探讨旋挖桩施工质量的监理

陈炎生

摘要 旋挖桩具有成孔速度快、施工效率高、无循环泥浆、产生废浆少、对环境污染小的特点。但如何监控入岩深度、清孔、水下混凝土灌注质量检验是旋挖桩的质量监理工作中的重点和难点。本文就旋挖桩施工法时质量控制进行了探讨。

关键词：旋挖桩；入岩深度；清孔；水下混凝土。

一、工程概况

某花园一期共用地下室一层，塔楼15座共16个单位工程，塔楼地上最高27层，建筑面积11.6万平方米。

本工程桩基础工程设计为旋挖扩孔桩基础，桩径为φ0.80m、φ1.0m两种。

二、质量标准及监理控制要点

钻孔桩基础应根据设计图纸标明的桩径及地质资料，试验配制护壁泥浆，防止孔壁坍塌；按照施工规范要求钻进，钻至设计标高或设计要求进入的岩层深度，应根据钻进记录情况及提取的钻碴，由监理工程师判定是否符合设计要求，并签字同意终孔，方进行下道工序的施工。

对旋挖扩孔桩的水下混凝土、桩底沉碴厚度和钢筋笼等关键部位，要严格按照相关规范检验质量。

旋挖扩孔桩基础应重点检查下列项目：

测量：桩位置、高程测量；

成孔：桩位、桩长、桩径、垂直度、泥浆护壁厚度、沉碴厚度；

混凝土灌注桩质量检验标准

主控项目

（1）、桩位偏差满足下表规定

钻孔桩钻孔允许误差表

序号 项目 允许偏差(mm)

1 孔径 不小于设计孔径

2 孔深 不小于设计孔深

3 孔中心偏心 群桩 ≤100

单排桩 ≤50

4 倾斜度 ≤1%*孔深

5 浇筑混凝土前桩底沉碴厚度 ≤100

检查数量：全部检查检查方法：基坑开挖前量护筒，开挖后量桩中心。

（2）、孔深允许偏差+100mm检查数量：全部检查

检查方法：只深不浅，用重锤测或测钻杆、套管长度，嵌岩桩应确保进入设计要求的嵌岩深度

一般项目

（1）、垂直度允许偏差1％检查数量：全部检查

检查方法：测套管或钻杆，或用超声波探测。

（2）、稳定液比重1.02-1.2

检查数量：全部检查检查方法：用比重计测，清孔后在距孔底50cm处取样

（3）、稳定液面标高（高于地下水位0.5-1.0m）

检查数量：全部检查检查方法：目测

（4）、沉渣厚度：摩擦端承、端承摩擦桩≤50mm

检查数量：全部检查检查方法：用沉渣仪或重锤测量

（5）、混凝土塌落度180-220mm检查数量：全部检查检查方法：用塌落度仪或按混凝土配合比设计要求。

（6）、筋笼安装深度允许偏差±100mm

检查数量：全部检查检查方法：用钢尺量

（7）、凝土充盈系数>1

检查数量：全部检查检查方法：检查每根桩的实际灌注量

钻孔成孔质量标准

项 目 允 许 偏 差

孔的中心位置（mm） 50

倾斜度 ﹤1%

孔深 不小于设计规定

沉淀厚度（mm） ≤50mm

清孔后泥浆指标 相对密度：1.03～1.10；粘度：17～20Pa.s；含砂率：﹤2%；胶体率：﹥98%

钢筋骨架尺寸

长 ±10

直径和高 ±5

保护层厚度 桩基 ±3

成桩：钢筋笼，水下混凝土。

钢筋笼质量检验标准

主控项目

（1）、主筋间距允许偏差±10mm检查数量：全部检查检查方法：用钢尺量。

（2）、长度允许偏差±100mm检查数量：全部检查检查方法：用钢尺量。

一般项目

（1）、钢筋材质应满足设计要求检查数量：根据规定检查方法：根据规定。

（2）、箍筋间距允许偏差±20mm检查数量：全部检查检查方法：用钢尺量。

（3）、直径允许偏差±10mm检查数量：全部检查检查方法：用钢尺量。

灌注桩钢筋加工的允许偏差

项 目 允 许 偏 差（mm）

受力钢筋长度方向加工后的全长 ±10

弯起钢筋各部分尺寸 ±20

箍筋螺旋筋各部分尺寸5 ±5

灌注桩钢筋安装位置允许偏差

检查项目 允 许 偏 差（mm）

受力钢筋 ±20

箍筋、螺旋筋间距 0，—20

三、监理准备

1、 确定控制重点：其控制重点为桩位、桩长、桩径和清孔情况，要求桩位精度符合设计和规范要求，桩长、桩径不小于设计值，清孔干净，孔壁尽量少粘附泥浆，以保证达到设计的摩擦力及桩端承载力；

2 、检查工程建设基础资料准备情况，包括工程地质、水文地质资料、设计文件、图纸、相关合同文件内容及外部环境条件的有关资料；

3、 研究设计文件、图纸和合同文件，参加或组织设计交底、图纸会审；

4、 施工前对旋挖桩施工外部环境条件进行检查，包括地形、地貌、交通、供电、供水、排水等状况；

5、 检查、监督桩位移交过程，审查桩位资料和移交记录；

6 、审查施工单位编制的旋挖桩施工组织设计，包括试桩方案及计划等，按监理程序审批；

7、 检查钻孔灌注桩开工前准备情况，主要内容包括：

（1）、桩施工现场临时设施建设情况；

（2）、钢筋、混凝土等成品、半成品加工厂情况；

（3）、原材料进场计划、准备情况、质量证明材料和检验结果，质量应符合施工合同、规范和标准的要求，监理按规定独立抽检；

（4）、混凝土配合比设计、试配、检验结果和相关记录、资料；

（5）、测量控制网复测结果、控制网加密和墩、桩位放样，精度应符合施工合同、规范和标准的要求，必要时监理按规定复检。

（6）、施工人员、机械设备、辅助材料的进场情况及状态，应符合合同规定；

（7）、合同或规范、规程规定的其它必备的开工条件。经检查所有条件符合施工合同及规范规定后，批复施工单位的开工申请（或是签发本工程项目规定的开工通知、开工令等其它形式的文件）。

三、挖孔准备

1、检查旋挖扩孔桩施工场地，场地应符合以下条件：

（1）、铺设砖渣，换除软土，整平、夯实；

（2）、所有施工场地或工作平台应能随承受施工时所有静、动荷载，并考虑施工机械能安全进出。

2、 检查现场控制桩保护状况，保证施工过程中能控制基桩的施工精度；

3 、重点检查、控制施工测量放样情况；

(1)、检查施工单位测量仪器、设备、工器具的精度、数量、性能、状态是否满足需要；

（2）、检查施工单位的复测情况，监理工程师全程跟踪测量并审查其复测成果；

（3）、如需要移设或增设测量控制点（水准、高程）时，应检查其是否符合测量规范的规定；

（4）、审查施工放样方案；

（5）、根据经过复测的测量控制点进行放样，监理工程师依据设计要求、测量规范和施工规范审查放样成果；

（6）、复测、放样时监理工程师应旁站监理，特别注意外界条件对测量可能产生的影响，不符合规范规定的测量条件時不允许作业；

（7）、基桩施工放样满足精度要求后方可开始插打护筒；

4、 检查孔口钢护筒的制作、埋设和插打情况，要求：

（1）、钢护筒应坚实、不漏水，应以振动、锤击、压重并辅以孔内除土等方法插打；

（2）、钢护筒内径应比桩径稍大，采用旋转钻机时增大20cm以上，采用冲击钻机时增大40cm以上；特殊地质情况需深孔套打护筒时最下一节处要确保桩径不受损失；

（3）、钢护筒口高度应符合施工规范要求，应高出地面30cm以上；

（4）、钢护筒底端埋深应符合施工规范要求，粘性土不小于1.0m，砂类土不小于2.0m，表层土松软时应埋入较硬密实土层不小于0.5m；

（5）、施工场地护筒应实测定位，平面位置偏差不得大于5cm，倾斜度偏差不得大于1%；

5、 根据本工程地质情况，旋挖孔时一般选用泥浆护壁。应事先检查造浆系统的建设情况和泥浆配置质量；

（1）、采用泥浆护壁时，用于制造泥浆的粘土或膨润土的质量应符合要求，数量应满足施工进度需要，设泥浆净化、循环系统，减少环境污染并节省泥浆原料；

（2）、若孔位处粘性土塑性指数大于15、浮渣能力满足施工要求时可采用原土造浆；冲击钻孔时可直接向孔中投放粘土造浆；

（3）、泥浆指标应符合施工规范规定，在旋挖孔前、旋挖孔过程中均应按规定检查；

6、 检查旋挖孔机械设备是否满足地质条件和旋挖孔方法的要求，性能能否满足施工需要，主要检查卷扬机、电控设备、钢丝绳、传动系统等；检查旋挖机平台、井架等的安装是否符合施工规范和操作规程的规定，确保施工安全、稳定、规范、方便；

四、造孔

1、旋挖旋挖机采用筒式钻斗。旋挖机就位后，调整钻杆垂直度，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。开挖采用跳挖的方式，间隔为4条桩。当钻头下降到预定深度后，旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，提升钻斗将土卸于堆放地点。旋挖机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。

2、施工时注意控制钻斗钻进、提升速度

（1）、旋挖机旋挖过程中应严格控制钻进速度，避免钻进尺度较大，造成埋钻事故。

（2）、钻进过程，回转斗的底盘斗门必须保证处于关闭状态，以防止回转斗内砂土或粘土落入护壁泥浆中，破坏泥浆的配比，若旋挖机升降钻斗时速度过快，钻斗外壁和孔壁之间的泥浆冲刷孔壁，再加上钻斗下部产生较大负压作用，造成孔壁颈缩、坍塌现象。所以钻斗提升时应严格控制其速度，经现场实践得知，钻斗升降速度保持在0.75－0.80m/s为宜。当钻斗粉砂层或亚砂土层时，其升降速度应更加缓慢。

五、清孔，钢筋笼的制作和安装

1、清孔

钻孔至预定深度后即可清孔，清孔时保持钻孔内的水位高出地下水位1.5~2.0m,防止坍孔,清孔采用循环出渣的方法,终孔后由质检人员进行初验,然后报监理工程师进行验收。验收项目包括桩径、桩长、垂直度、桩位偏差和泥浆等；

2、钢筋笼的制作和安装

（1）、监理工程师检查施工单位进场钢筋的质量证明材料（质保书、材质证明书等）和施工单位原材料、接头检验结果，并按规定进行监理独立抽检，确保原材料检验合格；

（2）、 监理工程师根据设计要求和验收规范、施工规范和施工合同文件的规定，检查钢筋笼的制作质量，包括钢筋规格、数量、间距、除锈、接头及骨架尺寸、加劲箍、定位筋安装等项目，要求主筋与加强筋、定位筋全部焊接；

（3）、钻孔检查符合设计和规范要求后方可下放钢筋笼；

（4）、钢筋笼吊装时应注意吊点设置、起吊方式，较长的钢筋笼应分段吊装，接头全部焊接，箍筋应平顺连接，确保钢筋笼不受损伤且整体性良好；

（5）、 监督钢筋笼下放过程，如出现下放困难或卡笼应及时查找原因，避免延误造成塌孔等意外；

（6）、 钢筋笼下放到位后检查其标高、平面位置和固定情况，钢筋笼应牢固定位，确保灌注混凝土过程中不掉笼、不浮笼；

（7）、 钢筋笼下放过程中应保持必要的泥浆比重，保护桩孔；

（8）、 灌注水下混凝土过程中应保护钢筋笼不受外力影响而移位、损伤；

六、灌注水下混凝土

1、水下混凝土

砼强度等级为C30，粗集料采用级配良好的碎石；粗集料最大粒径为40mm，且不得大于导管内径的1/8及钢筋最小净距的1/4；细集料宜采用级配良好的中砂；混凝土的含砂率宜为40%-50%；坍落度宜为18-20cm；

2、首批混凝土量

首批混凝土量应满足导管初次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部间隙的需要（具体要按实际情况而定）；

3、灌注水下砼

在整个灌注时间内，经常测量孔内混凝土面层的高程，及时调整导管出料口以及砼表面的相应位置。灌注砼时，溢出的泥浆引流至适当位置处理以防止污染或堵塞交通。混凝土连续灌注，直至灌注的砼顶面高出理论桩顶高程0.8m。以保证截断面以下的全部混凝土具有满意的质量。混凝土必须连续浇筑，两车间隔时间不大于混凝土初凝时间。

做好施工记录，每根桩均应按要求制作混凝土试件，经检测并提交试验结果。

七、旋挖桩施工质量技术保证措施

1、成孔、钢筋笼制安、混凝土灌注措施：

（1）、严格按设计图纸要求及工程基线、轴线进行桩的测量定位，经复核无误后才能进行桩的施工。护筒埋设应符合设计及施工要求，护筒顶平面偏差不大于5cm；

（2）、成孔过程中应严格控制孔内的泥浆指标，泥浆顶的标高应始终高于地下水位；

（3）、旋挖期间应经常检查桩的平面位置及倾斜度，确保桩位准确及桩孔垂直；

（4）、在中心距离5m以内的任何桩的混凝土浇注24小时后，才能进行桩的旋挖。旋挖应连续作业，无故不得中途停止；

（5）、清孔后在灌注水下砼之前泥浆指标及沉渣厚度应符合设计要求；

（6）、钢筋笼制作应符合设计尺寸，笼体应完整牢固，并采用垫块保证钢筋笼有适当的保护层；

（7）、安放钢筋笼时，笼顶平面偏差及标高必须准确，并采取措施稳固在护筒上，在浇灌桩芯混凝土时须经常检查钢筋笼有无变位，在提升导管或拔钢护筒时，必须防止钢筋笼被提升；

（8）水下混凝土灌注应严格按操作规程的要求进行施工，应尽量缩短浇注时间，坚持连续作业，确保开塞时砼的初存量，并应控制好埋管深度，埋管深度在2～4m。

（9）、灌注后的桩顶标高及浮浆的处理必须符合设计要求和施工规范的规定；

2、灌注混凝土中途出现问题的处理措施

（1）、灌注开始不久或者中途堵塞时，可用长杆冲捣并用振动器振动导管；

（2）、在混凝土处于井孔水面以下不很深的情况下导管进水时，可采用底塞隔水的方法，并外加一定的压力，重新插入导管，恢复灌注；

（3）、水下混凝土必须连续施工，每根桩的浇筑时间按初盘混凝土的初凝时间控制，灌入时间较长时，可通过试验在首批混凝土中掺入缓凝剂，以延迟其凝结时间。

八、施工中重点及难点控制及通病防冶

1 施工中重点及难点控制

桩尖沉淀厚度控制：为确保桩底沉淀厚度不超标，除要求泥浆性能好之外，施工过程还需控制不同地层的钻进速度，特别是进入粉砂层时，每次旋挖不能太多，以防止砂子从钻头顶口冒出进入泥浆；遇到特殊情况如砼不能及时灌注而导致沉淀超标，可以用吊车吊起钢筋笼，然后用旋挖钻将沉淀取出，再进行灌注。

2、 施工過程常见质量通病及防治

(1)、塌孔

在钻进过程中塌孔：如果是轻微塌孔，不影响正常钻进可以不处理；如果塌孔严重不能再继续钻进，则需要回填土待自然沉实时机成熟后再钻进。

在灌注过程中塌孔：在保证孔内水头的同时，应采用吸泥机吸出踏入孔中的泥土，如不再继续塌孔，可恢复灌注，如仍塌孔不停止，则需要拔出导管钢筋笼，回填土待自然沉实时机成熟后再钻进。