随着城市建设的发展, 由于道路拓宽、轨道交通实施等各种原因, 很多旧桥需要进行拓建或拆除后重建, 其中相当部分数量的旧桥桩基不能利用或在施工期间成为障碍物而必须清除。目前, 对旧桥桩基础的清除尚未形成工艺和质量要求的规范, 因此监理在遇到这类工程时没有明确的技术标准作为依据, 在一定程度上增加了质量监控的难度。此外, 桥梁桩基础的型式多样、埋设深度变化幅度很大, 当前用于桩基础清除的工艺方法也有几种, 对不同类型的桩基础采用最适用的清除工艺是清桩质量得到保证的前提。
桩基础清除质量监控是一个内容非常丰富的研究课题, 不同类别、深度的桩基础进行清除时, 对施工机具、工艺要求不尽相同, 甚至桩基伸入土层的物理力学性能也是重要的考虑因素。鉴于上述情况, 本次对清除钻孔灌注桩基础监理监控措施以工程实例引入作初步探讨。
1 工程实例
1.1 工程概况
本次引用的工程实例为东西通道浦东段拓建工程中的某旧桥拆除以及清除钻孔灌注桩, 该桥所在位置处于城市中心区域, 单跨22m, 宽度33m。根据资料共有90余根φ600钻孔灌注桩, 长度约33m, 桩底标高约-30.6m。桩基所在位置有拟建地下通道及轨道交通14号线盾构穿越, 该处地下通道的围护结构形式为地下连续墙, 高度约40m, 轨道交通14号线盾构底最深处标高 (含管片厚度) 约为-25m, 新建桥为3跨简支梁体系, 跨径组合10m+18m+10m。桥台拆除后实地核查, 对地下通道、14号线盾构及新建桥有影响的80余根。
1.2 实施情况
桩基清除作业前, 施工方提交了两套方案。第一套方案是采用FCEC专用清障机, 内、外双重钢套管配置, 外套管主要起定位作用, 内套管安装切割装置, 钻入桩体中将混凝土和钢筋割断、切碎后取出, 连续作业时大约3天可清除1根桩。第二套方案是采用水冲套管法, 也是内、外双重钢套管配置, 但内套管不安装切割装置, 外套管就位过程中用高压水气切割桩周土体, 达到桩体与土体分离, 然后内套管沉入利用底部的钢封门关闭卡住桩体, 再用起吊设备吊出, 连续作业时大约1天可清除1根桩。
第一套方案的优点是桩体清除较为彻底, 对单根桩只需进行一次作业, 缺点是时间长, 尤其夜间作业时安全隐患加大、对周边居民有噪音干扰。第二套方案的优点是速度快, 可避免夜间施工, 缺点是桩体可能无法一次彻底清除。
监理部在综合考虑工期、安全和文明施工等因素后, 建议采用第二套方案即水冲套管法实施清桩, 同时要求对不能彻底清除的桩体再用CD机清除一遍, 以确保桩体被完全清除。
自开始至完工历时58天, 共进行了23根钻孔灌注桩的清除作业, 其中完全清除的11根, 需用CD机再次清除的12根 (已拔除桩体平均长度26m) 。扣除台风、雷暴雨天气影响12天和设备故障或改进耗费6天, 实际作业时间40天 (考虑安全及对周边居民的影响夜间不施工) , 平均清桩速度0.58根/天, 与方案中的计划基本吻合。
2 质量监控措施
如前所述, 现有施工技术规范和规程尚未对桩基清除的工艺和质量要求作出明确规定, 监理并没有具体标准可依。因此, 要根据旧桥钻孔灌注桩的实际情况和清桩施工工艺确定监控关键点。
第一项控制的重点在于认真审核施工方提交的专项方案。除了按监理规范的要求审查场地布置、工艺流程、技术保障、设备配置、安全措施、管理体系和进度计划等内容外, 增加了施工过程的控制, 明确要求现场一旦出现套管打入困难或者歪斜、桩体无法取出等情况, 立即暂停施工待查明原因后再继续作业, 强调监理参与分析和讨论。
第二项控制的重点在于桩体完全清除的判断标准。为避免对地下连续墙和新桥施工及将来14号线盾构推进造成障碍, 对影响范围内的所有桩体要求必须完全清除。为此专门组织了总包和专业分包一起讨论, 通过会议纪要的形式明确了确认桩体完全清除的3项判断标准, 按优先顺序排列分别是:⑴最后取出的桩段有明显的经监理和施工方共同确认的桩底;⑵当没有明显的或监理方和施工方共同确认已出现桩底但所有取出桩段长度之和达到或者超过了33m;⑶当未见桩底且所有取出桩段长度之和小于30.5m时按照设计院确认的不影响盾构推进的标高-29.2m控制后续清桩深度。
第三项控制的重点是施工工艺。要求施工方按确定的工艺先试清除1根桩, 检验工艺的符合性和适用性。要求清桩遇到困难时进行分析小结 (监理参与) , 通过细部调整和改进解决问题。例如, 钻孔灌注桩有钢筋笼部分整体性较好, 可直接吊出, 无钢筋笼部分容易断裂, 采用小套管套住后分段取出, 加快了清桩速度。再如, (7) 1层土质较硬, 大套管打入耗时很长, 针对大套管的主要作用是定位, 适当缩短大套管长度使其不进入 (7) 1层, 明显缩短了打入时间。
第四项控制的重点是工作程序。要求施工方每取出一段桩体后在便于观察和测量的地点放置整齐, 并必须及时通知监理进行检验, 当单根桩清除接近尾声需要确认桩底时, 监理、总包和专业分包三方必须同时在场检验, 中途因故暂停作业时应告知监理并做相应记录, 以免不同桩体上取出的桩段混淆。
第五项控制的重点是桩清除过程中形成的资料。在确定作业方案时已考虑到水冲套管法的不足, 为了便于后续清除工作能顺利, 做出桩位分布图并对每根桩进行编号。要对每根桩的清除作业记录下列信息:桩体编号、桩体中心坐标、桩顶标高、作业持续时间、桩体直径、取出桩体段数及总长度、已取出桩体的底标高、有无扩孔现象、是否已取出桩底、是否需要进行后续清桩作业等等。每根桩1张记录单, 且必须有监理、总包和专业分包三方共同签字确认才有效。
第六项控制的重点是桩孔回填。由于过水管的存在, 桩体取出后留下的孔必须回填, 以免土体移位后过水管产生较大变形而断裂。首先要选择合适的回填材料, 桩体取出后孔内留有泥浆, 一般的素土不适用, 采用水泥土回填, 参照以往工程经验水泥掺量7%;其次要采用技术措施保证回填材料达到一定密实度, 针对桩孔深且小的特点, 在吊机钢丝绳下悬挂一定重量的冲锤进行夯实, 随填随夯。
第七项控制的重点是做好日常巡视和记录。在安全巡视中, 除进行临时用电、人员防护、围拦设施等常规检查外, 重点关注吊机。检查吊机与振动锤、钢套管之间的连接是否牢固, 钢丝绳是否有断股, 套管打入时吊机是否有移位或倾倒隐患, 桩段取出时吊机是否稳固。
3 结语
桥梁桩基础的形式和尺寸多样、桩长变化范围大、清桩作业的施工机械种类较多, 本文针对钻孔灌注桩清除, 分析归纳了对质量和安全监控所采取的一些重点控制措施。在实际施工过程中, 因现场情况变化、作业方案改进和其它因素, 监理需要进行有效监控的方面可能不仅仅是上文所提内容。限于作者水平, 尚有考虑不周的事项, 敬请同行指正。谢谢!
摘要：通过工程施工案例分析监理控制措施, 为类似工程提供参考。
关键词：钻孔灌注桩,清除,质量,监控,措施