浅谈人工挖孔灌注桩施工过程中的质量控制

浅谈人工挖孔灌注桩施工过程中的质量控制
林清风
人工挖孔灌注桩在建筑领域的应用，其优点是较为经济、直观，施工机具操作简单，占用施工场地小，无泥浆派排出，对周围环境及建筑物影响小，可全面展开，施工质量可靠，缩短工期，造价较低等，因此，近几年得到广泛运用，特别是在扩大头的桩基施工中，人工挖孔桩施工更有其优越性，可以弥补机械施工的一些不足。但它有一定的局限性，一般在地下水位以上的粘土、亚粘土、含少量砂卵石的粘土层，特别是黄土层中，干作业成孔较为理想；对软土、流砂、地下水位较高、涌水量大的土层则不宜选用。本文针对人工挖孔灌注桩在成孔过程中所遇到的问题进行分析，阐述人工挖孔桩施工质量的控制要点。
一、人工挖孔灌注桩施工过程中质量控制的重要性
人工挖孔灌注桩在施工过程中影响质量的因素很多，如设计、材料、机械、地形、地质、水文、气象、施工工艺、操作方法、技术措施、管理制度等，均直接影响着桩基的施工质量。
如使用材料的微小差异、操作的微小变化、环境的微小波动，机械设备的正常磨损，都会产生质量变异，造成质量事故。工程项目建成后，如发现质量问题又不可能象一些工业产品那样拆卸、解体、更换配件，更不能实行"包换"或"退款"，因此工程项目施工过程中的质量控制，就显得极其重要。
二、人工挖孔灌注桩施工前的准备工作
1、在正式施工前,应具备以下工程资料。主要包括建筑物场地的工程地质和必要的地下水位资料;桩基施工图纸会审纪要;建筑场地地下管线(管道)资料;主要施工机械及其配套设备的技术性能治资料;桩基的施工组织设计或施工方案以及桩基钢筋混凝土所用建材(水泥、砂石、钢筋)的质检报告。
2、施工前要制定周详的质量管理措施。在施工平面图上应标明桩位、编号、施工顺序、水电线路和临时设施位置;指定施工工序检查程序;制定不良天气(雨季)施工的技术措施。
3、人工挖孔桩施工中安全措施非常重要,施工单位必须高度重视,应做到以下措施保障:孔内设应急爬梯供人员上下井;施工人员进入孔内必须戴安全帽;使用吊笼、电葫芦等应有安全可靠的自动卡紧保险装置;开挖深度超过10m时应配有通风设备;挖出的土石方应及时运离孔口,不得堆放在孔口四周1m范围内,机动车辆的通行不得对井壁造成安全影响;要注意安全用电,井下照明应采用12V以下安全灯。
三、人工挖孔灌注桩的施工工艺
1、人工挖孔的施工
1)开始挖孔前,要平整好场地,清除地表松软土层和一切杂物,布置好控制网,根据监理复合过的桩基位置,采用十字交叉法订立每一孔桩的位置,并在桩位外设置定位龙门桩。
2)根据设计桩径及护壁厚度在地面上放出开挖线,然后向下挖深1m,浇筑混凝土井圈第一节护壁。井圈应高出地面20cm,且应加厚10cm。而后将桩位纵横中心线测放到井圈上,并测出孔口控制高程,以利于下部掘进的高程控制,且要求第一井圈的中心线与设计轴线的偏差不得大于2cm。井圈高出地面还有利于防止地表水在施工过程中进入井内。
3)修筑钢筋混凝土井圈应保证护壁的配筋和混凝土浇筑强度。上下节护壁的搭接长度不得小于5cm,每节护壁在当日施工完毕后宜养护24h后拆除;发现护壁有蜂窝、漏水现象时,应及时补强以防止造成事故。该工程中原设计护壁为C10素混凝土,厚度0.1～0.2m,考虑到设计强度低,在施工中改为C20素混凝土施工,这样经过24小时后拆模强度可达3mpa以上(日平均气温在15度以上),增加了施工的安全系数。
4)进行第二节井孔土方开挖时,先从井口用垂球吊线找出井孔中心点,并在井孔底部打一短木桩,将桩中心投影到木桩顶上,以此为据进行第二节护壁的土方开挖。在开挖过程中应该密切注意地质状况的变化。
5)重复上述过程即可完成挖土护壁的工作,直至桩底设计高程。在施工过程中,应该以每一节护壁为验收步骤,合格后方可进行下节的开挖施工。挖至设计标高时,孔底不应有积水,终孔后应清理好护壁上和孔底的渣物,验收合格后方可进行下步混凝土的浇筑。
6)成孔后,清渣、验收和浇筑混凝土要求工序紧凑,可减少土层坍塌的机率。在施工中还安排专职技术人员监督开挖土层的地质状况,并备有人员应急上爬梯,遇见异常情况可及时处理,确保施工安全。由于本工程前期地质勘探准确,设计开挖断面合理,没有出现土方坍塌事件。
2、混凝土的浇筑
混凝土的浇筑应在成孔后及时施工。关于钢筋笼的加工、制作和安装,以及混凝土的浇筑、桩头处理,等同于其它常规灌注桩的施工,在此不再赘述。只是在混凝土浇筑时应使用串通,从桩的一侧下料,人工摊铺并振捣;在有地下水时可用导管进行水下混凝土浇筑。
3、成桩质量检验
在施工中我们要求做到每根成桩应该具有钢筋加工检验记录,混凝土拌和物质量记录,混凝土试块资料及桩身完整性检测资料。通过对有关试验资料的分析,证明该工程挖孔桩施工质量是优良的。
四、人工挖孔灌注桩施工过程质量控制
人工挖孔灌注桩在成桩过程中，常会出现以下几种情况：
1、孔底虚土多。防治措施：要有详细的地质报告，特别是水文地质报告，以便预先制定有效措施，减少孔底虚土超标。严格控制孔深超挖，完孔后，孔底虚土必须全部清除，见到坚实的原状土。扩底部位遇到砂土层时，应采取支护措施。
2、桩孔倾斜及桩顶位移偏差大。在施工过程中，应严格按图定位，并有复检制度。轴线桩与桩位桩应用颜色区分，不得混淆。开始挖孔前，要用定位圈钢筋制作的圆环有刻度十字架放挖孔线，或在桩位外位置定位龙门桩，安装护壁模板必须用桩中心点校正模板位置，并由专人负责。定位圈中心线与设计轴线偏差不得大于20毫米。挖孔过程中，应随时用线坠吊放中心线，发现偏差过大立即纠偏。要求每次支护壁模板都要吊线一次（以顶部中心的十字圆环为准）。扩底时，应从孔中心点吊线放扩底中心桩。应均匀环状开挖进尺，每次以向四周进尺100毫米为宜，以防局部开挖过多造成塌壁。成孔完毕后，应立即检查验收，紧随下一工序，吊放钢筋笼，浇筑混凝土，避免晾孔时间过长，造成不必要的塌孔，特别是雨季或有渗水的情况下，成孔不得过夜。
3、吊放钢筋笼与浇筑混凝土不当。成孔验收后，应立即吊放钢筋笼，发现标高不够时，应测孔深，清除孔底虚土、回落土。吊放钢筋笼要选择好吊点位置。吊立时，要速度均匀地慢起，若起吊较长的钢筋笼，要采取加固措施，避免变形。遇到卡笼时，要找出原因，排除故障，正常放入。吊放钢筋笼前，对超偏的混凝土护壁进行处理，以保证钢筋笼顺利吊入，混凝土配合比要计算准确，保证坍落度均匀。浇筑混凝土前，要放孔口漏斗，并再次测孔内虚土厚度。当浇筑扩底混凝土时，第一次应灌到扩底部位的顶面，随即振捣密实，特别是浇筑桩顶以下5米范围内混凝土时，应随浇随振捣，每次浇捣高度不得大于1.5米。当渗水量过大时，应采取有效措施，保证混凝土的浇筑质量。浇筑混凝土要连续进行，不得过夜。
4、桩身混凝土产生离析。处理方法：①对离析位置距桩顶距离小的，采取凿除上部混凝土及离析层重新浇筑混凝土接桩；②对离析位置距桩顶距离较大的，用风钻沿桩身垂直钻孔，穿过离析层，然后以高压注浆填补离析层的空间。
总之，人工挖孔桩施工质量保证的前提，是各专业、各工序都应以质量控制为中心进行全方位管理，从各个侧面发挥对工程质量的保证作用。