近海吹填土復(fù)合地基加固中的水泥土攪拌樁施工監(jiān)理

上海上咨建設(shè)工程咨詢有限公司 上海 200002

0 引言

由于上海、浙江等沿海城市的近海吹填土為砂性土，土質(zhì)較為松軟，天然孔隙比較大，含水率較高，且靠近海岸，地下水位高，對(duì)地基土有軟化作用，導(dǎo)致這些地區(qū)的土體性質(zhì)很差。

水泥土攪拌樁利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使樁體具有一定的強(qiáng)度，樁體周圍的土得到部分改善，組成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減少地基不均勻沉降，達(dá)到加固地基的目的。

1 工程概況

本工程2個(gè)廠房分別為鈑金加工中心及數(shù)控加工中心，項(xiàng)目一期工程數(shù)控加工中心工程位于上海市浦東新區(qū)，基礎(chǔ)采用“樁基（預(yù)應(yīng)力PHC管樁）+基礎(chǔ)梁”。工程場(chǎng)地地下水主要為孔隙潛水，地下水對(duì)混凝土有微腐蝕性，在長期浸水狀態(tài)下對(duì)混凝土中的鋼筋有微腐蝕性，在干濕交替的狀態(tài)下對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋有中腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有中腐蝕性，在地震烈度為Ⅶ度時(shí)場(chǎng)地為不液化場(chǎng)地。

背景工程由主廠房和副樓組成，占地面積為8 830 m2，建筑面積為10 750 m2，高度為12.30 m，主廠房采用門式鋼架結(jié)構(gòu)，副樓為2層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

水泥樁分布范圍：離基礎(chǔ)承臺(tái)、地梁1.50 m，中心距1.00 m×1.00 m，長、短樁交錯(cuò)布置。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將攪拌樁位置用白灰粉定位，水泥攪拌樁呈正三角形布置，樁中心間距1.00 m，樁徑50 cm，移動(dòng)深層攪拌機(jī)到達(dá)指定樁位對(duì)中，樁位誤差不得大于5 cm。

設(shè)計(jì)要求設(shè)置砂石褥墊過渡層，通過褥墊層材料在承受荷載后產(chǎn)生的流動(dòng)補(bǔ)償，使地基、樁間土與基礎(chǔ)始終保持接觸，從而能充分利用樁間土的承載能力，共同工作。褥墊過渡層對(duì)于協(xié)調(diào)樁土變形、調(diào)整基礎(chǔ)不均勻沉降、保證樁土共同作用極為有效[1-2]。

2 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

2.1 場(chǎng)地土質(zhì)限制

本工程場(chǎng)地內(nèi)主要分布為魚塘、河浜等，雖經(jīng)過清淤處理，但仍存在清淤不徹底、回填不密實(shí)等情況，地基承載力較低；且回填土量厚度較大、固結(jié)時(shí)間長、沉降持續(xù)時(shí)間長。場(chǎng)地內(nèi)均采用大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房，屬于永久受力結(jié)構(gòu)，航空制造工藝的高標(biāo)準(zhǔn)和高精度對(duì)地基的不均勻沉降要求較高。一方面要保證地基承載力，另一方面要控制地基沉降，尤其是不均勻沉降。因此本工程對(duì)地基加固施工技術(shù)要求非常嚴(yán)格。

2.2 水泥土攪拌樁本身特性

由于水泥土攪拌樁施工的特性，不確定因素很多，地下情況復(fù)雜多變，如地下水位、暗浜、地下障礙物，包括突然停電或機(jī)械故障等都會(huì)對(duì)沉樁產(chǎn)生影響，施工單位一般幾個(gè)班組倒班作業(yè)，進(jìn)行連續(xù)沉樁、晝夜施工，為確保沉樁質(zhì)量，監(jiān)理的過程控制尤為重要。

3 水泥土攪拌樁施工常見問題及處理措施

1）預(yù)拌下沉困難。主要由于電壓偏低，土質(zhì)較硬、阻力太大，遇到大石塊、樹根等障礙物，導(dǎo)致預(yù)拌下沉困難，可通過調(diào)高電壓、引孔、挖出障礙物等方式解決。

2）攪拌機(jī)鉆頭下沉不到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高。主要由于土質(zhì)黏性大，攪拌樁機(jī)自重或動(dòng)力不夠等因素造成，可通過增加攪拌機(jī)或開動(dòng)加壓裝置等方式解決。

3）噴射未到設(shè)計(jì)樁頂面高程，集料斗漿液已排空。主要由于投料不準(zhǔn)確、灰漿泵磨損漏漿、輸漿量太大等因素造成?？赏ㄟ^重新標(biāo)定投料量，檢修灰漿泵、重新標(biāo)定灰漿輸漿量等方式解決。

4）噴漿到設(shè)計(jì)位置集料斗中剩漿過多。主要由于拌漿加水過量、輸漿管部分堵塞等因素造成，可通過重新標(biāo)定拌漿用水量、清洗輸漿管路等方式解決。

5）輸漿管堵塞爆裂。主要由于輸漿管內(nèi)有水泥結(jié)塊、噴漿口間隙太小等因素造成，可通過拆洗輸漿管、使噴漿口球形閥間隙適當(dāng)?shù)确绞浇鉀Q。

6）攪拌鉆頭和混凝土同步旋轉(zhuǎn)。主要由于灰漿濃度太大、攪拌葉片角度不合適等因素造成?？赏ㄟ^重新標(biāo)定漿液水灰比、調(diào)整葉片角度或更換鉆頭等方式解決。

4 施工流程

鉆機(jī)就位→配制水泥漿→送漿→第1次下沉噴漿→第1次提升噴漿→第2次攪拌下沉→送漿→第2次復(fù)攪提升→移位→清洗

5 監(jiān)理工作流程

設(shè)計(jì)圖紙會(huì)審→審批的施工方案→施工材料/設(shè)備進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收→水泥復(fù)試→作業(yè)面（基槽）平整清理→復(fù)核（基槽）工作面標(biāo)高、樁軸線位置→攪拌樁樁機(jī)就位→第1次預(yù)攪下沉→第1次噴漿攪拌提升→第2次攪拌下沉→第2次噴漿攪拌提升→樁機(jī)移位→填寫隱蔽工程報(bào)驗(yàn)申請(qǐng)表→簽認(rèn)隱蔽工程報(bào)驗(yàn)申請(qǐng)表[3-4]

6 施工過程中監(jiān)理工作及控制要點(diǎn)

1）對(duì)進(jìn)出水泥質(zhì)量的管理是水泥攪拌樁施工管理成功與否的關(guān)鍵所在。水泥材料的進(jìn)場(chǎng)須附相關(guān)質(zhì)保資料，要求施工單位做好相關(guān)記錄工作，填寫水泥進(jìn)場(chǎng)記錄表，且由分包、總包、監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)并簽字，并按照散裝500 t為1個(gè)批次的要求進(jìn)行復(fù)試。

（1）建立進(jìn)場(chǎng)水泥批次、數(shù)量、出廠日期、檢驗(yàn)批復(fù)文件的編號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)存放地點(diǎn)以及相應(yīng)所使用的施工路段的原材料臺(tái)賬制度。

（2）進(jìn)場(chǎng)水泥要按規(guī)范要求存放和保管，要防潮、防雨，嚴(yán)禁使用受潮、結(jié)塊的水泥。

（3）建立各樁機(jī)的施工記錄臺(tái)賬，并隨時(shí)檢查、及時(shí)簽證，其統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)用以對(duì)實(shí)際用量進(jìn)行總量核對(duì)。

2）為保證攪拌樁的垂直度，在樁機(jī)井架的正面和側(cè)面一定要吊掛垂球，防止施工時(shí)樁機(jī)傾斜（攪拌樁垂直度偏差不得超過1.50%，樁位偏差不大于50 mm）。

3）施工中嚴(yán)格控制水灰比，水泥摻入量不得少于15%，監(jiān)理不定期采用泥漿密度計(jì)對(duì)各臺(tái)班進(jìn)行隨機(jī)抽樣測(cè)試。水泥漿液須按設(shè)計(jì)（或試樁確定）配比拌制，攪拌均勻、輸送連續(xù)，不得離析（圖1）。

圖1 監(jiān)理檢查泥漿密度

4）嚴(yán)格控制樁深、復(fù)攪下沉和提升速度及泵送壓力，確保成樁效果（圖2）。

圖2 監(jiān)理檢查泥漿泵壓力

5）噴漿一旦停漿，為防止斷樁和缺漿，保證樁身的完整性，應(yīng)將攪拌樁機(jī)下沉至停漿點(diǎn)下0.50 m處，待恢復(fù)供漿時(shí)再噴漿提升。

6）攪拌樁機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，應(yīng)對(duì)攪拌葉片進(jìn)行檢查，當(dāng)攪拌葉片的長度小于規(guī)范及設(shè)計(jì)要求時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)焊。

7）制樁完成后，須在達(dá)到要求的齡期后方可進(jìn)行開挖，清理樁頭時(shí)不得使用重錘或重型機(jī)械，宜用小錘、短釬等輕便工具操作，以免損壞樁頭（圖3）。

圖3 監(jiān)理對(duì)沉樁質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收

8）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工24 h全程安排人員進(jìn)行旁站，必須每天記錄所管轄樁機(jī)的具體施工情況，其中包括：當(dāng)值期間樁機(jī)施工是否正常，有無機(jī)械損壞情況、修理時(shí)間、修好后開工時(shí)間，有無無故停機(jī)的情況、停機(jī)時(shí)間及開機(jī)時(shí)間。有了此記錄，施工單位的打樁記錄真實(shí)性一目了然（圖4）。

圖4 監(jiān)理對(duì)水泥土攪拌樁施工進(jìn)行旁站

9）成樁7 d后，由承包人（現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理、設(shè)計(jì)代表、業(yè)主質(zhì)檢人員到場(chǎng)）進(jìn)行開挖自檢，觀察樁體成型情況及攪拌均勻程度，測(cè)量成樁直徑，并如實(shí)做好記錄，并采用輕便觸探儀檢查樁的質(zhì)量，根據(jù)擊數(shù)用對(duì)比法判定樁身強(qiáng)度，抽檢頻率為2%，如發(fā)現(xiàn)樁體有不良現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)報(bào)廢補(bǔ)樁[5-6]。

10）成樁28 d后由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師（設(shè)計(jì)代表及業(yè)主質(zhì)檢人員到場(chǎng)地隨機(jī)指定，要在樁體上部樁頂以下0.50 cm、1.00 cm、1.50 cm）截取整段樁體并分成3段進(jìn)行樁的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，28 d的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)≥1.00 MPa，并推算90 d的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)≥1.20 MPa。

11）在以上項(xiàng)目檢查合格的前提下，由業(yè)主指定的檢測(cè)單位組織進(jìn)行鉆芯取樣，做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和復(fù)合地基承載力試驗(yàn)，檢測(cè)數(shù)量均不小于0.50%，全身的鉆芯及標(biāo)貫試驗(yàn)主要檢查：是否貫穿軟土層樁身的長度、噴漿量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求、樁身成型情況、水泥土攪拌均勻程度、樁身的強(qiáng)度。抽查中如出現(xiàn)實(shí)際施工長度與設(shè)計(jì)長度不符的樁，要將其報(bào)廢并以此數(shù)據(jù)作為計(jì)量的一個(gè)依據(jù)。本工程經(jīng)業(yè)主指定的第三方專業(yè)檢測(cè)單位進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為全部合格，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求（圖5）。

圖5 復(fù)合地基承載力檢測(cè)

7 施工過程中安全監(jiān)理控制要點(diǎn)

1）核查專業(yè)分包單位安全生產(chǎn)許可證和安全協(xié)議，檢查施工單位安全生產(chǎn)保證體系。

2）核查總包單位對(duì)專業(yè)分包單位安全、質(zhì)量管理機(jī)制。

3）檢查施工機(jī)械、安全設(shè)施驗(yàn)收手續(xù)，檢查進(jìn)場(chǎng)施工機(jī)械掛牌驗(yàn)收情況。

4）審查施工方案中的安全技術(shù)措施及施工單位審批手續(xù)是否齊全。

5）安全人員控制：安全監(jiān)理人員自身的資格證書審核、施工單位三類人員的安全資格審核、特種人員（特殊工種）的資格及證書審查。

6）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡視檢查和旁站監(jiān)理[7]。

（1）樁機(jī)移機(jī)過程中必須保持平穩(wěn)、可靠、指揮得當(dāng)。

（2）臨時(shí)施工用電符合用電安全規(guī)程。

（3）遇特殊惡劣天氣（大風(fēng)等）應(yīng)停工，不能盲目搶進(jìn)度。

（4）夜間作業(yè)應(yīng)有足夠的燈光照明，夜間作業(yè)人員白天應(yīng)保證休息時(shí)間。

（5）發(fā)現(xiàn)操作人員有違反操作規(guī)程令現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)安全隱患時(shí)，監(jiān)理人員應(yīng)及時(shí)阻止，并跟蹤整改結(jié)果，必要時(shí)發(fā)出書面指令。

（6）通過巡視、檢查、旁站、口頭及書面指令、會(huì)議等形式，與總、分包施工單位配合，共同對(duì)水泥土攪拌樁工程施工過程中的安全生產(chǎn)工作進(jìn)行控制。

8 結(jié)語

隨著上海城市建設(shè)的發(fā)展、濱海圍墾土地的開發(fā)利用，近海吹填土復(fù)合地基加固技術(shù)越來越被廣泛使用，通過本工程的施工監(jiān)理，對(duì)近海吹填土復(fù)合地基加固水泥土攪拌樁施工有了全過程的控制經(jīng)驗(yàn)，為今后從事類似工程的監(jiān)理提供了可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)。