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砼灌注樁質量控制要點淺析

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砼灌注樁質量控制要點淺析


    樁基礎作為建筑工程強制控制內容之一,是建筑工程質量控制的重中之重。由于樁基工程的隱蔽性,給質量監督帶來一定難度。本文根據多年監督質量的經驗,提出了樁基監督的一些關鍵性問題及其解決方法。
    灌注樁(端承樁,簡稱樁)質量監督從驗收規范看十分簡單,無非是地基承載力的鑒定、鋼筋籠的檢查與樁砼質量的判定,但由于地下工程不可見的因素很多,因此判定起來較難準確把握。依據本人多年工作經驗分兩個問題:從樁的承載機理看質量監督的關鍵;樁的缺陷與防治措施,樁質量的判定,圍繞樁監督問題進行判析。
    一、從灌注樁承載機理看質量控制的關鍵
    端承樁的承載機理是樁把荷載傳遞到樁的底部,它支承在堅固的巖土上,不難得出樁的承載力取決于樁身強度與地基承載力。
    當樁身強度>地基承載力,樁的承載力=地基承載力;反之,樁身強度<地基承載力,樁的承載力=樁身強度。此公式在孔底無沉渣情況下成立。對挖孔樁沉渣還是問題,沉渣量過大,樁受荷時發生大量沉降,樁將失效。
    ㈠樁質量監督關鍵之一——地基承載力的鑒定
    從樁的施工程序來講,在質量控制中,首先確保地基承載力符合設計要求,否則將使樁失效。
    地基承載力取決巖層的構造情況、樁嵌入巖石的深度、巖石單軸飽和抗壓強度。
    ㈡樁質量監督關鍵之二——樁身強度的控制(在于施工工藝)
    地基承載力符合設計要求,如樁身強度不足,樁的承載力亦得不到保證,樁身強度是樁質量監督的另一關鍵。
    樁身質量監督主要在于控制混凝土的質量,樁身強度取決于鋼筋籠的制作質量與砼質量。鋼筋籠的制作檢查簡單明了;而影響砼質量因素則很多,有些是可見的,有些是不可見的。在工程實踐中,不少樁由于砼質量問題而使樁身強度達不到設計要求,因此樁身質量的監督主要在于監督砼的質量。
    砼的缺陷往往是由于施工工藝不合理引起的,因此必須對樁基工程的施工工藝、質量保證措施進行嚴格控制,否則,起不到質量控制效果,工程驗收時,對工程質量如何沒有把握,檢測出現的問題亦無從分析。
    鉆孔樁砼質量不僅與澆注工藝有關,還與成孔工藝有很大關系。要確保樁孔成孔質量與灌注工藝的合理性,操作得當。鉆孔樁成孔質量在于:樁徑不小于設計樁徑,護壁可靠;關系到砼質量的灌注工藝主要是:a)控制好混凝土質量的和易性,防止出現堵管、埋管,引起斷樁事故;b)控制導管埋深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樁質量監督關鍵之三——沉渣量的檢查
    對摩擦樁來說,由于其受力機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,如果在設計中端部反力不大,端部的沉渣量對樁承載力亦影響不大;而對于鉆孔端承樁,如果沉渣量過大,勢必造成受荷時發生大量沉降,同樣使樁的承載力失效。
    二、砼灌注樁基礎缺陷及防治措施
    ㈠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:這種情況一般出現在復雜地層,一般最好取芯檢驗,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情況(一般鉆進至微風化巖時,鉆頭不蹩鉆,主動鉆桿振動不很厲害,鉆進聲音感覺較好)、工程地質資料進行綜合考慮。
    縮徑(孔徑小于設計孔徑)
    原因:塑性土膨脹。
    防治措施:成孔時,應加大泵量,加快成孔速度,快速通過,在成孔一段時間,孔壁形成泥皮,孔壁不會滲水,亦不會引起膨脹;如出現縮徑,采用上下反復掃孔的辦法,以擴大孔徑。
    樁底沉渣量過大
    原因:檢查不夠認真,清孔不干凈或沒有進行二次清孔。
    防治措施:(1)認真檢查,采用正確的測繩與測錘;(2)一次清孔后,不符合要求,要采取措施:如改善泥漿性能,延長清孔時間等進行清孔。在下完鋼筋籠后,再檢查沉渣量,如沉渣量超過規范要求,應進行二次清孔。二次清孔可利用導管進行,準備一個清孔接頭,一頭可接導管,一頭接膠管,在導管下完后,提離孔底0.4m,在膠管上接上泥漿泵直接進行泥漿循環。二次清孔優點:及時有效保證樁底干凈。
    鋼筋籠上浮
    原因:(1)當混凝土灌注至鋼筋籠下,若此時提升導管,導管底端距鋼筋籠僅1m左右距離時,由于澆注的砼自導管流出后沖擊力較大,推動了鋼筋籠上;(2)由于砼灌注至鋼筋籠且導管埋深較大時,其上層砼因澆注時間較長,已近初凝,表面形成硬殼,砼與鋼筋籠有一定握裹力,如果此時導管底端未及時提到鋼筋籠底部以上,混凝土在導管流出后將以一定速度向上頂升,同時也帶動鋼筋籠上移。
    防治措施:(1)灌注砼過程中,應隨時掌握砼澆注標高及導管埋深,當砼埋過鋼筋籠底端2-3m時,應及時將導管提至鋼筋籠底端以上;(2)當發現鋼筋籠開始上浮時,應立即停止澆注,并準確計算導管埋深和已澆砼標高,提升導管后再進行澆注,上浮現象即可消除。
    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,在施工中經常發生導管堵塞、流動不暢等現象,有時甚至灌滿導管還是不行,最后只好提取導管上下振擊,由于導管內儲存大量砼,一旦流出其勢甚猛,在砼流出導管后,即沖破泥漿最薄弱處急速返上,并將泥漿夾裹于樁內,造成夾泥層;(2)灌注砼過程中,因導管漏水或導管提漏而二次下球也是造成夾泥層和斷樁的原因。導管提漏有兩種原因:a.當導管堵塞時,一般采用上下振擊法,使混凝土強行流出,但如此時導管埋深很少,極易提漏。b.因泥漿過稠,如果估算或測砼困難,在測量導管埋深時,對砼澆注高度判斷錯誤,而在卸管時多提,使導管提離砼面,也就產生提漏,引起斷樁;(3)灌注時間過長,而上部砼已接近初凝,形成硬殼,而且隨時間增長,泥漿中殘渣將不斷沉淀,從而加厚了積聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注極為困難,造成堵管與導管拔不上來,引發斷樁事故;(4)導管埋得太深,拔出時底部已接近初凝,導管拔上后砼不能及時沖填,造成泥漿填入。
    防治方法:(1)認真做好清孔,防止孔壁坍塌;(2)盡可能提高混凝土澆注速度:a.開始澆砼時盡量積累大量砼,產生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力。b.快速連續澆注,使砼和泥漿一直保持流動狀態,可防導管堵塞;(3)提升導管要準確可靠,灌注砼過程中隨時測量導管埋深,并嚴格遵守操作規程;(4)灌注水下砼前檢查導管是否漏水、彎曲等缺陷,發現問題要及時更換。
    ㈡砼灌注樁質量判定
    樁身混凝土質量判定。
    比較準確判斷樁身砼質量的是靜載與抽芯,但是由于靜載、軸芯為操作性檢驗,且費用高、時間長,所以常常采用動測法判定樁身混凝土的質量,而動測法具有一定的局限性,動測結果不能作為樁基工程竣工的驗收依據,用于普查質量僅供驗收參考。
    判斷混凝土質量還要依施工單位素質,掌握施工過程實際情況與施工記錄。主要依據:掌握施工過程情況與施工記錄。
    (1)審查主要施工人員、施工單位所施工過的工程質量情況;(2)審查施工工藝是否適合于施工的實際情況,采取了什么質量保證措施。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,就可推斷混凝土嚴重離析等;鉆孔樁鋼筋籠如沒有設置混凝土保護層墊塊,再檢查一下灌完樁鋼筋籠的位置情況,可推定保護層是否嚴重不足;(3)對施工記錄進行審查,要求施工單位認真做好成孔記錄與灌注記錄,認真分析記錄中出現的機械故障及孔內異常情況、事故等,并進行推斷。比如:在成孔記錄中沒有發現塌孔現象,而樁的充盈系數又大,說明在澆注的過程中有塌孔現象,必然導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生過堵管事故,拔管后進行二次灌注,就會存在斷樁或夾泥層。但缺陷的嚴重程度還要分析其事故具體處理措施而得知。
    總之,質量監督中樁砼質量的判定,要掌握現場施工實際情況與工藝情況、準確的現場施工記錄,并了解施工單位素質,方可比較準確判定砼質量。
    綜上所述,砼樁質量監督的關鍵環節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。這樣才能對砼樁質量進行控制,達到質量監督的目的。



    (浙江中企建設集團  李柏銓),砼灌注樁質量控制要點淺析

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