对软土地基中桩基施工质量监控措施探究

'对软土地基中桩基施工质量监控措施探究　　摘要：沿海地区软土地基中桩基的施工质量直接关系到上部结构的稳定及整个工程的质量。因此，切实把握好桩基施工各个环节的质量成为整个工程成败的关键.该文通过施工前监控、施工过程监控和桩基检测几个环节，可有力地保证桩基的施工质量。关键词：软土地基；桩基施工；质量监控中图分类号：TU471.8文献标识码：A文章编号：1、引言沿海地区的地层多为海相沉积层，或海相、陆相交互沉积层，含水率高、孔隙比大、地层软弱、承载力低，一般不进行地基处理，不能直接作为建筑物的持力层。级别较低的建筑物地基可进行换填处理，但大部分建筑物需采用桩基作为地基处理的主要措施，以确保承载力及抗震设防要求满足规范规定。8 桩基施工属地下施工，且沿海地区多位于地下水位以下，如果存在质量问题，短期内不易发现，而一旦发生事故，往往损失巨大，难以挽救。施工单位为了追求利润，加快进度，往往偷工减料，致使桩基质量难以保证。因此，在施工过程中监理人员采取科学有效的质量监控措施，既是监理工作人员的职业道德，又是工程成败的关键因素之一。本文结合粉喷桩施工经验，从施工前和施工过程的监控到施工完成后桩基检测几个环节，简述如何进行桩基施工质量的控制。2、施工前质量监控措施2.1施工单位质量保证体系的审查无论施工单位的资质等级高低，具体施工环节中往往会存在一些问题，因此，监理单位都必须制定相应对策，督促施工单位确保质量保证体系正常运行。施工前应重点审查施工单位各级人员的资格，检查到位情况，并初步判断其实际工作能力。工程开工前，按施工单位提供的施工组织设计，逐一检查人员到位情况，包括项目经理、技术负责人、质检员、技术员、测量员、试验员、安全员、资料整理人员等，并检查其岗位证书是否齐全、有效。2.2施工机械设备的检验桩基施工设备的检验应从以下几个方面进行：（1）每台桩机必须配置可以控制桩身每米进度的记录器，且记录器上的任何一个可操作的按钮和开关不得提前设定操作时间、深度、喷粉重量、桩位编号、复搅深度、复搅次数等参数，防止伪造施工记录。（2）桩机上的气压表、转速表、电流表、电子称必须经过标定，不合格的仪表必须更换。（3）每台桩机钻架相互垂直两面上分别设置2个0.5kg重的吊线锤，并画上垂直线。8 （4）每台桩机的钻架上必须有钻进刻度线，标注醒目的深度。（5）钻头直径的磨损量不得大于1cm。2.3原材料的检验（1）粉喷桩所用水泥必须经过试验室抽检，应满足规范要求，严禁采用小厂水泥。（2）水泥的堆放应符合防雨、防潮要求，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。2.4施工前的工艺试桩即使施工单位有丰富的施工经验，施工机械设备及原材料检验也都合格，但鉴于不同工程、不同地段的地质条件不同，为避免盲目施工，确保粉喷桩加固地基收到预期效果，因此，在粉喷桩施工前必须进行工艺试桩。试桩数量根据勘察资料，分不同地段、不同地层确定，一般一个工区不少于3根。试桩的目的是：（1）提供满足设计喷粉量的各种操作参数。如管道压力、灰罐压力、钻机提升速度、钻进速度、搅拌速度等。（2）验证搅拌均匀程度及成桩直径是否合理。（3）确定掺灰量。（4）确定不同地层条件的工艺流程。（5）确定进入持力层的判别方法。3、施工过程质量监控措施8 3.1对现场人员的复核工程施工质量好坏的关键因素是人。施工单位在施工组织设计中规定，所有人员在开工会议上必须全部到位，并经过审查。但在实际施工过程中，因各种原因私自更换现场实际操作人员的情况仍屡见不鲜。在施工过程中，监理人员尚应观察施工人员的工作能力，对明显不能胜任的人员，应及时提出并要求更换。3.2重要环节的监控（1）实际桩长的确定与塑料排水板处理方案相比，采用粉喷桩处理的地基沉降量要减小30％，沉降的分布亦有明显不同，桩身范围内沉降量很小，沉降量主要集中于桩尖以下的软土中，往往达到桩长11m范围内沉降量的1．5倍。由于大部分荷载由桩体承受，桩周土中的孔隙压力较低，而桩尖以下土体的孔隙压力较大，且难以消散。因此，粉喷桩必须打至预计持力层上（控制标准一般为800kPa），并且进入持力层0．5m。桩底设计标高往往与实际持力层并不一致，施工单位往往根据设计标高控制桩长。倘若桩尖以下为软土，当厚度大于2m时就会有很大的工后沉降量，加之排水不畅，预压很长时间也很难稳定，故粉喷桩实际施工桩长应按进入持力层控制。判别是否进入持力层的方法可由钻机钻到最深时的下钻速度和电流表的读数来判定，标准一般为：下钻速度0．5m/min，电流大于额定电流的1.3倍。8 （2）粉体计量的控制粉喷桩的质量好坏与水泥掺入量的多少及喷粉的均匀性直接相关，因此，如何进行粉体计量就成了关键。目前较为常用的是电子称重法与钻机深度相结合的计量装置，此法能在记录上反映深度、对应每延米喷粉量和总灰量等。实际操作中应注意：1保证喷粉均匀性的关键是掌握好钻头的提升速度。因水泥喷入量系人为控制，施工人员有根据记录器显示数字进行凑数字的现象，这样易导致记录显示喷粉均匀而实际不均匀的情况。对于直径一定的粉喷桩来说，粉体发送器单位时间内水泥的喷出量Q与搅拌轴提升速度可由下式来确定：Q＝π/4·D·R·S·V式中D为钻头直径（m）；R为软土的容重（t/m3）；S为水泥掺入比；V为搅拌轴提升速度（m/min）。2从开始喷灰到钻头出灰有一定时间间隔，钻机钻至桩底后，必须停留一段时间方可提钻。停留时间由管道长度和水泥输送速度确定，并根据经验灵活掌握。喷灰时，水泥在管道内的输送速度1m/s，若钻至桩底后即喷粉提钻，对于管道长40m的桩体来说，桩底就会有将近1m的长度灰量较少，而桩底的原状软土受到搅动，反而会使沉降量加大。（3)复搅的控制8 水泥与土搅拌的均匀程度是粉喷桩桩体强度的关键，大量施工实践已充分证明粉喷桩不复搅与复搅的质量相差很大。钻头喷出的粉体往往呈脉冲状，若不充分搅拌，粉体在桩中会呈层状存在，形成夹层，这样的桩即使水泥掺入量再多也没有强度。复搅的作用在于通过充分的搅拌使粉体与土和水得到较完全的接触和混合，从而促使桩体的形成。为了确保搅拌的均匀性，施工时要严格掌握好钻机提升速度和搅拌叶的旋转速度，并尽量采用全桩复搅以保证质量。当桩体较长、土体天然含水率较大、粘粒含量较高时，应采用“二喷二搅”的施工工艺以防止出现“沉桩”现象，即：钻进，钻至桩底后慢档提升、喷灰、搅拌至停灰面；钻进，复搅、复喷至桩底，提升、搅拌至停灰面。3.3日水泥用量与日进度指标的控制（1）现场监理应全过程旁站，旁站过程中，应随时抽查钻机的水平度和垂直度、钻进深度、喷灰深度、停灰标高、复搅深度、喷灰的管道压力、灰罐内的水泥加入量、剩余水泥量等，并作好相应的检查记录。（2）现场监理应及时收取记录器打印记录，并校核时间、桩号的连续性等，防止出现弄虚作假现象。每日施工结束后，所有打印记录应由现场监理检查合格后签字认可，应避免追签、补签。8 （3）现场监理应在每日施工结束后对施工现场水泥用量和记录器打印记录中的水泥用量加以统计、对比，并记录在当天的监理日志中。当两者误差大于5％时，必须查明原因后方可在打印记录上签字认可或采取补桩等处理措施。4、桩基检测监控措施粉喷桩施工完成后，应按规定频率进行取芯、无侧限抗压强度、单桩及复合地基承载力试验，检测时，现场监理应全过程旁站，对取芯、单桩及复合地基承载力试验的桩，应由监理工程师指定。对检测发现的问题，如未穿透软土层、部分断灰、喷灰不均匀、强度不足等，应严格进行加密、补桩等处理。取芯时，取芯位置应选择在桩径的1/4处，而不应取在桩中心处，因粉喷桩桩体中心部位为钻杆占据，成桩后强度较低，易造成桩体强度偏小的假象，不能真实反映桩体质量；钻孔取芯时要注意保持钻机平衡，避免因钻杆倾斜而造成斜孔，并严格控制钻速及下降速度，边钻进边测量钻杆的垂直度，避免取芯失败；取芯长度应比桩长长0.5m左右，以检验桩底沉渣和原状土性状。8 在粉喷桩检测方法中，应以取芯为主，使用此方法可以直观地掌握整个桩体的完整性、搅拌的均匀程度、桩体垂直度、桩长、是否达到持力层、含灰量的多少等，并通过芯样的试验数据来检验桩体的强度。桩基检测的关键是全过程旁站，尤其在后来的桩基检测中，应要求施工单位将所有桩体的芯样完整保留，采取率应该达到95％以上，避免弄虚作假，并选择性地采取试样送试验室进行各项指标的鉴定。5、结语做好桩基施工质量的监控本属现场监理的职责范围，但仍应强调人的因素，包括现场监理人员和施工单位现场操作人员。人的因素是关系到工程是否安全、质量是否合格，甚至工程是否成功的关键；其次是控制好机械设备、原材料、施工工艺、施工过程；完工后的检验监测也非常重要，一旦发现问题，应及时采取补救措施，可以有效避免工程运行过程中出现的质量问题，从而避免造成不必要的损失。8'