水利工程鉆孔灌注樁施工監(jiān)理控制措施

◎ 李國輝 佛山市科誠工程監(jiān)理有限公司

鉆孔灌注樁作為水利工程的基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)，在維護工程整體穩(wěn)定性、安全性方面發(fā)揮著重要作用。施工期間需要運用成熟的工藝保證灌注樁具有良好的承載性能，但由于施工全程在水下作業(yè)，不利因素多、隱蔽工程多，導(dǎo)致成樁質(zhì)量控制難度大。鑒于以上情況，為預(yù)防質(zhì)量問題與安全問題，應(yīng)加大監(jiān)理控制力度，嚴(yán)格把控每道工序，科學(xué)進(jìn)行常見問題的預(yù)防與處理。

1.水利工程鉆孔灌注樁不同施工階段監(jiān)理控制要點

1.1 施工前控制

施工前監(jiān)理控制主要圍繞施工準(zhǔn)備工作展開，監(jiān)理與指導(dǎo)施工單位按照要求做好資源配置、編制施工組織設(shè)計等，主要的控制手段則是審查、復(fù)核、檢查等，及時發(fā)現(xiàn)問題、及時采取控制措施。具體來講，在鉆孔灌注樁施工前需要對施工單位的資質(zhì)以及針對施工全程制定的質(zhì)量保證體系進(jìn)行審查，確保質(zhì)量保證體系的全面性、科學(xué)性、層次性；審查施工組織設(shè)計、施工規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)采用、工藝方法等內(nèi)容，判斷有無錯誤，按照國家標(biāo)規(guī)、行業(yè)技術(shù)規(guī)范等文件的要求進(jìn)行糾正；審查施工現(xiàn)場平面布置情況，重點對泥漿池位置、泥漿循環(huán)系統(tǒng)安裝位置的合理性進(jìn)行分析，保證施工現(xiàn)場規(guī)劃合理，避免對相鄰樁施工造成影響；審查施工資源配置情況，包括人力資源是否充足、機械設(shè)備是否充足，以滿足施工進(jìn)度計劃、現(xiàn)場施工強度為標(biāo)準(zhǔn)，并審查機械設(shè)備的型號、質(zhì)量，采用鋼尺對鉆頭直徑、錐角角度、鉆頭與導(dǎo)桿長度進(jìn)行檢查，均需符合設(shè)計要求；檢查施工所需材料質(zhì)量情況，如水泥、鋼筋、骨料等，對材料的外觀品質(zhì)以及試驗報告、質(zhì)保資料進(jìn)行詳細(xì)分析，嚴(yán)禁不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的材料進(jìn)入施工現(xiàn)場；分析施工工藝流程，確定監(jiān)理控制中的關(guān)鍵工序，制定監(jiān)理控制流程。

1.2 施工中控制

1.2.1 護筒埋設(shè)檢驗

先對護筒的尺寸規(guī)格進(jìn)行檢驗，按照技術(shù)規(guī)范要求護筒內(nèi)直徑應(yīng)大于鉆頭直徑，20cm最為適宜。再對護筒埋設(shè)位置、頂端、埋設(shè)深度進(jìn)行檢驗，按照設(shè)計要求，護筒應(yīng)穩(wěn)定埋設(shè)，中心線與位置偏差均需控制在50mm；無特殊要求情況下，復(fù)核頂端是否高出地面30cm，復(fù)核護筒埋設(shè)深度是否達(dá)到設(shè)計要求。

1.2.2 泥漿護壁與排渣施工控制

在泥漿護壁與排渣施工中，監(jiān)理人員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)條件，綜合考慮施工經(jīng)濟性與施工質(zhì)量，減少原材料消耗；并提高孔內(nèi)取樣頻率，加強孔中泥漿比重控制。為粘土、壤土?xí)r，成孔環(huán)節(jié)可以注入清水，直接利用原土造漿護壁，排渣泥漿比重應(yīng)控制在1.1～1.2；為砂土、夾砂土層時，成孔期間孔中泥漿比重應(yīng)控制在1.1～1.3[1]。同時，嚴(yán)格檢查泥漿質(zhì)量，要求采用塑性指數(shù)（Ip）≥17的黏土配制泥漿，泥漿含砂率應(yīng)控制在4%～8%內(nèi)、粘度為18～22s、膠體率≥95%。

1.2.3 鉆機位置檢驗

跟蹤鉆機安置全程，判斷安置位置是否平穩(wěn)，監(jiān)督有無沉陷與位移現(xiàn)象產(chǎn)生；安置結(jié)束后通過吊垂線、拉十字線方式對鉆機后滑輪輪槽外沿、樁孔中心、轉(zhuǎn)盤中心進(jìn)行復(fù)核，三者須處于相同直線上。

1.2.4 成孔質(zhì)量控制

成孔環(huán)節(jié)，監(jiān)理人員需要加強現(xiàn)場巡視，分析鉆機運行狀態(tài)，并抽樣檢查泥漿粘性、比重、土體顆粒，發(fā)現(xiàn)與設(shè)計要求不符時，要求施工單位協(xié)助調(diào)整。鉆進(jìn)過程中，需要指派監(jiān)理人員跟進(jìn)，注意鉆進(jìn)期間土層的變化，并詳細(xì)記錄鉆進(jìn)過程；準(zhǔn)確復(fù)核鉆余，判斷成孔深度是否達(dá)到要求。

1.2.5 清孔質(zhì)量控制

鉆孔灌注樁施工期間需要完成兩次清孔，一次清孔結(jié)束后，實測沉渣厚度，判斷清孔是否充分，減輕二次清孔時孔內(nèi)壓力；二次清孔應(yīng)控制施工單位過度沖刷現(xiàn)象，使導(dǎo)管口與孔底保持50cm左右的距離，避免因沖刷過度導(dǎo)致的超深問題。兩次清孔結(jié)束后均需要對泥漿比重進(jìn)行檢測，原土造漿的泥漿比重應(yīng)控制在1.1；發(fā)現(xiàn)孔壁土質(zhì)較差時，要求施工單位通過泥漿循環(huán)清孔，泥漿比重控制在1.15～1.25，含砂率控制在8%以下[2]。清孔施工中監(jiān)理人員需要持續(xù)監(jiān)測漿面變化情況，控制其保持穩(wěn)定狀態(tài)，并比較兩次清孔后成孔深度，計算沉渣厚度，判斷是否在規(guī)定范圍內(nèi)。

1.2.6 鋼筋籠制作與安放控制

在鋼筋籠制作環(huán)節(jié)，測量鋼筋籠長度是否符合設(shè)計要求。若為分段制作，應(yīng)提前組織施工單位進(jìn)行預(yù)拼接，并做好標(biāo)記，待鋼筋籠放入孔內(nèi)后，進(jìn)行對稱施焊，以便控制鋼筋籠垂度。同時，測量鋼筋籠外徑、加強筋、螺旋筋之間的距離，均符合設(shè)計要求允許施工單位進(jìn)行施焊作業(yè)。焊接過程中，相同截面上搭接焊應(yīng)控制在50%以內(nèi)，單面焊與雙面焊焊接長度分別為＞12d、＞6d；采用梅花點焊方式處理螺旋筋與主筋；并要求施工人員分層將保護層環(huán)形墊塊穿在加強箍筋上，檢查是否將加強箍筋焊接在主筋上。具體控制標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 鋼筋籠制作控制指標(biāo)

在安放環(huán)節(jié)，控制吊裝設(shè)備平穩(wěn)、垂直下放鋼筋籠，并要求施工人員分層加設(shè)保護層墊塊；其間禁止使用未進(jìn)行長度計算的吊筋，否則容易出現(xiàn)鋼筋籠定位不準(zhǔn)情況；安放至要求位置后，固定鋼筋骨架頂端，避免灌注混凝土?xí)r出現(xiàn)上浮。

1.2.7 水下混凝土灌注施工控制

灌注施工前對導(dǎo)管進(jìn)行檢查，要求每節(jié)長度為2m，但最下端一節(jié)長度為4m，不得在底口處設(shè)置法蘭盤，且為方便施工控制，要求施工單位安裝調(diào)節(jié)用的短管。檢查導(dǎo)管密封性，要求施工單位進(jìn)行壓水試驗，禁止出現(xiàn)遺漏，試驗后按照編號排列，通過試驗的導(dǎo)管按照編號順序連接，并在此期間控制導(dǎo)管表面污垢以及缺損情況。

控制灌注混凝土質(zhì)量，要求配制中必須應(yīng)用具有專業(yè)資質(zhì)試驗室出具的配比單，并監(jiān)督施工人員稱量，要求每盤拌合物用量必須與配合比要求一致。但拌和前，需要再次對原材料質(zhì)量情況進(jìn)行復(fù)核，其中水泥初凝時間應(yīng)在2.5h以上；粗骨料最大粒徑≤40mm，但不應(yīng)超過導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6且不應(yīng)超過鋼筋最小間距的1/3；水灰比宜控制在0.6以內(nèi)、砂率宜控制在40%～45%內(nèi)、坍落度宜控制在180～220mm內(nèi)。

灌注期間檢查儲料斗內(nèi)容量是否滿足初灌量需求，導(dǎo)管是否與標(biāo)定一致，導(dǎo)管內(nèi)有無隔水塞；復(fù)核導(dǎo)管深度，宜控制在2～5m內(nèi)，導(dǎo)管下口應(yīng)與孔底相距30～50cm。當(dāng)混凝土進(jìn)入鋼筋籠下端時，要求施工人員將導(dǎo)管深埋，并降低灌注施工速度；對導(dǎo)管的提升與拆卸進(jìn)行監(jiān)督，禁止灌注期間出現(xiàn)導(dǎo)管提高至混凝土頂面以上，預(yù)防斷樁夾泥事故[3]。隨時掌握灌注施工情況，判斷成樁質(zhì)量，且要求終灌時，樁頂灌注高度增加50cm；最終根據(jù)混凝土澆灌量以及終澆高度進(jìn)行充盈系數(shù)計算，對成孔質(zhì)量進(jìn)行分析。隔水塞位置與首盤混凝土灌注時導(dǎo)管埋深要求如圖1所示。

圖1 隔水塞位置與首盤混凝土灌注導(dǎo)管埋深位置示意圖

1.3 施工后控制

鉆孔灌注樁施工結(jié)束后，監(jiān)理人員需要按照技術(shù)規(guī)范與設(shè)計要求對樁位偏差進(jìn)行檢測；并針對鉆孔灌注樁展開一系列的質(zhì)量檢測。其中需要根據(jù)混凝土試塊強度檢測結(jié)果判斷混凝土質(zhì)量，完成數(shù)理統(tǒng)計；也需要組織技術(shù)部門或第三方檢測單位采用超聲波、靜測、動測等方式對樁身、樁基質(zhì)量進(jìn)行檢測。以上檢測過程中需要詳細(xì)記錄，形成內(nèi)容完整的技術(shù)資料。

2.水利工程鉆孔灌注樁施工監(jiān)理中常見問題及控制措施

2.1 塌孔控制措施

鉆孔灌注樁施工期間鉆孔周圍土質(zhì)疏松、鉆進(jìn)速度過快、泥漿護壁質(zhì)量差均會導(dǎo)致塌孔。面對該情況監(jiān)理人員需要從泥漿配制環(huán)節(jié)展開嚴(yán)格的控制，要求施工單位結(jié)合地質(zhì)條件、技術(shù)要求確定泥漿配比，并適當(dāng)提高泥漿比重，保證護壁具有良好效果；加強其他施工環(huán)節(jié)質(zhì)量控制，避免對孔壁造成破壞，如吊放鋼筋籠環(huán)節(jié)，應(yīng)確保對準(zhǔn)孔位，預(yù)防鋼筋籠碰撞孔壁。

2.2 卡鉆控制措施

鉆進(jìn)期間鉆頭遇到阻礙物，如孤石、硬物時，無法繼續(xù)鉆進(jìn)，為預(yù)防鉆頭折斷，要求施工人員在鉆進(jìn)明顯遇阻時慢放速度，緩慢鉆進(jìn)、打穿阻礙物或緩慢將鉆頭擺動至孔周。

2.3 鉆孔傾斜控制措施

鉆孔傾斜由多方面因素造成，如鉆機安置不穩(wěn)定、周圍土質(zhì)差致使鉆機位移等。監(jiān)理人員應(yīng)監(jiān)督施工單位在安放鉆機前做好基礎(chǔ)處理，將平臺夯實，并在安放結(jié)束后反復(fù)檢驗鉆機是否牢固，鉆機使用過程中也需及時檢測位置，確保鉆機轉(zhuǎn)盤中心與鉆架起吊滑輪始終處于相同軸線上。當(dāng)發(fā)現(xiàn)鉆孔出現(xiàn)傾斜時，要求施工人員立即將鉆頭提起，反復(fù)上下掃鉆，從而將硬土削去。但若糾正無效，立即向傾斜鉆孔中回填黏土，重新進(jìn)行鉆進(jìn)施工。

2.4 鋼筋籠上浮控制措施

安放鋼筋籠后頂管固定不牢固或灌注速度過快、時間過長，會使鋼筋籠因受到混凝土的較強沖擊而出現(xiàn)上浮。監(jiān)理人員應(yīng)加強現(xiàn)場旁站，控制混凝土灌注速度，避免出現(xiàn)過度沖擊問題。并重視鋼筋籠上浮造成的一系列質(zhì)量問題，在灌注之前做好預(yù)防工作，所要采取的預(yù)防性控制措施有：準(zhǔn)確計算鋼筋籠底端與孔底之間的距離，避免距離過小；灌注施工中當(dāng)混凝土面到達(dá)鋼筋籠底端時，要求施工人員加大導(dǎo)管埋深，保證鋼筋籠底端與導(dǎo)管底口之間相距2m以上距離，可以預(yù)防混凝土產(chǎn)生向上沖擊力過大問題；當(dāng)混凝土面進(jìn)入鋼筋籠且達(dá)到一定深度后，可以拆除一部分導(dǎo)管，使導(dǎo)管底口進(jìn)入到距離鋼筋籠底端1.5m以上位置，再加以速度控制措施，可以有效預(yù)防鋼筋籠上浮[4]。

2.5 堵管控制措施

堵管通常發(fā)生在剛開始灌注時或灌注過程中，在灌注初期，為了預(yù)防堵管監(jiān)理人員需要做好導(dǎo)管檢測工作，保證垂直度符合要求；如若施工條件復(fù)雜，導(dǎo)管安裝期間出現(xiàn)異常情況，應(yīng)通過過球試驗確定導(dǎo)管通暢性；在首灌環(huán)節(jié)，嚴(yán)格檢測混凝土和易性，并要求施工人員灑水濕潤灌注料斗，保證混凝土下落順利。在灌注期間，為預(yù)防堵管問題需要監(jiān)理人員嚴(yán)格控制灌注時間、灌注速度，保證灌注持續(xù)進(jìn)行，但禁止出現(xiàn)混凝土離析與泌水問題；灌注時間過長、灌注量過大時，可以利用外加劑改善混凝土性能，控制混凝土塌落度始終處于要求范圍內(nèi)；灌注期間監(jiān)理人員組織測量人員頻繁進(jìn)行現(xiàn)場量測，并要求施工人員勤拆管。當(dāng)發(fā)生堵管問題后，組織施工隊伍利用長桿沖搗，并輔助利用大錘敲擊導(dǎo)管四周；也可以利用卷揚機提起灌注斗，通過振動使混凝土下落；以上措施無效時，立即將導(dǎo)管提出，將堵塞段混凝土清除，并查明堵管原因，重新組織施工。

2.6 斷樁控制措施

斷樁是鉆孔灌注樁成樁施工中發(fā)生較為頻繁、負(fù)面影響嚴(yán)重的質(zhì)量問題，斷樁發(fā)生后泥漿會進(jìn)入混凝土中形成夾層，導(dǎo)致樁體完整性與承載力受損。為預(yù)防斷樁問題，在成樁過程中需要監(jiān)理人員全程跟進(jìn)，做好旁站監(jiān)理工作。

斷樁的發(fā)生也由多種因素造成，從材料方面講，混凝土坍落度過大、骨料粒徑過大、混凝土離析等會造成斷樁；從工藝角度來講，灌注中所用導(dǎo)管直徑過小、導(dǎo)管長度不足、盲目提管、提管過量、鋼筋籠卡住導(dǎo)管且混凝土初凝前未處理、導(dǎo)管接口滲漏、導(dǎo)管埋深過大均會造成斷樁。為有效預(yù)防與可靠處理斷樁，降低斷樁造成的影響，應(yīng)采取以下控制措施：要求施工人員在發(fā)現(xiàn)斷樁后立即將鋼筋籠提出至孔外，清除孔內(nèi)混凝土，重新進(jìn)行鉆孔、灌注；因嚴(yán)重堵管而斷樁時，組織施工人員進(jìn)行接樁施工，在混凝土初凝之前完成導(dǎo)管疏通，并利用測錘進(jìn)行灌注混凝土頂面測量，對導(dǎo)管容積、漏斗容積進(jìn)行計算，再將導(dǎo)管下放置已灌注混凝土頂面，與之相距10cm左右，加設(shè)球膽，再繼續(xù)灌注；灌注期間需要觀察，漏斗內(nèi)混凝土頂面下落并將導(dǎo)管填滿時需要立即將導(dǎo)管壓入至已灌注混凝土頂面以下位置，從而完成接樁[5]。

3.結(jié)束語

綜上所述，水利工程鉆孔灌注樁施工期間，質(zhì)量隱患、隱蔽工程較多，監(jiān)理人員需要及時掌握施工情況，跟進(jìn)施工現(xiàn)場，在每個施工階段充分發(fā)揮作用，做好預(yù)防與控制工作。并掌握施工常見問題，組織并指導(dǎo)施工單位科學(xué)處理，加強質(zhì)量把控，提高成樁質(zhì)量。