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灌注樁質(zhì)量監(jiān)督與缺陷防治

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摘 要：樁基礎(chǔ)作為建筑工程強(qiáng)制監(jiān)督內(nèi)容之一，是建筑工程質(zhì)量監(jiān)督的重中之重，由于樁基工程的隱蔽性，給質(zhì)量監(jiān)督帶來一定的難度，根據(jù)多年監(jiān)督樁基質(zhì)量的經(jīng)驗(yàn)，本文提出了樁基監(jiān)督的一些關(guān)鍵技術(shù)問題。

關(guān)鍵詞：灌注樁質(zhì)量監(jiān)督承載機(jī)理地基承載力樁身強(qiáng)度缺陷防治   灌注樁(這里主要探討成孔灌注樁并指端承樁，下文簡(jiǎn)稱樁)質(zhì)量監(jiān)督從驗(yàn)收規(guī)范來看十分簡(jiǎn)單，無非是地基承載力的鑒定、鋼筋籠的檢查與樁砼質(zhì)量的判定，但由于地下工程不可見的因素很多，因此判定起來比較難以準(zhǔn)確。筆者依據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)及理論知識(shí)，分三個(gè)問題：從樁的承載機(jī)理看質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵，樁的缺陷與防治措施，樁質(zhì)量的判定，圍繞樁監(jiān)督問題進(jìn)行探討。 一、從灌注樁承載機(jī)理看質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵 端承樁的承載機(jī)理是樁把荷載傳遞到樁的底部，它支承在堅(jiān)固的巖土層上，不難得出樁的承載力取決于樁身強(qiáng)度與地基承載力。 當(dāng)樁身強(qiáng)度〉地基承載力，樁的承載力＝地基承載力；反之，樁身強(qiáng)度〈地基承載力，樁的承載力＝樁身強(qiáng)度。 前面公式在孔底沒有沉渣情況下成立。對(duì)挖孔樁沉渣不是問題，而沉渣問題對(duì)于鉆孔樁則是存在的，沉渣量過大，樁受荷時(shí)發(fā)生大量沉降，樁將失效。 ㈠樁質(zhì)量監(jiān)督關(guān)鍵之一──地基承載力的鑒定 從樁的施工程序來講，在質(zhì)量監(jiān)督中，首先確保地基承載力符合設(shè)計(jì)要求，否則將使樁失效。 地基承載力取決巖層的構(gòu)造情況、樁嵌入巖石的深度、巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度。 如果施工地區(qū)處于斷裂帶，在施工中就要注意夾層的存在。 ㈡樁質(zhì)量監(jiān)督關(guān)鍵之二──樁身強(qiáng)度的監(jiān)督(在于施工工藝) 地基承載力符合設(shè)計(jì)要求，如樁身強(qiáng)度不足，樁的承載力亦得不到保證，樁身強(qiáng)度是樁質(zhì)量監(jiān)督的另一關(guān)鍵。 樁身質(zhì)量監(jiān)督主要在于監(jiān)督混凝土的質(zhì)量，樁身強(qiáng)度取決于鋼筋籠的制作質(zhì)量與砼質(zhì)量。鋼筋籠的制作檢查，簡(jiǎn)單明了；而影響砼質(zhì)量因素則很多，有些是可見的，有些是不可見的。在工程實(shí)踐中，不少樁由于砼質(zhì)量問題而使樁身強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因此樁身質(zhì)量的監(jiān)督主要在于監(jiān)督砼的質(zhì)量。 砼的缺陷往往是由于施工工藝不合理引起，因此必須對(duì)樁基工程的施工工藝、質(zhì)量保證措施進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督,否則，起不到質(zhì)量監(jiān)督效果，工程驗(yàn)收時(shí)，對(duì)工程質(zhì)量如何，將沒有把握，檢測(cè)出現(xiàn)的問題亦無從分析。 人工挖孔樁砼缺陷主要產(chǎn)生于砼澆搗工藝。成孔時(shí)，在土層設(shè)置護(hù)壁，而在巖石層，孔壁巖石自然護(hù)壁，一般不存在孔壁質(zhì)量對(duì)砼產(chǎn)生多大的影響。主要監(jiān)督砼澆搗工藝特別是有地下水的水下部分砼的澆搗，必須采用水下砼配合比與水下導(dǎo)管灌注等。 鉆孔樁砼質(zhì)量不僅與澆注工藝有關(guān)，還與成孔工藝有很大的關(guān)系。要確保樁孔成孔質(zhì)量與灌注工藝的合理性，操作得當(dāng)。鉆孔樁成孔質(zhì)量在于：樁徑不小于設(shè)計(jì)樁徑，護(hù)壁可靠；關(guān)系到砼質(zhì)量的灌注工藝主要是：a.控制好混凝土質(zhì)量的和易性，防止出現(xiàn)堵管、埋管，引起斷樁事故。b.控制導(dǎo)管埋深,控制導(dǎo)管埋深2～4m，使砼面處于垂直頂升狀，不使浮漿、泥漿卷入砼，防止提漏引起斷樁事故。 ㈢對(duì)于鉆孔灌注樁質(zhì)量監(jiān)督另一個(gè)關(guān)鍵──沉渣量的檢查。 對(duì)摩擦樁來說，由于其受力機(jī)理是通過樁表面和周圍土壤之間的摩擦力或依附力，逐漸把荷載從樁頂傳遞到周圍的土體中，如果在設(shè)計(jì)中端部反力不大，端部的沉渣量對(duì)樁承載力亦影響不大；而對(duì)于鉆孔端承樁，如果沉渣量過大，勢(shì)必造成樁受荷時(shí)發(fā)生大量沉降，同樣使樁的承載力失效。 總而言之，人工挖孔樁質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵在于樁身混凝土澆搗工藝是否合理與地基承載力是否符合設(shè)計(jì)要求；鉆孔灌注樁的關(guān)鍵不僅在于施工工藝與地基承載力，還在于沉渣量是否符合規(guī)范要求，因此對(duì)于人工挖孔樁來說，如樁存在質(zhì)量問題，不是混凝土有缺陷，就是沒有挖到持力層。而鉆孔灌注樁檢驗(yàn)不合格，就可能是樁底沉渣量過大，或砼有缺陷，或沒有鉆到持力層，或兼而有之。 二、砼灌注樁基礎(chǔ)缺陷及防治措施 ㈠人工挖孔樁： 樁身砼強(qiáng)度不足 原因：砼遭受孔內(nèi)水的危害，引起砂漿稀釋，砂石下沉，嚴(yán)重破壞砼的強(qiáng)度。 防治措施： １、對(duì)于孔內(nèi)有地下水，水位低、水量小的樁孔，在澆搗時(shí)把砼拌均，水抽干，可以采用串筒迅速澆搗，但是在水位以下部分，必須調(diào)整砼配合比，適當(dāng)減少用水量并增加水泥用量等； ２、對(duì)于水位高、出水量大的樁孔，在水位下必須采用水下砼配合比與導(dǎo)管灌注法灌注，在水位之上，為了避免水下導(dǎo)管灌注通病──樁身上部砼強(qiáng)度低，則可采用簡(jiǎn)單串筒澆搗，但是水必須抽干，泥漿、浮漿要清除干凈，兩種不同方法施工的交接層，用插搗器穿過反復(fù)插搗。 ㈡鉆孔灌注樁： ★樁底地基承載力不足 原因：樁端沒有支承在持力層上面。 防治措施：這種情況一般出現(xiàn)在復(fù)雜地層，這種地層一般最好取芯檢驗(yàn)，如不能孔孔取芯，要參照鄰近取芯情況、鉆速、泥漿返上的巖屑及鉆進(jìn)情況(一般鉆進(jìn)至微風(fēng)化巖時(shí)，鉆頭不蹩鉆，主動(dòng)鉆桿振動(dòng)不很厲害，鉆進(jìn)聲音感覺較好)、工程地質(zhì)資料進(jìn)行綜合考慮。 ★    縮徑(孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑) 原因：塑性土膨脹。 防治措施：成孔時(shí)，應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，快速通過，在成孔一段時(shí)間，孔壁形成泥皮，孔壁不會(huì)滲水，亦不會(huì)引起膨脹，如出現(xiàn)縮徑，采用上下反復(fù)掃孔的辦法，以擴(kuò)大孔徑。 ★    樁底沉渣量過大 原因：檢查不夠認(rèn)真，清孔不干凈或沒有進(jìn)行二次清孔。 防治措施： １、認(rèn)真檢查，采用正確的測(cè)繩與測(cè)錘； ２、一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥漿性能，延長(zhǎng)清孔時(shí)間等進(jìn)行清孔。在下完鋼筋籠后，再檢查沉渣量，如沉渣量超過規(guī)范要求，應(yīng)進(jìn)行二次清孔。二次清孔可利用導(dǎo)管進(jìn)行，準(zhǔn)備一個(gè)清孔接頭，一頭可接導(dǎo)管，一頭接膠管，在導(dǎo)管下完后，提離孔底0.4m，在膠管上接上泥漿泵直接進(jìn)行泥漿循環(huán)。二次清孔優(yōu)點(diǎn)：及時(shí)有效保證樁底干凈。 ★鋼筋籠上浮 原因：１、當(dāng)混凝土灌注至鋼筋籠下，若此時(shí)提升導(dǎo)管，導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有1m左右的距離時(shí)，由于澆注的砼自導(dǎo)管流出后沖擊力較大，推動(dòng)了鋼筋籠上?。?/span> ２、由于砼灌注過鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時(shí)，其上層砼因澆注時(shí)間較長(zhǎng)，已近初凝，表面形成硬殼，砼與鋼筋籠有一定握裹力，如果此時(shí)導(dǎo)管底端未及時(shí)提到鋼筋底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升，同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上移。 防治措施： １、灌注砼過程中，應(yīng)隨時(shí)掌握砼澆注標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)砼埋過鋼筋籠底端2～3m時(shí)，應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上； ２、當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮時(shí)，應(yīng)立即停止?jié)沧ⅲ?zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆砼標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注，上浮現(xiàn)象即可消除。 ★斷樁與夾泥層 原因： １、泥漿過稠，增加了澆注砼的阻力，如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊，因此，在施工中經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)管堵塞、流動(dòng)不暢等現(xiàn)象，有時(shí)甚至灌滿導(dǎo)管還是不行，最后只好提取導(dǎo)管上下振擊，由于導(dǎo)管內(nèi)儲(chǔ)存大量砼，一旦流出其勢(shì)甚猛，在砼流出導(dǎo)管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內(nèi)，造成夾泥層； ２、灌注砼過程中，因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗鹿芤彩窃斐蓨A泥層和斷樁的原因。導(dǎo)管提漏有兩種原因：a.當(dāng)導(dǎo)管堵塞時(shí)，一般采用上下振擊法，使混凝土強(qiáng)行流出，但如此時(shí)導(dǎo)管埋深很少，極易提漏。b.因泥漿過稠，如果估算或測(cè)砼面難，在測(cè)量導(dǎo)管埋深時(shí)，對(duì)砼澆注高度判斷錯(cuò)誤，而在卸管時(shí)多提，使導(dǎo)管提離砼面，也就產(chǎn)生提漏，引起斷樁； ３、灌注時(shí)間過長(zhǎng)，而上部砼已接近初凝，形成硬殼，而且隨時(shí)間增長(zhǎng)，泥漿中殘?jiān)鼘⒉粩喑恋?，從而加厚了積聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注極為困難，造成堵管與導(dǎo)管拔不上來，引發(fā)斷樁事故； ４、導(dǎo)管埋得太深，拔出時(shí)底部已接近初凝，導(dǎo)管拔上后砼不能及時(shí)沖填，造成泥漿填入。 防治方法： １、認(rèn)真做好清孔，防止孔壁坍塌； ２、盡可能提高混凝土澆注速度：a.開始澆砼時(shí)盡量積累大量砼，產(chǎn)生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力。B.快速連續(xù)澆注，使砼和泥漿一直保持流動(dòng)狀態(tài)，可防導(dǎo)管堵塞； ３、提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，灌注砼過程中隨時(shí)測(cè)量導(dǎo)管埋深，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程； ４、灌注水下砼前檢查導(dǎo)管是否漏水、彎曲等缺陷，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)更換。 三、砼灌注樁質(zhì)量判定之探討 ㈠人孔挖孔樁強(qiáng)風(fēng)巖承載力的判定 如果端承樁荷載要求較小(小于1000kPa)，而且地層是由強(qiáng)風(fēng)化逐漸變到中、微風(fēng)化，這時(shí)在樁底就可能遇到殘積強(qiáng)風(fēng)化物夾硬碎石層，這種情況樁底的承載力就視風(fēng)化物的結(jié)構(gòu)緊密、軟硬情況、硬碎塊的大小及含量而來判斷地基承載力，即參照碎石土的承載力；但是對(duì)于風(fēng)化成砂土狀者，則參照砂土的承載力。由于工程勘察的局限性，這一層的承載力在報(bào)告中往往誤差很大，這是由于該類巖層標(biāo)準(zhǔn)取值的誤差太大，再加上缺乏必要的荷載試驗(yàn)作對(duì)比，又因?yàn)楣こ炭辈鞎r(shí)，取土的樣不全面。作為質(zhì)監(jiān)部門，有條件的話要盡量將荷載試驗(yàn)作對(duì)比，對(duì)于人工挖孔樁，要下孔全面了解樁底巖石情況，參照有關(guān)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)來鑒定。㈡中微風(fēng)化巖承載力判定。 影響樁底承載力的因素有：結(jié)構(gòu)情況、樁底嵌入巖石深度、巖石單軸抗壓強(qiáng)度。 一般承載力的判定方法是依據(jù)巖樣的單軸抗壓強(qiáng)度乘以回歸系數(shù)，換算成巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。 f＝yfrk 式中f──巖石地基承載力的設(shè)計(jì)值(kPa)； y──折減系數(shù)； frk──巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)。 上述的式子是規(guī)范中判定地基承載力的公式，該公式只反映所取巖樣水化能力與單軸飽和抗壓強(qiáng)度，在單軸抗壓強(qiáng)度相同的情況下，由于巖石圍巖壓力阻礙了樁底巖石的破壞，因此樁嵌入巖石的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，樁底地基承載力越高；在巖石段，對(duì)于人工挖孔樁，樁周摩擦阻力非常大，使得巖石對(duì)樁的承載力大大增強(qiáng)；當(dāng)然構(gòu)造上的問題影響更大。 在樁基基底驗(yàn)收時(shí)，樁承載力的判定： 對(duì)于人工挖孔樁 應(yīng)檢查巖石的構(gòu)造情況。如果巖石裂隙發(fā)育較少，巖石完整性好，樁承載力可以取高值；反之取低值。同時(shí)還應(yīng)檢查巖層下面有沒有夾層，發(fā)現(xiàn)巖石夾層方法： １、參考地質(zhì)勘察報(bào)告； ２、用錘擊孔底巖石，如聲脆亮，則沒夾層或夾層下臥很深； ３、在孔底邊巖石層面高位下方，用工具挖小洞探明，如層面高位處下方有軟層，根據(jù)巖石走向，說明有下臥軟夾層。 如發(fā)現(xiàn)巖石下臥軟夾層，施工時(shí)應(yīng)挖除軟夾層。 鉆孔灌注樁基底承載力判定。 巖石構(gòu)造只能參照工程地質(zhì)勘察報(bào)告，與鉆進(jìn)情況(如鉆進(jìn)基巖時(shí)，鉆桿不會(huì)異常振動(dòng)，孔底鉆頭研磨巖石聲音均勻，說明巖石層比較完整，反之，巖石裂隙比較發(fā)育)。 要判斷巖石承載力，必須作適量抽芯檢驗(yàn)，對(duì)于沒有取芯的樁孔，依下列幾個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮： １、鄰近孔的取芯情況； ２、泥漿循環(huán)返上來的巖屑； ３、鉆進(jìn)情況； ４、工程地質(zhì)勘察報(bào)告。 對(duì)于嵌入巖石比較深的樁，與人工挖孔樁一樣，同樣可以考慮巖石的圍壓作用，但是對(duì)于樁周摩擦阻力，則不可過高計(jì)算在內(nèi)。因?yàn)闄C(jī)械成孔大部分靠泥漿護(hù)壁，泥漿循環(huán)在孔壁巖石上形成一層堅(jiān)硬潤(rùn)滑泥皮，由于在樁體與孔壁之間存在這層潤(rùn)滑泥皮，使得樁在該段巖石的摩擦阻力大大降低，甚至沒有存在，因此在判定鉆孔樁底地基承載力時(shí)應(yīng)著重考慮取上巖樣本身構(gòu)造情況、力學(xué)性能、物理性能、圍壓作用，不宜考慮樁周摩擦力；雖然機(jī)械濕孔作業(yè)的摩擦樁主要告摩擦力承載，但由于其樁長(zhǎng)比較大，整體樁不規(guī)則外形，使其具有較大的樁周摩擦力。 ㈢樁身混凝土質(zhì)量判定。 比較準(zhǔn)確判斷樁身砼質(zhì)量的是靜載與抽芯，但是由于靜載、抽芯為損傷性檢驗(yàn)，且費(fèi)用高、時(shí)間長(zhǎng)，所以常常采用動(dòng)測(cè)法判定樁身混凝土的質(zhì)量，而動(dòng)測(cè)法具有一定的局限性，動(dòng)測(cè)結(jié)果不能作為樁基工程竣工的驗(yàn)收依據(jù)，用于普查質(zhì)量?jī)H供驗(yàn)收參考。 判斷混凝土質(zhì)量還要依施工單位素質(zhì)，掌握施工過程實(shí)際情況與施工記錄。 １、審查主要施工人員、施工單位所施工過的工程質(zhì)量情況。 ２、審查施工工藝是否適合于施工的實(shí)際情況，采取了什么質(zhì)量保證措施。如：挖孔樁水位高、水量大、有沒有采用水下砼配合比與水下導(dǎo)管法灌注，如沒有，依出水量大及澆搗方法，就可推斷混凝土嚴(yán)重離析等；鉆孔樁鋼筋籠如沒有設(shè)置混凝土保護(hù)層墊塊，再檢查一下灌完樁鋼筋籠的位置情況，可推定保護(hù)層是否嚴(yán)重不足； ３、對(duì)施工記錄進(jìn)行審查，要求施工單位認(rèn)真做好成孔記錄與灌注記錄，認(rèn)真分析記錄中出現(xiàn)的機(jī)械故障及孔內(nèi)異常情況、事故等，并進(jìn)行推斷。比如：在成孔記錄中沒有發(fā)現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，而樁的充盈系數(shù)又大，說明在澆注的過程中有塌孔現(xiàn)象，必然導(dǎo)致樁底沉渣量過多或樁身砼夾砂、夾泥，樁體形成“大肚子”；如果在施工過程中曾發(fā)生過堵管事故，撥管后進(jìn)行二次灌注，就會(huì)存在斷樁或夾泥層。但缺陷的嚴(yán)重程度還要分析其事故具體處理措施而得知。
總之，質(zhì)量監(jiān)督中樁砼質(zhì)量的判定，要掌握現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況與工藝情況、準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)施工記錄，并了解施工單位素質(zhì)，方可比較準(zhǔn)確判定砼質(zhì)量。

綜上所述，砼樁質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于地基承載力的鑒定，審查砼施工工藝是否合理，掌握樁缺陷的防治措施。這樣才能對(duì)砼樁質(zhì)量進(jìn)行控制，達(dá)到質(zhì)量監(jiān)督的目的。樁基礎(chǔ)作為建筑工程強(qiáng)制監(jiān)督內(nèi)容之一，是建筑工程質(zhì)量監(jiān)督的重中之重，由于樁基工程的隱蔽性，給質(zhì)量監(jiān)督帶來一定的難度，根據(jù)多年監(jiān)督樁基質(zhì)量的經(jīng)驗(yàn)，本文提出了樁基監(jiān)督的一些關(guān)鍵技術(shù)問題。

發(fā)布：2007-07-25 11:48    編輯：泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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