干法水泥土搅拌桩监理控制要点

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【摘要】本文通过对干法水泥土搅拌桩施工阶段的监理,指出干法水泥土搅拌桩施工控制要点,同时指出水泥土搅拌桩的检测内容和数量。

【关键词】粉喷桩;地基加固;有效桩长;每米喷灰量;检测

【中图分类号】TU716【文献标识码】B【文章编号】1727-5123(2012)03-093-03

干法水泥土搅拌桩又叫粉喷桩,是地基加固处理的一种方法,由于其相对其它地基和基础加固处理形式而言有如下几个优点而被业主所青睐:①施工占用场地相对较小;②施工组织便捷,灵活性高,受其它外界条件影响较小;③工程运输量大大减少;④工程造价更加合理化。粉喷桩用于地基加固处理在质量及安全、文明控制上的条件要求较为严格:①勘探单位要提供较为详实的地质勘探报告;②设计单位在作方案前要根据勘探报告及当地相似场地处理情况明确土质的适应性;③对机械设备、仪表的信息化程度要求较高;④现场技术负责人要具备动态施工、综合分析和现场判断的能力;⑤干法作业临时用电、扬尘要加强控制。

工程概况:某别墅小区建筑面积7800m2,基础采用粉喷桩进行加固处理,结构形式为框架结构,地下一层,地上三层。本工程土质勘察报告显示主要为第四纪全新世及中、晚更新世冲积松散沉积物。根据土的物理力学性质的不同,将地面以下51米深范围内土层分为11个工程地质层和2个亚层,计12层,其中②2层淤泥质粉质粘土层底标高在-10~-5米之间,最大厚度约11米,该土层工程性质极差,本工程7~18层粉砂、粉质粘土和粘土作为桩端的持力层;地基土的天然含水量为31~42%,PH值在7.2~7.82之间。塑性指数小于17,地下水具有微腐蚀性(对建筑材料基本无影响);本地区有类似场地施工粉喷桩的工程经验。

设计要求:①粉喷桩固化剂采用32.5MPa复合硅酸盐水泥,水泥掺入量为65kg/m,fcu=1910Kpa,桩径500mm,桩间距为850mm。②粉喷桩桩顶标高-6.55米,桩顶上铺设3:7砂石褥垫层,垫层厚度为250mm,并振实,压实系数不小于0.97.③粉喷桩施工桩长由电流值(大于65A)和桩端进入持力层深度1米,两者同时来控制。④要求桩基复搅深度不小于3.5米,当复搅电流大于70A时可停止复搅,高于桩顶500mm时停粉。⑤试桩时要求通知设计人员到桩机施工前台统一确定、复核钻机电流值。

1桩基监理工作流程

2施工准备的质量监理工作:

2.1建设、桩基施工、设计、监理单位共同见证试桩的整个过程,根据桩机能满足设计要求65kg/m固化剂掺入量的各种操作参数,四方共同确定粉喷桩施工工艺:桩机就位→3档钻进预搅地基土(电流值≥65A)→2档进入持力层→进入持力层0.5米开始送粉→在孔底持续搅拌1分钟、喷粉(进入持力层1米部位)→2档向上提升喷粉至高于设计桩顶标高以上0.5米处→向下用5档复搅3.5米(当电流>70A时可以停止复搅)→钻头提升至设计标高→移动桩机至下一根桩;同时明确钻机下钻和提升过程中要根据不同的土层调整供灰管道内供风压力值,要求空压机能提供0.3~0.7MPa之间的风压值。

2.2认真查看加盖有审图中心印章的图纸,参加由建设单位主持的设计交底,针对图纸存在的问题,以书面形式提出,同时对施工单位提出的图纸疑问进行复核、签认,在设计单位以书面形式进行解释或确认后,作为设计文件的重要组成部分。

2.3检查施工单位机械设备、仪器的有效性,复核施工单位对建设单位(或委托单位)给定的原始基准点、基准线、标高的复核工作,同时要求施工单位做好引测点标高、控制线的保护工作。

2.4核查粉喷桩专业分包单位的资质;审查施工单位粉喷桩施工方案;审核已进场的机械设备、仪表是否能满足设计及施工需要。

2.5审核桩基开工条件,若满足要求,签署工程开工报告。

3施工过程中质量控制

粉喷桩的施工也就是通过桩机施工前台和桩机供灰、供气压后台两者密切合作实现的,粉喷桩施工前台钻机运行深度、后台供水泥量是通过光电传感线路分别在前、后台仪表上显示的,桩机前、后台工作人员通过查看仪表数据来指导和相互配合施工的。桩长、桩径、每米喷灰量、桩位偏差、桩垂直度是直接关系到地基加固处理好坏的重要因素。以下是干法水泥土搅拌桩施工质量控制标准(见下表)。

3.1原材料控制。做好粉喷桩所用硅酸盐水泥胶凝材料的现场见证取样工作,粉喷桩施工所用散装水泥要储存在水泥罐内;散装水泥按同一生产厂家、同一等级、同一品种、同一批号且连续进场的水泥,不超过500t为一批,每批抽样不少于一次;做好水泥的保护工作,确保水泥不受潮、不被雨淋;普通硅酸盐水泥进场超过三个月时(停工),要求进行复验。

表干法水泥土搅拌桩施工质量控制

3.2机械设备、仪表控制:粉喷桩机必须做到信息化施工,桩机必须配备电压表、电流表、空压流量计,粉喷桩钻机必须配置具有能瞬时检测并记录出粉量的粉体计量装置和搅拌深度自动记录仪;机械设备、仪表要定期进行维护和保养;良好的机械设备能提高工作效率和带动施工人员的积极性,校定合格的仪表能正确对施工情况做出反映,施工人员必须能根据机械设备的运作和仪表的读数来对施工情况做出判断。以下是对粉喷桩机械设备、仪表的控制要求及校定合格的仪表读数反映的施工情况。

3.3桩位、桩顶标高、桩垂直度控制:①水泥土搅拌桩施工前场地必须进行平整,必须清除地上和地下的障碍物,遇到明浜、池塘及洼地时应抽水和清淤,不得回填杂填土或生活垃圾,回填粘性土料并予以压实,是桩位、桩顶标高、桩垂直度控制正确性的前提条件。②桩垂直度控制是利用经纬仪复核桩机底盘的水平和导向架的垂直同时查看重锤线垂直度来实现的。③根据引测标高、平面控制网、设计图纸确定桩位控制线、桩顶标高。

3.4桩长的控制是通过桩机钻头搅拌深度自动记录仪显示下钻深度来间接控制的,监理在旁站过程中,要查看自动记录仪中显示的每米喷粉量、下钻深度、电流值。观测电流值的读数,尤其是电流表读数大于65A时,根据地质勘探报告中显示的土层情况,判断钻机下钻是否到达了设计要求的深度(持力层下1米的部位)。

工程地质剖面简图19-19

3.4.1由于地质条件的复杂性,现以本工程的19-19地质剖面简图来说明误判设计桩长的情况,A、B、C均处于第⑦层粉砂层的顶面(刚刚进入持力层),三处桩长有着明显的差别,A、B点桩长相差3.4米,B、C点桩长相差达到5.5米。桩机施工至D部位时,发现桩机施工响声异常,查看桩机上电流表读数大于65A,深度记录仪显示钻机下钻深度为8米,查看地质勘探报告发现D部位处是第②层淤泥质粉质粘土,若仅以电流值或参照同一幢房号附近施工桩长来确定桩长情况就会出现施工桩长达不到设计要求,显然地基加固处理不能满足要求。

3.4.2本工程桩长的控制是以电流值大于或等于65A和桩端进入持力层内1米这两个条件来共同控制的,这要求现场施工人员及监理人员要有极强的责任心。桩机钻头下钻到地质剖面图19-19中D部位时发现桩机、电流值有突变情况的具体处理如下:

3.5每米喷灰量控制。桩体每米喷灰量是通过粉喷桩钻机上配置的粉体计量装置自动记录仪来显示的,每米喷灰量的控制主是通过空压机产生气压推动供粉管道内水泥,通过钻头喷孔向土体里喷射水泥的。在施工中要监督喷粉的整个流程:防止发生喷灰量不足引起断桩、缩颈的现象,所以在施工中要重点控制如下几点:

3.5.1查看送气粉管路、接头和阀门的密封性、可靠性,要确保送灰管路长度不超过60米。

3.5.2配置专人负责检查输灰罐内水泥用量,确保水泥存储罐内、输灰罐内有充足的水泥,检查灰罐电子称显示的每米供灰量是否满足设计需求。

3.5.3配置专人检查空压机的工作状态,检查与水泥罐、称灰装置、施工钻机送灰管道相连空压机流量计读数的变化,施工人员根据钻机下钻过程中土层阻力的变化使送灰管道压力增大和减小来相应调节桩机供灰管道的风压值。

3.5.4控制钻头提升喷灰速度和旋转方向,喷灰提升时钻头反向旋转,同时钻机提升速度控制在2档才能确保每米喷灰搅拌的均匀性。

3.5.5成桩过程中因故停止喷粉,应将搅拌头下沉至停灰面以下1m处,待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升。

3.6施工资料的收集、整理要求:粉喷桩施工过程中要求施工人员对每一根桩作好记录,包括钻机起止时间、钻机运行速度(档位)、有效桩长、复搅深度、喷灰时间、喷灰量的记录。桩机施工时监理人员要全过程、全时段监理,监理人员通过检查、复核仪表读数、钻机垂直度,旁站记录来签署粉喷桩检验批验收记录。目前粉喷桩的检验批划分无明确规定,一般是以每幢房号、每台桩机、每天施工的编号桩数为一个检验批。

4施工过程中扬尘、噪音控制

水泥胶凝材料从水泥存储罐到桩机输灰管道最终到钻机喷灰口这整个过程中,有多种因素会造成起灰现象,防治措施如下:①供灰装置仪表附近要搭设防灰棚,避免影响电子称及空压机流量计的精度和读数;②送灰管线接头处要进行良好封闭,做好送灰管线、电缆线的场内保护工作,避免车辆直接碾压;③桩机前、后台施工人员配合好施工,控制好供灰管道压力,确保钻头距离地面30cm时不再喷粉;④督促施工方对场内主要交通道路进行清扫;⑤督促施工方定期检查、保养施工设施和设备,降低噪音。

5桩基验收检测内容及数量控制

5.1成桩后3d内,用轻型动力触探检查桩身的均匀性和判断桩身强度,检验数量为施工总桩数的1%,且不少于3根。

5.2成桩7d后,采用浅部开挖桩头,目测检查搅拌的均匀性,量测成桩直径,检查量为总桩数的5%。

5.3根据设计要求且宜在成桩28d后进行载荷试验,单桩承载力及复合地基承载力检测数量各为总桩数的0.5~1%,且每项单体工程不少于3个点。

5.4对轻便触探和载荷试验结果有怀疑时,宜在成桩28d后进行钻芯取样作桩长的判断和抗压强度检测。检测数量为施工总桩数的0.5%,且不少于3根。

6基槽开挖施工质量控制

粉喷桩轻便触探、钻芯取样及载荷试验检测合格后再进行基槽土方开挖工作,为避免把粉喷桩挖断、挖歪、破坏桩头,要求基底标高以上50CM(本工程粉喷桩施工时要求高于桩顶500mm时停粉)土方要进行人工开挖和出土,同时复核桩位、桩数与桩顶质量,若不符合设计要求,要立即通知设计单位采取有效补强措,待桩体达到一定强度后,再将(顶部50CM高))多余桩体截掉。

7砂石褥垫层施工质量控制

褥垫层施工时要控制如下三点:①要求3:7砂石原材料中砂为中砂或粗砂,石子为坚硬的未风化的石子;②要求派专人进行砂石计量、指导砂石配比搅拌;③褥垫层基底标高、厚度、压实度要严格控制。

结语:以上是粉喷桩施工过程中监理工作的控制要点,施工过程中应从上述几个方面层层把关,工程质量就能得到有效控制。粉喷桩是在复杂的地下施工作业的,一定要核查机械设备的精度和落实对施工人员的技术交底工作。

参考文献

1建筑地基基础设计规范,GB50007-2002

2建筑地基处理技术规范,JGJ79-2002、J220-2002

3建筑地基基础工程施工质量验收规范,GB50202-2002

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