岩溶复杂的钻孔灌注桩成桩质量控制探讨.pdf

98PROJECTMANAGEMENT建设质量安全节能环保岩溶复杂的钻孔灌注桩成桩质量控制探讨熊锋（浙江江南工程管理股份有限公司，浙江杭州310013)摘要：以某项目钻孔灌注桩为例，从岩溶复杂的桩基设计要求、检测要求及施工要求出发，指导试桩、超前钻等施工准备工作以及成桩质量控制工作。从执行开孔通知制度、测量放线、见岩终孔报验、钢筋笼制作与安装、导管安装、清孔、沉渣控制、混凝土浇筑、后压浆质量控制及溶洞处理等方面进行成桩质量、进度分析和总结，以期给类似工程提供借鉴。关键词：灌注桩；成桩质量；溶洞处理中图分类号：TU712文献标识码：B文章编号：1 0 0 7-4 1 0 4（2 0 2 3）0 7-0 0 9 8-0 40引言由浙江江南工程管理股份有限公司监理的湖北某项目桩基工程于2 0 1 8 年8 月7 日完成全部工程桩施工，并完成了对主楼及地下室桩基的验收。地勘显示，见洞率为3 3.9 5%，线岩溶率为1 2.1 7%，岩溶强发育。结合岩溶复杂的桩基设计要求、检测要求及施工要求，本文对此桩基工程的成桩质量控制进行总结探讨。1桩基设计要求、检测要求及施工要求1.1工程桩设计要求(1）主楼工程桩设计要求，如表1 所示。(2）地下室工程桩设计要求，如表2 所示。表1 主楼工程桩设计要求单桩竖向抗极限单桩竖向抗承载力主楼有效桩长/m桩径/mm桩端持力层桩端进入持力层深度备注承载力/kN特征值/kN1号、3 号、5 号8102号8134号8276号712中风化粉砂质泥1 3 m;8号813，中风化砾岩2 m；当岩层桩身混凝土设计强度内存在溶洞（槽）或串珠状溶洞9号C45（按C55配置）；9151000150007500（槽）时，桩端嵌入完整岩石的沉渣厚度5 0 mm；11号812深度不小于0.5 m，且桩身线桩端压浆3 t2034入岩深度之和不小于2 m7号713212510号910表2 地下室工程桩设计要求单桩竖向抗压（抗拔）单桩竖向抗压（抗拔）有效桩长/m桩径/mm桩端持力层桩端进入持力层深度压浆情况极限承载力/kN承载力特征值/kN2125，中风化粉砂质泥岩1 3 m+桩身混凝土设计强度中风化砾岩2.5 m，当岩层内存在溶洞C40（按C45配置）；1000（槽）或串珠状溶洞（槽）时，桩端嵌入完整11 000(4.800)5500(2.400)6.513?2沉渣厚度5 0 mm;岩石的深度不小于0.5 m，且桩身线入岩桩端压浆3 t深度之和不小于2.5 m1.2工程桩检测要求主楼与地下室工程桩检测要求如下。（1）工程桩需进行单桩承载力检测，检测方法为单桩竖向静载荷试验，同条件的工程桩单桩竖向抗压承载力验收检测的数量每单栋建筑不应少于1 根且不应少于总桩数的1%；场地的同一条件下，每施工单位的验收检测桩不应少于总桩数的1%且不应少于3 根；单桩竖向抗压承载力验99PROJECTMANAGEMENT质量安全节能环保建设收检验静载荷试验的最大加载量不应小于承载力特征值的2倍；同条件的工程桩单桩竖向抗拔力检测验收检测的数量不应少于3 根且不应少于总桩数的1%，单桩竖向抗拔承载力验收检验静载荷试验的最大加载量不应小于承载力特征值的1.3 5 倍。（2）桩身完整性用低应变法及声波透射法进行检测，抽检数量要求符合下列规定：低应变法抽检总数量为100%；声波透射法抽检总数量不应少于总桩数的1 0%，预埋声测管应达到桩底；当工程桩受现场条件限制，在做桩基抗压静载试验时若不能做到随机抽检，则声测管埋设数量不应小于桩数的5 0%，同时钻芯检测数量不应小于总桩数的2%且不应少于6 根。(3）工程桩的桩底沉渣情况、持力层状况及桩身混凝土情况用钻芯法检测，抽检数量不少于3 根且不少于总数的1%；钻芯法检测的灌注桩有效桩长大于1 5 m时应预留钻芯导管。1.3施工要求（1）钢筋笼放入就位后，浇筑混凝土前应进行二次清孔，清孔后孔底沉渣厚度应小于5 0 mm；钻孔达到设计深度时，必须进行孔底沉渣厚度检测，孔底沉渣厚度检测不合格，不得灌注混凝土；桩灌注充盈系数应1.1。（2）主楼工程桩钢筋笼主筋采用单面搭接焊，焊缝长10d；地下室工程桩钢筋笼主筋接长采用机械连接，机械连接接头等级为1 级；钢筋连接接头应互相错开，接头连接区段的长度为3 5 d（d 为纵向受力钢筋较小直径），在连接区段内纵向受拉钢筋接头面积百分率不应大于5 0%；定位筋采用单面搭接焊，焊缝长1 0 d，与主钢筋隔一根错位点焊。（3）灌注混凝土的质量控制应满足下列要求：开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为3 0 0 5 0 0 mm；应有足够的混凝土储备量，导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于0.8 m；导管埋入混凝土深度宜为2 6 m，严禁将导管提出混凝土灌注面，并应控制提拔导管速度，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差，填写混凝土灌注记录；灌注混凝土必须连续施工，每根桩的灌注时间应根据初盘混凝土的初凝时间控制，对灌注过程中的故障应记录备案；应控制最后一次灌注量，超灌高度不小于0.8 m，凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。2桩基施工准备工作为合理布局施工工作面，桩基施工单位急需完成两项重要的施工准备工作，即试桩施工和超前钻施工。2.1试桩施工试桩工程历时2 0 d完工，共计完成3 4 根桩，其中试桩24根、抗拔锚桩1 0 根。在施工前，每根试桩均进行超前钻，见洞率2 0.5 8%，试桩充盈系数为1.4 2（含锚桩）。完成低应变检测，试桩2 4 根，均为1 类桩；完成声波透射检测，检测桩基2 4 根，桩身结构完整、密实，均为1 类桩；完成地下室单桩竖向抗压试验，检测5 根桩，单桩承载力符合设计要求，最大沉降量为1 7.6 2 mm；完成主楼单桩竖向抗压试验，检测1 4 根桩，单桩承载力均符合设计要求，最大沉降量为2 0.4 4 mm；完成地下室单桩竖向抗拔试验，检测5 根桩，单桩承载力均符合设计要求，最大沉降量为8.5 3 mm。2.2超前钻施工超前钻勘察于2 0 1 7 年9 月3 日进场，于2 0 1 7 年1 1 月4 日外业完工。现场共投入2 3 台XY-150型钻机，共完成9 7 0 根工程桩超前钻勘察。完成超前钻钻孔1 9 4 0 个，进尺5 6 2 7 9.8 m，并于2 0 1 7 年1 2 月2 0 日向甲方提供了超前钻工程场地岩土工程勘察报告书（施工勘察阶段）6 套。本次超前钻勘察揭露溶洞钻孔6 1 0 个，溶洞7 9 7 个，洞高0.2 2 1.8 m，洞顶埋深为1 3.8 4 2.7 m，洞底埋深为1 4.5 5 7.8 m；该地段勘察揭露砾岩钻孔总计1 7 9 7 个，见洞率为3 3.9 5%，线岩溶率为12.17%，岩溶强发育。3成桩质量控制3.1报审开孔通知单机台开孔前，由施工单位项目技术人员报审开孔通知单（一式三份，监理、项目部、班组各一份）。通知单以桩基参数表为依据，写明桩号、桩径、桩型、孔口高程、持力层、预计见岩深度、预计终孔深度、空孔、溶洞类型及是否作为声波检测桩等内容。本工程桩基施工过程中未出现漏桩及错桩现象。3.2测量放线依据设计桩位平面布置图及建立的现场测量控制网，第一步，为避免桩点施测混乱，需要对设计桩位平面图进行统一编号，根据设计文件计算建筑物定位网、桩轴线及承台测设数据，建立施工坐标系统，放出桩位中心点并埋标。第二步，埋设护桩。护桩既要便于作业，又要便于保存，在施工中要加强保护，使用前进行检查。第三步，进行复测（所有钻机开钻必须进行复测）。桩位所有测量放线数据必须经第二个人1 0 0%检查，检查无误后才能到现场测设。经复测，本100茗理PROJECTMANAGEMENT建设质量安全节能环保工程仅发现3 根桩桩位偏差超过设计要求，现场正式测设前均予以纠正。3.3见岩、终孔报验钻孔过程中做好钻进记录，入岩时，报监理及勘察单位验槽，确认岩面后，现场取样，采用岩样袋留存，按设计要求满足入岩深度，经监理工程师验孔合格后终孔，保证了桩身进入持力层的深度；终孔时由项目部质检员进行自检，自检合格后再通知相关单位验收成孔质量，包括实测孔深、孔径及孔的垂直度。3.4特殊情况处理现场发生任何异常情况，如超前孔未揭露有溶洞而桩基施工过程中却出现溶洞、溶洞桩漏浆、溶洞桩塌孔、岩面高程与超前钻相差较大及溶洞超方过大等情况，均要求项目部在第一时间通知监理单位，如实反映成桩质量的情况，不弄虚作假，不满报，不虚报。3.5钢筋笼制作与安装（1）制作前，先由技术员依照设计图，对制作人员进行详细文字交底，下达钢筋笼制作通知单。（2）在大批量钢筋笼加工之前，先制作出钢筋笼样板，经各方检验人员验收认可后，再批量制作。（3）钢筋笼存放时在地面铺设钢板，禁止钢筋笼与地面直接接触而被泥土污染。（4）为了保证桩身钢筋保护层厚度，按设计图纸要求，设置护壁保护环。(5）若因桩孔缩径或其他原因导致钢筋笼无法顺畅下入，则拔起全部钢筋笼，重新将钻机移位至该孔处扫孔，扫孔验收合格后再重新安装钢筋笼。（6）钢筋笼自检合格后报监理复检，监理复检合格后才进行下笼作业。3.6导管安装按实测桩孔深度配置导管长度，在安装每节导管之前，逐节量取导管实际长度并做好记录，以便混凝土灌注过程中控制埋管深度；检查其密封圈是否完好，涂止水黄油，确保导管封水性能良好，以免灌注过程中出现导管进水现象。将配置好的导管全部安装完毕后放至孔底，确保导管到达孔底后再将其提离孔底不超过0.3 m处固定。3.7二次清孔导管安装完毕即安装泥浆管，进行第二次泥浆正循环清孔。此次清孔使孔底5 0 0 mm内泥浆比重小于1.2 5，沉渣厚度d50mm，含砂率小于8%，黏度不大于2 8 s，验收合格后及时浇混凝土。3.8沉渣控制本项目有效桩长较短（电梯井桩最小有效桩长为6 m），承载力主要由桩端阻力提供，所以沉渣的控制是本项目的重点。控制措施如下。（1）第一次清孔：钻机成桩后，在下钢筋笼之前，要求旋挖钻机用平底钻头对钻孔进行清孔，以捞出钻孔内沉渣。(2）泥浆质量控制：在首清后，对泥浆标准进行检测、调整，要求泥浆比重小于1.2 5，含砂率小于8%，黏度不大于28S。(3）钢筋下放完成后，安装导管，要求导管底部离孔底小于3 0 cm，采用调配后的泥浆进行正循环清孔，清孔时间不宜超过半小时。在清孔的过程中，导管上下活动，但活动幅度不宜过大（上下活动范围不宜超过2 m）。（4）施工班组对桩底沉渣进行自测，合格后报项目部质检员复测，复测合格后向监理报验；经监理实测合格后，通知商品混凝土站发货；浇灌前，监理须再次对桩端沉查进行测量，合格后方可浇筑。以上全部过程均举牌拍照，留下影像资料。3.9混凝土浇灌（1）混凝土落度试验：开始浇灌之前，必须进行混凝土落度试验，合格后方进行浇灌。(2）开始浇灌之前，需对到场混凝土和易性进行检查，查看骨料情况及混凝土是否离析。(3）试块的制作、养护：每根桩均制作试块，试块的制作、养护由专人负责。(4）投放耐压球：开始浇灌前，必须在导管内投放耐压球（作为隔水栓）。（5）首斗浇灌量：首批混凝土量必须保证导管底口埋入混凝土面1 2 m以上，首斗灌量为1.5 m，并且为混凝土罐车直接连续浇注。（6）连续浇筑：开灌前做好场地准备及相关机具检查，防止产生故障，浇注混凝土过程中连续进行，前后两车间隔不超过1 h。（7）测量混凝土面，控制埋管：浇灌过程中，连续测量混凝土面高度，以控制拔管长度，确保持混凝土面埋入导管26m。（8）测量混凝土面，控制超灌：严格控制最后一斗的混凝土灌量，为保证设计要求的桩顶混凝土的质量，实际灌注101.上接第8 7 页）.PROJECTMANAGEMENT质量安全节能环保建设高度均按高出设计桩顶标高0.8 1.0 m控制，控制方法为测绳测量和捞勺探测相结合。(9）混凝土浇灌完成后，一般放置1 5 2 0 min，在未发现浆液下沉后，拔出剩余导管和护筒，并及时回填空孔。3.10后压浆质量控制后压浆工程安排专职技术人员负责。（1）注浆管预埋。压浆管上端加工成可方便拆卸、装配有开关、端部入口有拆装灵活的丝扣封头的管节，以便于下笼时管节间的密封情况检查，防止杂物、污泥等进入管内，便于与压浆设备的连接。压浆管下端是关系压浆能否成功的关键部件，其主要功能是保证注浆管进入桩底，且需在压水、压浆时起到一个单向阀（注浆喷头）的作用。(2）清水开塞。每根桩混凝土浇筑完毕后，在1 2 2 4 h内用清水开塞。（3）现场注浆。压浆施工一般成桩后2 d内就可以开始，但不能迟于成桩后3 0 d。注浆过程由监理工程师旁站验收，确认压浆量、注浆压力、水灰比等技术参数。3.11溶洞处理现场施工工程桩9 7 4 根，其中有3 1 3 根工程桩揭露有溶洞，见溶率为3 2.1 3%，与超前钻见溶率相一致。溶洞的处理情况，如表3 所示。表3 溶洞处理情况溶洞类型数量施工方案桩号溶洞情况小型溶洞1回填土方D22418.919.9m，1 m 小型溶洞回填土方10-1820.824.3m，3.5 m 一般型溶洞回填土方D16326.628.6m，2.0 m 一般型溶洞一般溶洞4回填土方D17423.026.3m，3 m 一般型溶洞回填土方D29912.514.5m，2 m 小型溶洞大型溶洞1回填土方、注浆D18213.0713.77m，0.7 m 小型溶洞；1 4.2 7 1 9.5 7 m，5.3 m 小型溶洞回填土方、注浆5-130.452.2m，2 1.8 m 小型溶洞特大型溶洞3回填土方、注浆D16714.4m，四层串珠状特型溶洞回填土方、注浆D34514.0815.88m，1 6.2 8 3 0.2 8 m，1 5.8 m，二层串珠状特型溶洞4结语现场施工工程桩9 7 4 根，其中3 1 3 根工程桩揭露有溶洞，见溶率为3 2.1 3%，与超前钻见溶率相一致。揭露有溶洞的313根工程桩中，有3 0 4 根桩按照常规方案直接成孔浇灌混凝土成桩，另有9 根桩由于漏浆严重或无法成孔，进行了回填黏性土或注浆处理，最终都能够顺利成孔成桩。从桩基开挖及检测情况来看，前期溶洞专项施工方案是具有较强针对性的，也是比较合理的。这不仅得益于该项目超前孔资料的准确性，还得益于该项目丰富的溶洞地层桩基经验，同时也的思考和借鉴，能为全过程工程咨询的质量管理提供一定的参考。参考文献：1曾大林，张学文，房红伟，等.全过程工程咨询服务发展现状分析：基于2 0 1 7 2 0 2 1 年的市场交易数据 J.建筑经济，2 0 2 3（1)：5-1 3.2李振强，张焘，彭洋，等.全过程工程咨询项目管理绩效分析与评价.舰船电子工程，2 0 1 9（1 1)：1 6 7-1 7 1.得益于各参建方包括建设单位、监理单位、总包单位及设计单位的共同努力。该项目在整个施工过程中，对质量、安全、进度及成本均进行了严格管控，达到了预期目标。收稿日期：2 0 2 2-1 1-3 0作者简介：熊锋，大学本科，高级工程师、注册监理工程师、一级注册建造师、注册安全工程师，任职于浙江江南工程管理股份有限公司。通信地址：浙江省杭州市西湖区求是路8 号公元大厦北楼1 1 楼浙江江南工程管理股份有限公司。收稿日期：2 0 2 3-0 5-1 2作者简介：诸建友，任职于上海建科工程咨询有限公司；武玉帅，任职于上海建科工程咨询有限公司；张艺源，任职于上海建科工程咨询有限公司。通信地址：上海市徐汇区宛平南路7 5 号1 号楼上海建科工程咨询有限公司。