桩质量的泥浆性能指标主要是比重和黏度，如果泥浆太稀，则炉渣的承载能力不足；如果泥浆太厚，则在孔壁上会形成一层厚厚的泥浆，从而明显减小了桩直径。泥浆的比重和黏度应由地下水位和地层的稳定性决定，当水位高时，很容易倒塌。钻孔完成后，监理人员应要求施工单位在清理孔眼的同时不断添加新鲜的泥浆，更换含沙量大的泥浆，避免孔眼性能较差，应使用泵吸入反向循环清洁第二个孔。钻孔完成后，监理人员必须检查并接受最终孔，并根据钻杆和钻头或测量绳索的总长度以及上部的剩余长度来检查最终孔的起泡程度。为保证钻杆和钻头或测量绳的长度精确，必须使用超级泡沫材料对其进行严格测试，以防止孔底沉降。

2.3.2 孔壁塌陷控制

钻机是打孔的主要设备，钻速需要得到很好的控制。如果在施工过程中钻孔速度太快，闲置时间太长或旋转速度太快，桩孔可能会塌陷。孔壁坍塌的原因有很多，如果不根据土壤条件而选择合适的施工技术来快速钻松散的沙子，孔壁就会塌陷。因此，当监理人员熟悉地质情况时，施工中最初的缓慢钻孔速度可以防止发生影响钻探正常运行和机械位移的强大钻机运动，扩大桩径并防止孔塌陷，斜率也可以很容易地及时校正，较小的流量可以防止崩溃，如果没有问题，可以逐步提高钻机的速度。孔洞坍塌事故的关键是预防，但是当发生孔洞塌陷时，必须立即采取措施。如果孔中的孔严重塌陷，请使用黏土和黏性砂对塌陷的孔部分或整个孔进行回填，并在压缩回填后进行钻孔。

2.3.3 直径伸缩控制

直径的膨胀和收缩都是由不规则的孔直径、孔的扩孔或收缩以及其他不良的地质现象引起的。扩孔通常是由于钻头过度振动、偏移或孔壁塌陷引起的，这是由于钻头过度磨损、焊接延迟或软土或黏土泥层中的水膨胀而引起的。减小直径会降低桩的垂直承载能力，而增大直径会增加成本，必须将其控制为有效措施。为防止发生直径膨胀，监理人员必须确保钻机固定且稳定，并进行减压钻孔以防止钻头摆动或脱离。孔洞形成后，特别是孔洞去除后，应敦促施工现场尽快注入水下混凝土，以最大限度地减少孔洞壁。为避免发生直径减小的情况，监理人员必须在钻孔之前仔细了解地质数据，以确保存在地质条件较差的土壤层，例如用水膨胀（如果有的话），施工单位应采用失水率。使用3ml～5ml/30min的优质泥浆来保护墙壁，钻头的直径经常被修改，钻头的直径通常比所需的孔直径小20mm～25mm。

2.4 泥浆质量控制

在钻孔施工中，泥浆质量控制对孔的质量和桩的质量影响更大。桩侧的泥浆厚度和强度会影响桩基础的承载力。合格的泥浆可用作墙面保护、收集、冷却和润滑，质量差和密度低泥浆不能形成有效的墙体保护，容易在砂层中塌陷，在流化的塑料黏土层中容易收缩，增加的稠度使注入泥浆变得困难。如果太厚，则钢筋的粘结力会降低，这会影响桩的质量。

2.5 清孔

由于及时供应和其他原因，混凝土浇筑时间长并且上部混凝土接近初始设定，导致在混凝土表面上形成沉积物。控制沉积物的厚度是桩形成过程中的关键过程，沉积物越厚，对桩端阻力和桩基础承载力的影响就越大。在最终的孔检查完全符合设计要求之后，必须立即清洁孔的底部，以防止泥浆以太长的时间间隔下沉和塌陷。主管应注意孔间隙问题，并亲自核实重新测试。如果判断出可以打孔，则应进行一次孔清理，放下铁笼后，连接导管，进行二次孔清理，然后浇注混凝土，并及时进行检查记录。当前，该方法通常用于确定孔的底部沉积物，并且在有条件下，可以使用孔壁测试仪或水下钻探相机来检查孔的质量。在清空过程中需要注意的一些特定监管点是：

a.钻孔桩中的孔完成后，应检查孔的深度、直径和坡度，并在孔达到规格要求后进行清洁。此类工作应迅速进行，以防止间隙过长和穿孔渣太厚，这些缺陷可能导致孔清洁或孔塌陷。

b.孔清洁方法包括泥浆更换、泥浆泵送、排渣、空压机注入、砂浆更换等，必须根据设计要求、钻孔方法、设备条件和地质条件选择合适的清洗方法。

c.排渣方法只能去除粗大的穿孔炉渣，并且由于不能降低泥浆的相对密度，因此只能用做初步清洗。当使用高压水管将清洁水倒入孔的底部时，注水所需的压力应略大于移开孔之前的泥浆密度和钻孔深度的乘积。

d.喷射清除法使用水或空气喷射约3min～5min，所需的水或空气喷射压力比孔底部的水（泥浆）压力高0.05MPa，过大的水喷射压力容易使孔塌陷。

e.严格禁止通过浆液交换法清洗孔中的水。由于泥浆的相对密度急剧下降，孔塌陷或无法清洁孔中的沉积物（漂浮且不能沉到底部），因此孔底部的沉积物厚度太大，导致孔清洁质量较差。用水稀释应缓慢且小，以使孔中的沉积物可以缓慢清除，更换通常需要4h～8h。

f.不管采用哪种孔清洁方法，在清洁孔中的炉渣时都应注意将孔的头部保持在孔中，以防止孔塌陷。

g.抬起钢架后，在浇筑水下混凝土之前，应再次检查孔的泥浆性能指标和孔底部的沉积物厚度。如果超出规定，可以清洗两次，并在达到要求后浇筑混凝土。

h.无论清洁方式如何，在清洁孔之后和在浇注水下混凝土之前，从桩孔的顶部、中部和底部采集泥浆样品以进行性能指标测试，测试结果的平均值为泥浆指标，并且必须满足设计和规格要求。对于有特殊要求的大直径桩（直径2.5m）或打孔桩，泥浆指数必须满足相对密度1.03～1.10、黏度17Pa·s～20Pa·s，砂含量2%、胶体比率98%。

i.清理孔后，在浇筑混凝土之前，应检查孔底部的沉淀物厚度，然后在满足设计和规格要求后倒入水下混凝土。在无摩擦桩设计要求的情况下，直径1.5m以下的桩，沉降厚度不超过300mm，直径1.5m、桩长40m以下、对于土壤质量较差的桩，沉降厚度不超过500mm。

j.不应使用摩擦桩代替清洁孔来加深钻孔深度，否则，沉积物会太厚和太软，从而大大降低桩端的最终承载力。

2.6 钢筋笼上浮

倒入混凝土后，钢笼会升起。在建造、吊装和放置钢笼的过程中，监督人员应注意笼子的弯曲和扭曲，如果超出规定的要求，应及时更换。钢保持架的生产必须符合规格，焊接不得损坏钢棒的直径，并且钢棒计和焊条的原材料必须合格。钢笼浮动的原因很多，例如，钢制保持架的位置在降低时会不准确，而会高于设计标高，监理必须严格应对这一障碍。同时，拆卸管子时要多加注意，不要用力过大抬高管子，也不要抬起钢笼。由于钢笼的浮动会在现浇桩中造成很大的缺陷，因此无论如何都必须采取全面的预防措施来改善并确保现浇桩的质量。

2.7 水下灌注混凝土

钻孔桩的混凝土结构被浇在水下，这是一种隐蔽的结构，是钻孔桩施工质量的关键。钻孔后，可将预制的钢筋笼垂直悬挂在孔中，进行定位和固定，然后用管子浇筑混凝土，施工主管必须严格检查原材料是否符合质量标准。首先，除了满足强度要求外，混凝土还必须具有良好的可加工性、高流动性和较长的初始硬化时间的特征，浇筑混凝土时不能停下来，否则，钻孔灌注桩很容易被破坏。应立即浇注混凝土，不得间断，每堆的浇注时间不应太长，应在8h内完成。为防止上部混凝土失去流动性并难以举起管道，应将管道底部埋入混凝土2m～6m的深度，每小时的填充高度优选为至少10m。浇筑高度应至少高于设计高度0.5m～1m，以确保桩头的混凝土质量。在整个注射过程中，必须专门指派工程技术人员来制作准确而详细的施工记录，记录包括桩基的数量、管道的总长度和部分的数量、浇筑的日期及开始和结束时间、管道的铺设深度、孔中混凝土的高度、浇筑的混凝土量、拆除管道的时间、管道截面的数目和长度，并以此为基础计算孔下混凝土顶面的高度。测量孔深度后，应将其与计算出的高度进行比较，以免出现误报。确保正确无误后，决定将其提起并拆卸。

如果在浇注过程中损坏桩或发生其他故障，应查明原因并合理确定处理方案。①如果折断的桩位于桩的底部或刚开始倾倒，则可以拉出钢笼，然后再次钻头。钻至孔底高度后，清洁孔，然后再次倒入；②当破碎的桩靠近地面时，停止浇筑，使用开挖桩法挖出混凝土的上部，用土壤将上部混凝土去除，然后使用一般的混凝土浇筑方法将其浇筑至设计高度；③如果破碎的桩位于桩体的中部，则可以稍后将钢套管推入孔中，并排掉孔中的泥浆，除去不合格的顶层混凝土，冲洗桩孔，然后按常规混凝土浇筑方法浇筑混凝土。此时，如果可以及时清除缺陷，则可以使用第二种地板覆盖法继续浇筑水下混凝土，但是必须将残桩丢弃，并在检查合格后才能使用；④如果以上三种处理方法均不能消除缺陷，则应将其视为废料堆，并在切屑或冲洗后重新填充；⑤不论是何种形式的破桩事故，都必须及时通知技术人员、主管和其他有关部门，以便共同确定和执行处理计划。