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摘 要:灌注桩(这里主要探讨端承桩)质量检验从验收规范来看十分简单, 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,因此判定起来难以准确。笔者分三个问题:从桩的承载机理看质量检验的关键,桩的缺陷与防治措施,桩质量的判定,围绕桩检验问题进行探讨。
关键词:灌注桩 质量
中图分类号:TU473 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0130-01
灌注桩(这里主要探讨端承桩)质量检验从验收规范来看十分简单,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,因此判定起来难以准确。笔者分三个问题:从桩的承载机理看质量检验的关键,桩的缺陷与防治措施,桩质量的判定,围绕桩检验问题进行探讨。
1 从灌注桩承载机理看质量检验的关键
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层上,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。
前面公式在孔底没有沉渣情况下成立。对挖孔桩沉渣不是问题,而沉渣问题对于钻孔桩则是存在的,沉渣量过大,桩受荷时发生大量沉降,桩将失效。
1.1 桩质量检验关键之── 地基承载力的鉴定
从桩的施工程序来讲,在质量检验中,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。
如果施工地区处于断裂带,在施工中就要注意夹层的存在,防止桩底落于软土上。
1.2 桩质量检验关键之二── 桩身强度的检验(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,桩身强度是桩质量检验的另一关键。
桩身质量检验主要在于检验混凝土的质量,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,因此桩身质量的检验主要在于检验砼的质量。
砼的缺陷往往是由于施工工艺不合理引起,因此必须对桩基工程的施工工艺、质量保证措施进行严格的检验,否则,起不到质量检验效果,工程验收时,对工程质量如何,将没有把握,检测出现的问题亦无从分析。
人工挖孔桩砼缺陷主要产生于砼浇捣工艺。成孔时,在土层设置护壁,而在岩石层,孔壁岩石自然护壁,一般不存在孔壁质量对砼产生多大的影响。主要检验砼浇捣工艺特别是有地下水的水下部分砼的浇捣,必须采用水下砼配合比与水下导管灌注等。
1.3 对于钻孔灌注桩质量检验另一个关键── 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,势必造成桩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 人工挖孔桩
★桩身砼强度不足
原因:砼遭受孔内水的危害,引起砂浆稀释,砂石下沉,严重破坏砼的强度。
防治措施:
(1)对于孔内有地下水,水位低、水量小的桩孔,在浇捣时把砼拌均,水抽干,可以采用串筒迅速浇捣,但是在水位以下部分,必须调整砼配合比,适当减少用水量并增加水泥用量等;
(2)对于水位高、出水量大的桩孔,在水位下必须采用水下砼配合比与导管灌注法灌注,在水位之上,为了避免水下导管灌注通病── 桩身上部砼强度低,则可采用简单串筒浇捣,但是水必须抽干,泥浆、浮浆要清除干净,两种不同方法施工的交接层,用插捣器穿过反复插捣。
2.2 孔灌注桩
★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,这种地层一般最好取芯检验,如不能孔孔取芯,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。
★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。
★樁底沉渣量过大
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。
★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,导管底端距离钢筋笼仅有1m左右的距离时,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)由于砼灌注过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底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,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。
★断桩与夹泥层
原因:
(1)泥浆过稠,增加了浇注砼的阻力;
(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。
(3)灌注时间过长,而上部砼已接近初凝,形成硬壳,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。
防治方法:
(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;
(3)提升导管要准确可靠,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。
总之,质量检验中桩砼质量的判定,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,砼桩质量检验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,达到质量检验的目的。
关键词:灌注桩 质量
中图分类号:TU473 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0130-01
灌注桩(这里主要探讨端承桩)质量检验从验收规范来看十分简单,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,因此判定起来难以准确。笔者分三个问题:从桩的承载机理看质量检验的关键,桩的缺陷与防治措施,桩质量的判定,围绕桩检验问题进行探讨。
1 从灌注桩承载机理看质量检验的关键
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层上,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。
前面公式在孔底没有沉渣情况下成立。对挖孔桩沉渣不是问题,而沉渣问题对于钻孔桩则是存在的,沉渣量过大,桩受荷时发生大量沉降,桩将失效。
1.1 桩质量检验关键之── 地基承载力的鉴定
从桩的施工程序来讲,在质量检验中,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。
如果施工地区处于断裂带,在施工中就要注意夹层的存在,防止桩底落于软土上。
1.2 桩质量检验关键之二── 桩身强度的检验(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,桩身强度是桩质量检验的另一关键。
桩身质量检验主要在于检验混凝土的质量,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,因此桩身质量的检验主要在于检验砼的质量。
砼的缺陷往往是由于施工工艺不合理引起,因此必须对桩基工程的施工工艺、质量保证措施进行严格的检验,否则,起不到质量检验效果,工程验收时,对工程质量如何,将没有把握,检测出现的问题亦无从分析。
人工挖孔桩砼缺陷主要产生于砼浇捣工艺。成孔时,在土层设置护壁,而在岩石层,孔壁岩石自然护壁,一般不存在孔壁质量对砼产生多大的影响。主要检验砼浇捣工艺特别是有地下水的水下部分砼的浇捣,必须采用水下砼配合比与水下导管灌注等。
1.3 对于钻孔灌注桩质量检验另一个关键── 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,势必造成桩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 人工挖孔桩
★桩身砼强度不足
原因:砼遭受孔内水的危害,引起砂浆稀释,砂石下沉,严重破坏砼的强度。
防治措施:
(1)对于孔内有地下水,水位低、水量小的桩孔,在浇捣时把砼拌均,水抽干,可以采用串筒迅速浇捣,但是在水位以下部分,必须调整砼配合比,适当减少用水量并增加水泥用量等;
(2)对于水位高、出水量大的桩孔,在水位下必须采用水下砼配合比与导管灌注法灌注,在水位之上,为了避免水下导管灌注通病── 桩身上部砼强度低,则可采用简单串筒浇捣,但是水必须抽干,泥浆、浮浆要清除干净,两种不同方法施工的交接层,用插捣器穿过反复插捣。
2.2 孔灌注桩
★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,这种地层一般最好取芯检验,如不能孔孔取芯,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。
★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。
★樁底沉渣量过大
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。
★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,导管底端距离钢筋笼仅有1m左右的距离时,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)由于砼灌注过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底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,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。
★断桩与夹泥层
原因:
(1)泥浆过稠,增加了浇注砼的阻力;
(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。
(3)灌注时间过长,而上部砼已接近初凝,形成硬壳,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。
防治方法:
(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;
(3)提升导管要准确可靠,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。
总之,质量检验中桩砼质量的判定,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,砼桩质量检验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,达到质量检验的目的。