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【摘 要】在桥梁工程中,钻孔桩基础应用较为普遍,因钻孔桩施工工艺复杂,工序较多,隐蔽性强,在工程施工中往往由于施工管理不严、施工方法不当等原因,而造成质量事故。本文根据南大港桥梁工程施工监理过程中,对影响钻孔灌注桩质量的各种因素进行分析,提出了质量控制的相应对策,加强施工过程中的质量控制,确保了钻孔灌注桩施工质量,取得了良好的效果。
【关键词】 钻孔灌注桩;质量问题;控制对策
Drill a hole to infuse to note a quality problem analysis and control counterplan
Gu Jian-zhong
(Wujiang city conservancy bureau songling water conservancy management service station Wujiang Jiangsu 215200)
【Abstract】Drill a hole a foundation application in the bridge engineering more widespread, because of drilling a hole a stake construction craft complications, the work preface be more, the concealment be strong, under construction in the engineering usually because of construction management not strict, construction the method not appropriate etc. reason, but result in quality trouble.This text according to the south big harbor bridge superintendency process of the engineering construction, to influence drill a hole to infuse various factor of note a quality to carry on analysis, put forward quality control of correspond a counterplan, strengthen construction quality within process control, insured to drill a hole to infuse to note a stake construction quality, obtained good effect.
【Key words】Drill a hole to infuse to note a stake;Quality problem;Control counterplan
1. 引言
在桥梁工程中,钻孔桩基础被广泛地使用,因钻孔灌注桩施工工序多,工艺复杂,隐蔽性强,其工程质量也倍受重视。在南大港桥梁工程监理过程中,监理工程师针对影响钻孔灌注桩工程质量的各种因素进行分析,找出影响质量的主要因素,采取相应的对策予以控制,并使用有效的检测手段,确保了钻孔灌注桩施工质量,取得了良好的效果。
2. 影响钻孔灌注桩质量的因素分析
工程施工中,影响钻孔灌注桩质量的因素较多,主要分为三类。第一类,主要影响钻孔灌注桩桩身质量,降低桩身强度或使用效果,如桩身砼强度偏低、桩身垂直度超标、桩身完整性较差等;第二类,主要影响桩土间完整结合,使桩土间摩阻力降低,桩底支承力降低,或改变桩身外形,使桩受力情况发生改变,如泥浆质量差,泥皮厚度大,沉淀层太厚等;第三类因素,则主要是因施工管理不善,质量意识不强,施工控制不严,致使施工人员对规范、标准理解错误,不清楚设计要求,在执行时,出现偏错误。如桩径不足或对钢筋焊接接头质量不满足验收规范的要求等。
对第一、二类因素引起的质量问题,监理工程师除应做好事前控制外,还应根据影响钻孔灌注桩质量的各种因素形成的原因及后果,采取相应的措施和监理手段,在施工过程中加以控制。对于第三类因素引起的质量问题,主要通过技术交底,强化过程验收,严格质量标准,尽量通过事前控制来避免。
2.1 孔径不足形成的原因及对承载能力的影响。
在粘土地质中钻孔,缩颈现象时有发生,特别是在软塑、流塑状态土中钻孔,如施工不当,更容易引起缩孔或缩颈。由于施工人员对规范理解不透,认为钻孔灌注桩桩径允许负公差,因而为了降低施工成本,加快钻进速度,而将钻头直径减小致不足设计桩径。
由于上述原因,造成钻孔灌注桩孔径不足的质量问题,将会导致:
2.1.1 因孔径不足,使得桩的横截面和及桩土接触周边面积减小,致使钻孔灌注桩承载能力降低。
2.1.2 当缩孔严重时,桩身截面严重不足,桩本身承载能力大大降低,而这种情况,往往多发生在桩的上部软土层内,桩在这部分受力一般较大,也较复杂,会因桩身强度不够而被破坏。
2.1.3 当孔径不足时,钢筋笼安放比较困难,有时采取加压或上下抽动钢筋笼使钢筋笼就位,会使钢筋笼变形。这既影响了钢筋笼正常发挥作用,同时钢筋笼变形后,有些部位保护层不够,使得钢筋容易锈蚀而缩短使用寿命。
2.2 泥浆对钻孔灌注桩质量的影响。
泥浆质量的好坏,也是影响钻孔灌注桩质量的主要原因,泥浆不仅起护壁作用,而且对钻孔灌注桩承载能力有较大影响。
2.2.1 采用合格的泥浆护壁,其护壁泥皮厚度较薄,一般在2mm左右。当泥浆质量差,含砂率高,稠度大,施工时间长时,容易在孔壁上形成较厚的泥皮,其厚度有时会超过4mm。这将大大降低桩侧摩阻力。具有关测试报告,严重不合格的泥皮,可使桩侧摩阻力降低50%以上。
2.2.2 泥浆质量差,含砂率太高时,孔壁泥皮形成隔水膜作用,这即容易引起坍孔,同时也会因孔壁浸泡松软而降低桩侧摩阻力。
桩底沉渣太厚,会导致桩底支承能力严重降低甚至丧失,特别是对于钻孔灌注柱桩(端承桩)来说,桩底沉渣太厚,将会造成严重质量问题,因而桩底沉渣厚度应严格控制在规范规定标准之内。
造成桩底沉渣太厚的原因,主要是因为:
(1)首次清孔不彻底;
(2)砼灌注前未进行二次清孔;
(3)二次清孔与砼灌注时间间隔太长。
2.3 桩身垂直度与钻孔桩承载能力的关系。
钻孔灌注桩垂直度容许偏差为1%。在工程实践中,若不采取有效措施对钻孔灌注桩垂直度予以控制,其质量是很难得到保证的。在桩基检测过程中,采取超声波孔壁检测以对桩孔进行检测发现,有些桩孔垂直度达到2.8%,严重超过规范规定标准,另有些桩孔呈S型弯曲。如此将改变桩的实践受力状态,特别是对单桩或单排桩受力结构,其实际承载力大大降低。
除此之外,砼灌注质量,钢筋笼制作、安装等也是影响钻孔灌注桩质量的重要因素。
3. 钻孔灌注桩质量控制的对策
质量控制的任务是对质量目标通过工序分析予以分解,确定各工序主要控制内容和质量标准,制定质量控制计划,在此基础上对工程实施监控。监控过程除了要采取一定手段和检验方法外,还需要对跟踪检查记录,出现的质量问题,进行统计分析,查找原因,调整对策,对可能会发生的质量问题实施预控。
3.1 工序质量分析。
工序质量的控制是确保钻孔灌注桩质量的基础,在明确了影响钻孔灌注桩质量的主要因素之后,通过工序分析,找出各工序影响质量的主要因素,从而可以确定各工序质量控制的主要内容。同时通过工序分析,针对主要因素,制定出工序质量控制措施和质量标准,进行主动的预防性的重点控制。
在工序分析中应注意:
3.1.1 工序的划分应合理,工序划分太多不便于操作,而且多数情况下也没必要,工序划分太少,对质量控制不利,容易将某些重要质量控制点越过,使事后控制的内容增加。3.1.2 工序划分应在节点位置,便于及时发现问题,及时纠正。
3.2 制定工序质量控制计划和质量标准。
经过工序分析找出各工序影响钻孔灌注桩工程质量的主要因素后,制定相应的工序质量控制计划。控制计划的内容主要包括:重点控制内容、控制的手段和方法,以及质量标准的制定。
钻孔灌注桩为隐蔽工程,工程一旦完成,则很难进行复检。对存在的质量隐患很难在事后查出来,同时质量问题一旦发生,则难以处理。为此,在施工过程中,除应针对主要影响因素设置控制点外,还应对重要工序实行旁站监理。如钻孔灌注桩水下砼灌注,就应实行旁站监理及时把握工程状态。
质量标准的制定要符合规范标准及设计要求,同时要充分考虑各工序对质量影响的程度将质量目标在各工序予以分解。如在桩位偏差控制中,应将质量目标分解在测量放线、护筒安设、钻机对位、钻孔、钢筋笼安放,成桩检测等各阶段予以控制。
3.3 对钻孔灌注桩施工实施动态监控。
钻孔灌注桩施工时间长,工序间御接紧,只有实施动态跟踪监控,才能及时掌握具体情况。跟踪监控的目的就是为了对工程质量进行控制,其主要表现不仅仅在检查、判断和改正,更重要的还在于通过对数据的统计分析,判断质量的波动情况,通过对事故原因的分析和统计,找出出现质量事故的主要原因,有针对性的采取对策。如在桩基础工程施工监理过程中,首批检测的12根桩中有3根为Ⅱ类桩,优良率仅为75%,远不能满足质量目标要求。对所出现的问题进行分析后,发现3根Ⅱ类桩均为桩底部砼质量不好,而从检查记录来看,二次清孔及二次清孔与砼灌注间隔时间均满足要求,从灌注记录发现其首盘灌注方量不够,导管至桩底距离较大。为此,将首盘砼灌注量及导管距桩底间距作为重点控制内容,并设置为停止点。在这些因素得到控制后,其钻孔灌注桩质量有了较大提高,优良率达95%以上。
3.4 严把质量检验关。
钻孔灌注桩质量的检验评定,实际上是从工序检验开始。钻孔灌注桩工序质量检验的结果是分项工程质量评定的依据,所以,在工序质量检验时应严把质量关。
3.4.1 坚持自检、互检,并在自检合格后报验的基础上进行,监理检验的质量认证制度,在设置为质量控制点的项目未经监理复检合格后,均不得进入下道工序或分项工程施工。
3.4.2 加强巡检,在重要工序进行旁站监理。在巡检及旁站过程中,做好各种检验记录,并对各种检验记录进行分类整理和分析,判断工序质量的波动情况。
3.5 采取先进有效的检测手段,是质量控制的重要措施。
应充分结合质量标准考虑采取先进有效的检测手段,有效地清除质量隐患。如在钻孔灌注桩桩孔质量的检验中,常规方法一般采用孔规检验,这种方法对孔径及垂直度检验有一定可靠性,但由于操作上的任意性,且有时受条件限制,检测结果有时偏差较大。而且这种方法对桩孔呈“S”型弯曲有时无法判断。若采用孔壁超声检测仪对桩孔质量进行检测,其孔径、孔型、垂直度均可直观地加以判断,这即可避免质量事故的发生,同时也可避免因检测结果的偏差而导致与承包商产生矛盾。
同样,在钻孔灌注桩桩身预埋超声检测管,在钻孔灌注桩完工并达到一定强度后,对其进行超声检测,可有效地判断桩身砼的匀质性,对桩身夹泥,砼离析等情况的判断较准确。
3. 结束语
在钻孔灌注桩质量控制中,应对可能出现的质量问题进行分析,找到影响质量的主要因素,并针对主要要素,重点控制。但由于钻孔灌注桩施工工程地质情况复杂,工序多,隐蔽性强,工程质量受施工工艺的影响等特点,影响要素往往可能会因工程地质,施工工艺,施工条件不同而改变。因而对要素控制的重点应因地制宜,因时而宜。
监理工程师应明确控制目标,采取相应对策,检测手段可靠,在强调事前控制的同时,加大对工程质量的动态控制力度,并严格按标准验收,质量控制一定能取得很好的效果。
[文章编号]1619-2737(2010)04-14-074
[作者简介]顾建忠(1967.11.19-),男,汉,江苏吴江人,工程师,吴江市水利局松陵水利管理服务站站长,从事水利工程管理工作。
【关键词】 钻孔灌注桩;质量问题;控制对策
Drill a hole to infuse to note a quality problem analysis and control counterplan
Gu Jian-zhong
(Wujiang city conservancy bureau songling water conservancy management service station Wujiang Jiangsu 215200)
【Abstract】Drill a hole a foundation application in the bridge engineering more widespread, because of drilling a hole a stake construction craft complications, the work preface be more, the concealment be strong, under construction in the engineering usually because of construction management not strict, construction the method not appropriate etc. reason, but result in quality trouble.This text according to the south big harbor bridge superintendency process of the engineering construction, to influence drill a hole to infuse various factor of note a quality to carry on analysis, put forward quality control of correspond a counterplan, strengthen construction quality within process control, insured to drill a hole to infuse to note a stake construction quality, obtained good effect.
【Key words】Drill a hole to infuse to note a stake;Quality problem;Control counterplan
1. 引言
在桥梁工程中,钻孔桩基础被广泛地使用,因钻孔灌注桩施工工序多,工艺复杂,隐蔽性强,其工程质量也倍受重视。在南大港桥梁工程监理过程中,监理工程师针对影响钻孔灌注桩工程质量的各种因素进行分析,找出影响质量的主要因素,采取相应的对策予以控制,并使用有效的检测手段,确保了钻孔灌注桩施工质量,取得了良好的效果。
2. 影响钻孔灌注桩质量的因素分析
工程施工中,影响钻孔灌注桩质量的因素较多,主要分为三类。第一类,主要影响钻孔灌注桩桩身质量,降低桩身强度或使用效果,如桩身砼强度偏低、桩身垂直度超标、桩身完整性较差等;第二类,主要影响桩土间完整结合,使桩土间摩阻力降低,桩底支承力降低,或改变桩身外形,使桩受力情况发生改变,如泥浆质量差,泥皮厚度大,沉淀层太厚等;第三类因素,则主要是因施工管理不善,质量意识不强,施工控制不严,致使施工人员对规范、标准理解错误,不清楚设计要求,在执行时,出现偏错误。如桩径不足或对钢筋焊接接头质量不满足验收规范的要求等。
对第一、二类因素引起的质量问题,监理工程师除应做好事前控制外,还应根据影响钻孔灌注桩质量的各种因素形成的原因及后果,采取相应的措施和监理手段,在施工过程中加以控制。对于第三类因素引起的质量问题,主要通过技术交底,强化过程验收,严格质量标准,尽量通过事前控制来避免。
2.1 孔径不足形成的原因及对承载能力的影响。
在粘土地质中钻孔,缩颈现象时有发生,特别是在软塑、流塑状态土中钻孔,如施工不当,更容易引起缩孔或缩颈。由于施工人员对规范理解不透,认为钻孔灌注桩桩径允许负公差,因而为了降低施工成本,加快钻进速度,而将钻头直径减小致不足设计桩径。
由于上述原因,造成钻孔灌注桩孔径不足的质量问题,将会导致:
2.1.1 因孔径不足,使得桩的横截面和及桩土接触周边面积减小,致使钻孔灌注桩承载能力降低。
2.1.2 当缩孔严重时,桩身截面严重不足,桩本身承载能力大大降低,而这种情况,往往多发生在桩的上部软土层内,桩在这部分受力一般较大,也较复杂,会因桩身强度不够而被破坏。
2.1.3 当孔径不足时,钢筋笼安放比较困难,有时采取加压或上下抽动钢筋笼使钢筋笼就位,会使钢筋笼变形。这既影响了钢筋笼正常发挥作用,同时钢筋笼变形后,有些部位保护层不够,使得钢筋容易锈蚀而缩短使用寿命。
2.2 泥浆对钻孔灌注桩质量的影响。
泥浆质量的好坏,也是影响钻孔灌注桩质量的主要原因,泥浆不仅起护壁作用,而且对钻孔灌注桩承载能力有较大影响。
2.2.1 采用合格的泥浆护壁,其护壁泥皮厚度较薄,一般在2mm左右。当泥浆质量差,含砂率高,稠度大,施工时间长时,容易在孔壁上形成较厚的泥皮,其厚度有时会超过4mm。这将大大降低桩侧摩阻力。具有关测试报告,严重不合格的泥皮,可使桩侧摩阻力降低50%以上。
2.2.2 泥浆质量差,含砂率太高时,孔壁泥皮形成隔水膜作用,这即容易引起坍孔,同时也会因孔壁浸泡松软而降低桩侧摩阻力。
桩底沉渣太厚,会导致桩底支承能力严重降低甚至丧失,特别是对于钻孔灌注柱桩(端承桩)来说,桩底沉渣太厚,将会造成严重质量问题,因而桩底沉渣厚度应严格控制在规范规定标准之内。
造成桩底沉渣太厚的原因,主要是因为:
(1)首次清孔不彻底;
(2)砼灌注前未进行二次清孔;
(3)二次清孔与砼灌注时间间隔太长。
2.3 桩身垂直度与钻孔桩承载能力的关系。
钻孔灌注桩垂直度容许偏差为1%。在工程实践中,若不采取有效措施对钻孔灌注桩垂直度予以控制,其质量是很难得到保证的。在桩基检测过程中,采取超声波孔壁检测以对桩孔进行检测发现,有些桩孔垂直度达到2.8%,严重超过规范规定标准,另有些桩孔呈S型弯曲。如此将改变桩的实践受力状态,特别是对单桩或单排桩受力结构,其实际承载力大大降低。
除此之外,砼灌注质量,钢筋笼制作、安装等也是影响钻孔灌注桩质量的重要因素。
3. 钻孔灌注桩质量控制的对策
质量控制的任务是对质量目标通过工序分析予以分解,确定各工序主要控制内容和质量标准,制定质量控制计划,在此基础上对工程实施监控。监控过程除了要采取一定手段和检验方法外,还需要对跟踪检查记录,出现的质量问题,进行统计分析,查找原因,调整对策,对可能会发生的质量问题实施预控。
3.1 工序质量分析。
工序质量的控制是确保钻孔灌注桩质量的基础,在明确了影响钻孔灌注桩质量的主要因素之后,通过工序分析,找出各工序影响质量的主要因素,从而可以确定各工序质量控制的主要内容。同时通过工序分析,针对主要因素,制定出工序质量控制措施和质量标准,进行主动的预防性的重点控制。
在工序分析中应注意:
3.1.1 工序的划分应合理,工序划分太多不便于操作,而且多数情况下也没必要,工序划分太少,对质量控制不利,容易将某些重要质量控制点越过,使事后控制的内容增加。3.1.2 工序划分应在节点位置,便于及时发现问题,及时纠正。
3.2 制定工序质量控制计划和质量标准。
经过工序分析找出各工序影响钻孔灌注桩工程质量的主要因素后,制定相应的工序质量控制计划。控制计划的内容主要包括:重点控制内容、控制的手段和方法,以及质量标准的制定。
钻孔灌注桩为隐蔽工程,工程一旦完成,则很难进行复检。对存在的质量隐患很难在事后查出来,同时质量问题一旦发生,则难以处理。为此,在施工过程中,除应针对主要影响因素设置控制点外,还应对重要工序实行旁站监理。如钻孔灌注桩水下砼灌注,就应实行旁站监理及时把握工程状态。
质量标准的制定要符合规范标准及设计要求,同时要充分考虑各工序对质量影响的程度将质量目标在各工序予以分解。如在桩位偏差控制中,应将质量目标分解在测量放线、护筒安设、钻机对位、钻孔、钢筋笼安放,成桩检测等各阶段予以控制。
3.3 对钻孔灌注桩施工实施动态监控。
钻孔灌注桩施工时间长,工序间御接紧,只有实施动态跟踪监控,才能及时掌握具体情况。跟踪监控的目的就是为了对工程质量进行控制,其主要表现不仅仅在检查、判断和改正,更重要的还在于通过对数据的统计分析,判断质量的波动情况,通过对事故原因的分析和统计,找出出现质量事故的主要原因,有针对性的采取对策。如在桩基础工程施工监理过程中,首批检测的12根桩中有3根为Ⅱ类桩,优良率仅为75%,远不能满足质量目标要求。对所出现的问题进行分析后,发现3根Ⅱ类桩均为桩底部砼质量不好,而从检查记录来看,二次清孔及二次清孔与砼灌注间隔时间均满足要求,从灌注记录发现其首盘灌注方量不够,导管至桩底距离较大。为此,将首盘砼灌注量及导管距桩底间距作为重点控制内容,并设置为停止点。在这些因素得到控制后,其钻孔灌注桩质量有了较大提高,优良率达95%以上。
3.4 严把质量检验关。
钻孔灌注桩质量的检验评定,实际上是从工序检验开始。钻孔灌注桩工序质量检验的结果是分项工程质量评定的依据,所以,在工序质量检验时应严把质量关。
3.4.1 坚持自检、互检,并在自检合格后报验的基础上进行,监理检验的质量认证制度,在设置为质量控制点的项目未经监理复检合格后,均不得进入下道工序或分项工程施工。
3.4.2 加强巡检,在重要工序进行旁站监理。在巡检及旁站过程中,做好各种检验记录,并对各种检验记录进行分类整理和分析,判断工序质量的波动情况。
3.5 采取先进有效的检测手段,是质量控制的重要措施。
应充分结合质量标准考虑采取先进有效的检测手段,有效地清除质量隐患。如在钻孔灌注桩桩孔质量的检验中,常规方法一般采用孔规检验,这种方法对孔径及垂直度检验有一定可靠性,但由于操作上的任意性,且有时受条件限制,检测结果有时偏差较大。而且这种方法对桩孔呈“S”型弯曲有时无法判断。若采用孔壁超声检测仪对桩孔质量进行检测,其孔径、孔型、垂直度均可直观地加以判断,这即可避免质量事故的发生,同时也可避免因检测结果的偏差而导致与承包商产生矛盾。
同样,在钻孔灌注桩桩身预埋超声检测管,在钻孔灌注桩完工并达到一定强度后,对其进行超声检测,可有效地判断桩身砼的匀质性,对桩身夹泥,砼离析等情况的判断较准确。
3. 结束语
在钻孔灌注桩质量控制中,应对可能出现的质量问题进行分析,找到影响质量的主要因素,并针对主要要素,重点控制。但由于钻孔灌注桩施工工程地质情况复杂,工序多,隐蔽性强,工程质量受施工工艺的影响等特点,影响要素往往可能会因工程地质,施工工艺,施工条件不同而改变。因而对要素控制的重点应因地制宜,因时而宜。
监理工程师应明确控制目标,采取相应对策,检测手段可靠,在强调事前控制的同时,加大对工程质量的动态控制力度,并严格按标准验收,质量控制一定能取得很好的效果。
[文章编号]1619-2737(2010)04-14-074
[作者简介]顾建忠(1967.11.19-),男,汉,江苏吴江人,工程师,吴江市水利局松陵水利管理服务站站长,从事水利工程管理工作。