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摘要:桩基础作为建筑工程强制控制内容之一,是建筑工程质量控制的重中之重。由于桩基工程的隐蔽性,给质量监督带来一定难度。本文根据监督质量的经验,提出了桩基监督的一些关键性问题及其解决方法。
关键词:建筑 地基承载 质量
灌注桩(端承桩,简称桩)质量监督从验收规范看十分简单,无非是地基承载力的鉴定、钢筋笼的检查与桩砼质量的判定,但由于地下工程不可见的因素很多,因此判定起来较难准确把握。依据本人工作经验分两个问题:从桩的承载机理看质量控制的关键;桩的缺陷与防治措施,桩质量的判定,围绕桩监督问题进行判析。
1 從灌注桩承载机理看质量控制的关键
端承桩的承载机理是桩把荷载传递到桩的底部,它支承在坚固的岩土上,不难得出桩的承载力取决于桩身强度与地基承载力。当桩身强度>地基承载力,桩的承载力=地基承载力;反之,桩身强度<地基承载力,桩的承载力=桩身强度。此公式在孔底无沉渣情况下成立。对挖孔桩沉渣还是问题,沉渣量过大,桩受荷时发生大量沉降,桩将失效。
1.1 桩质量监督关键之一——地基承载力的鉴定。从桩的施工程序来讲,在质量控制中,首先确保地基承载力符合设计要求,否则将使桩失效。地基承载力取决岩层的构造情况、桩嵌入岩石的深度、岩石单轴饱和抗压强度。
1.2 桩质量监督关键之二——桩身强度的控制(在于施工工艺)。地基承载力符合设计要求,如桩身强度不足,桩的承载力亦得不到保证,桩身强度是桩质量监督的另一关键。桩身质量监督主要在于控制混凝土的质量,桩身强度取决于钢筋笼的制作质量与砼质量。钢筋笼的制作检查简单明了;而影响砼质量因素则很多,有些是可见的,有些是不可见的。在工程实践中,不少桩由于砼质量问题而使桩身强度达不到设计要求,因此桩身质量的监督主要在于监督砼的质量。砼的缺陷往往是由于施工工艺不合理引起的,因此必须对桩基工程的施工工艺、质量保证措施进行严格控制,否则,起不到质量控制效果,工程验收时,对工程质量如何没有把握,检测出现的问题亦无从分析。钻孔桩砼质量不仅与浇注工艺有关,还与成孔工艺有很大关系。要确保桩孔成孔质量与灌注工艺的合理性,操作得当。钻孔桩成孔质量在于:桩径不小于设计桩径;关系到砼质量的灌注工艺主要是:①控制好混凝土质量的和易性,防止出现堵管、埋管,引起断桩事故;②控制导管埋深2-4m,使砼面处于垂直顶升状,不使浮浆、泥浆卷入砼,防止提漏引起断桩事故。
1.3 桩质量监督关键之三——沉渣量的检查。对摩擦桩来说,由于其受力机理是通过桩表面和周围土壤之间的摩擦力或依附力逐渐把荷载从桩顶传递到周围的土体中,如果在设计中端部反力不大,端部的沉渣量对桩承载力亦影响不大;而对于钻孔端承桩,如果沉渣量过大,势必造成受荷时发生大量沉降,同样使桩的承载力失效。
2 砼灌注桩基础缺陷及防治措施
2.1 钻孔灌注桩
2.1.1 桩底地基承载力不足
原因:桩端没有支承在持力层上面。
防治措施:这种情况一般出现在复杂地层,一般最好取芯检验,如不能钻孔取芯,要参照邻近取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况(一般钻进至微风化岩时,钻头不蹩钻,主动钻杆振动不很厉害,钻进声音感觉较好)、工程地质资料进行综合考虑。
2.1.2 缩径(孔径小于设计孔径)
原因:塑性土膨胀。
防治措施:成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,快速通过,在成孔一段时间,孔壁形成泥皮,孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀;如出现缩径,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
2.1.3 桩底沉渣量过大
原因:检查不够认真,清孔不干净或没有进行二次清孔。
防治措施:①认真检查,采用正确的测绳与测锤;②一次清孔后,不符合要求,要采取措施:如改善泥浆性能,延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后,再检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,应进行二次清孔。二次清孔可利用导管进行,准备一个清孔接头,一头可接导管,一头接胶管,在导管下完后,提离孔底0.4m,在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环。二次清孔优点:及时有效保证桩底干净。
2.1.4 钢筋笼上浮
原因:①当混凝土灌注至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距钢筋笼仅1m左右距离时,由于浇注的砼自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼上浮;②由于砼灌注至钢筋笼且导管埋深较大时,其上层砼因浇注时间较长,已近初凝,表面形成硬壳,砼与钢筋笼有一定握裹力,如果此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上移。
防治措施:①灌注砼过程中,应随时掌握砼浇注标高及导管埋深,当砼埋过钢筋笼底端2-3m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上;②当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止浇注,并准确计算导管埋深和已浇砼标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除。
2.1.5 断桩与夹泥层
原因:①泥浆过稠,增加了浇注砼的阻力,如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块,因此,在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象,有时甚至灌满导管还是不行,最后只好提取导管上下振击,由于导管内储存大量砼,一旦流出其势甚猛,在砼流出导管后,即冲破泥浆最薄弱处急速返上,并将泥浆夹裹于桩内,造成夹泥层;②灌注砼过程中,因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因:a.当导管堵塞时,一般采用上下振击法,使混凝土强行流出,但如此时导管埋深很少,极易提漏。b.因泥浆过稠,如果估算或测砼困难,在测量导管埋深时,对砼浇注高度判断错误,而在卸管时多提,使导管提离砼面,也就产生提漏,引起断桩;③灌注时间过长,而上部砼已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注极为困难,造成堵管与导管拔不上来,引发断桩事故;④导管埋得太深,拔出时底部已接近初凝,导管拔上后砼不能及时冲填,造成泥浆填入。
防治措施:①认真做好清孔,防止孔壁坍塌;②尽可能提高混凝土浇注速度:a.开始浇砼时尽量积累大量砼,产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。b.快速连续浇注,使砼和泥浆一直保持流动状态,可防导管堵塞;③提升导管要准确,灌注砼过程中随时测量导管埋深,并严格遵守操作规程;④灌注水下砼前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷,发现问题要及时更换。
2.2 砼灌注桩质量判定 桩身混凝土质量判定。
比较准确判断桩身砼质量的是静载与抽芯,但是由于静载、轴芯为操作性检验,且费用高、时间长,所以常常采用动测法判定桩身混凝土的质量,而动测法具有一定的局限性,动测结果不能作为桩基工程竣工的验收依据,用于普查质量仅供验收参考。
判断混凝土质量还要依施工单位素质,掌握施工过程实际情况与施工记录。主要依据:掌握施工过程情况与施工记录。
①审查主要施工人员、施工单位所施工过的工程质量情况;②审查施工工艺是否适合于施工的实际情况,采取了什么质量保证措施。③对施工记录进行审查,要求施工单位认真做好成孔记录与灌注记录,认真分析记录中出现的机械故障及孔内异常情况、事故等,并进行推断。比如:在成孔记录中没有发现塌孔现象,而桩的充盈系数又大,说明在浇注的过程中有塌孔现象,必然导致桩底沉渣量过多或桩身砼夹砂、夹泥,桩体形成“大肚子”;如果在施工过程中曾发生过堵管事故,拔管后进行二次灌注,就会存在断桩或夹泥层。但缺陷的严重程度还要分析其事故具体处理措施而得知。
总之,质量监督中桩砼质量的判定,要掌握现场施工实际情况与工艺情况、准确的现场施工记录,并了解施工单位素质,方可比较准确判定砼质量。
综上所述,砼桩质量监督的关键环节在于地基承载力的鉴定,审查砼施工工艺是否合理,掌握桩缺陷的防治措施。这样才能对砼桩质量进行控制,达到质量监督的目的。
关键词:建筑 地基承载 质量
灌注桩(端承桩,简称桩)质量监督从验收规范看十分简单,无非是地基承载力的鉴定、钢筋笼的检查与桩砼质量的判定,但由于地下工程不可见的因素很多,因此判定起来较难准确把握。依据本人工作经验分两个问题:从桩的承载机理看质量控制的关键;桩的缺陷与防治措施,桩质量的判定,围绕桩监督问题进行判析。
1 從灌注桩承载机理看质量控制的关键
端承桩的承载机理是桩把荷载传递到桩的底部,它支承在坚固的岩土上,不难得出桩的承载力取决于桩身强度与地基承载力。当桩身强度>地基承载力,桩的承载力=地基承载力;反之,桩身强度<地基承载力,桩的承载力=桩身强度。此公式在孔底无沉渣情况下成立。对挖孔桩沉渣还是问题,沉渣量过大,桩受荷时发生大量沉降,桩将失效。
1.1 桩质量监督关键之一——地基承载力的鉴定。从桩的施工程序来讲,在质量控制中,首先确保地基承载力符合设计要求,否则将使桩失效。地基承载力取决岩层的构造情况、桩嵌入岩石的深度、岩石单轴饱和抗压强度。
1.2 桩质量监督关键之二——桩身强度的控制(在于施工工艺)。地基承载力符合设计要求,如桩身强度不足,桩的承载力亦得不到保证,桩身强度是桩质量监督的另一关键。桩身质量监督主要在于控制混凝土的质量,桩身强度取决于钢筋笼的制作质量与砼质量。钢筋笼的制作检查简单明了;而影响砼质量因素则很多,有些是可见的,有些是不可见的。在工程实践中,不少桩由于砼质量问题而使桩身强度达不到设计要求,因此桩身质量的监督主要在于监督砼的质量。砼的缺陷往往是由于施工工艺不合理引起的,因此必须对桩基工程的施工工艺、质量保证措施进行严格控制,否则,起不到质量控制效果,工程验收时,对工程质量如何没有把握,检测出现的问题亦无从分析。钻孔桩砼质量不仅与浇注工艺有关,还与成孔工艺有很大关系。要确保桩孔成孔质量与灌注工艺的合理性,操作得当。钻孔桩成孔质量在于:桩径不小于设计桩径;关系到砼质量的灌注工艺主要是:①控制好混凝土质量的和易性,防止出现堵管、埋管,引起断桩事故;②控制导管埋深2-4m,使砼面处于垂直顶升状,不使浮浆、泥浆卷入砼,防止提漏引起断桩事故。
1.3 桩质量监督关键之三——沉渣量的检查。对摩擦桩来说,由于其受力机理是通过桩表面和周围土壤之间的摩擦力或依附力逐渐把荷载从桩顶传递到周围的土体中,如果在设计中端部反力不大,端部的沉渣量对桩承载力亦影响不大;而对于钻孔端承桩,如果沉渣量过大,势必造成受荷时发生大量沉降,同样使桩的承载力失效。
2 砼灌注桩基础缺陷及防治措施
2.1 钻孔灌注桩
2.1.1 桩底地基承载力不足
原因:桩端没有支承在持力层上面。
防治措施:这种情况一般出现在复杂地层,一般最好取芯检验,如不能钻孔取芯,要参照邻近取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况(一般钻进至微风化岩时,钻头不蹩钻,主动钻杆振动不很厉害,钻进声音感觉较好)、工程地质资料进行综合考虑。
2.1.2 缩径(孔径小于设计孔径)
原因:塑性土膨胀。
防治措施:成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,快速通过,在成孔一段时间,孔壁形成泥皮,孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀;如出现缩径,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
2.1.3 桩底沉渣量过大
原因:检查不够认真,清孔不干净或没有进行二次清孔。
防治措施:①认真检查,采用正确的测绳与测锤;②一次清孔后,不符合要求,要采取措施:如改善泥浆性能,延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后,再检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,应进行二次清孔。二次清孔可利用导管进行,准备一个清孔接头,一头可接导管,一头接胶管,在导管下完后,提离孔底0.4m,在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环。二次清孔优点:及时有效保证桩底干净。
2.1.4 钢筋笼上浮
原因:①当混凝土灌注至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距钢筋笼仅1m左右距离时,由于浇注的砼自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼上浮;②由于砼灌注至钢筋笼且导管埋深较大时,其上层砼因浇注时间较长,已近初凝,表面形成硬壳,砼与钢筋笼有一定握裹力,如果此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上移。
防治措施:①灌注砼过程中,应随时掌握砼浇注标高及导管埋深,当砼埋过钢筋笼底端2-3m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上;②当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止浇注,并准确计算导管埋深和已浇砼标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除。
2.1.5 断桩与夹泥层
原因:①泥浆过稠,增加了浇注砼的阻力,如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块,因此,在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象,有时甚至灌满导管还是不行,最后只好提取导管上下振击,由于导管内储存大量砼,一旦流出其势甚猛,在砼流出导管后,即冲破泥浆最薄弱处急速返上,并将泥浆夹裹于桩内,造成夹泥层;②灌注砼过程中,因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因:a.当导管堵塞时,一般采用上下振击法,使混凝土强行流出,但如此时导管埋深很少,极易提漏。b.因泥浆过稠,如果估算或测砼困难,在测量导管埋深时,对砼浇注高度判断错误,而在卸管时多提,使导管提离砼面,也就产生提漏,引起断桩;③灌注时间过长,而上部砼已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注极为困难,造成堵管与导管拔不上来,引发断桩事故;④导管埋得太深,拔出时底部已接近初凝,导管拔上后砼不能及时冲填,造成泥浆填入。
防治措施:①认真做好清孔,防止孔壁坍塌;②尽可能提高混凝土浇注速度:a.开始浇砼时尽量积累大量砼,产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。b.快速连续浇注,使砼和泥浆一直保持流动状态,可防导管堵塞;③提升导管要准确,灌注砼过程中随时测量导管埋深,并严格遵守操作规程;④灌注水下砼前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷,发现问题要及时更换。
2.2 砼灌注桩质量判定 桩身混凝土质量判定。
比较准确判断桩身砼质量的是静载与抽芯,但是由于静载、轴芯为操作性检验,且费用高、时间长,所以常常采用动测法判定桩身混凝土的质量,而动测法具有一定的局限性,动测结果不能作为桩基工程竣工的验收依据,用于普查质量仅供验收参考。
判断混凝土质量还要依施工单位素质,掌握施工过程实际情况与施工记录。主要依据:掌握施工过程情况与施工记录。
①审查主要施工人员、施工单位所施工过的工程质量情况;②审查施工工艺是否适合于施工的实际情况,采取了什么质量保证措施。③对施工记录进行审查,要求施工单位认真做好成孔记录与灌注记录,认真分析记录中出现的机械故障及孔内异常情况、事故等,并进行推断。比如:在成孔记录中没有发现塌孔现象,而桩的充盈系数又大,说明在浇注的过程中有塌孔现象,必然导致桩底沉渣量过多或桩身砼夹砂、夹泥,桩体形成“大肚子”;如果在施工过程中曾发生过堵管事故,拔管后进行二次灌注,就会存在断桩或夹泥层。但缺陷的严重程度还要分析其事故具体处理措施而得知。
总之,质量监督中桩砼质量的判定,要掌握现场施工实际情况与工艺情况、准确的现场施工记录,并了解施工单位素质,方可比较准确判定砼质量。
综上所述,砼桩质量监督的关键环节在于地基承载力的鉴定,审查砼施工工艺是否合理,掌握桩缺陷的防治措施。这样才能对砼桩质量进行控制,达到质量监督的目的。