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摘要:桩基础作为建筑工程质量控制的重点和关键,主要包括基桩和承台两部分,在高层建筑中应用较广。桩基工程由于其隐蔽性和非凡性,在实际质量检查环节中,它无法像一般土建工程那样按照预定工序控制施工质量,一旦出现问题不仅补救难度大,而且补救程序复杂、花费成本高。本文就砼灌注桩质量控制这一问题进行了研究与探讨,并提出了相关解决对策和方案。
关键词:灌注桩 桩基础 承载机理 质量控制 防治措施
灌注桩是一种广泛应用于城市建筑施工的就地成孔,它直接在桩位上进行开孔,待成孔后再放入钢筋笼,并灌注混凝土。灌注桩的质量控制看似简单,但实际操作起来却存在很多问题,具有很大的不可控制性和不可预测性。因此,笔者依据多年的实际工作经验,分别论述了由灌注桩承载机理分析质量控制关键,以及灌注桩常见的基础缺陷和相关防治措施。
1 通过灌注桩的承载机理分析其质量控制要点
通过分析端承桩的承载机理,我们可以得出,当端承桩在传递荷载时,其先将荷载送至端承桩底部,整个端承桩的承载力由桩身的整体强度和地基的承载力二者综合作用而定。
当端承桩的桩身强度小于整个地基的承载力时,其承载力就与桩身强度相等;反之,其承载力就与地基的承载力相等。但以上结论仅适用于孔底无沉渣的情况。当挖孔桩沉渣量过大时,端承桩受到强负荷时必然会出现沉降现象,产生大量沉降物,导致整个桩失效。
1.1 桩质量检查的关键环节之一――鉴定地基承载力
在分析桩施工程序的基础上,技术人员一般会将地基承载力的鉴定作为桩质量检查的重要环节,通过鉴定地基的承载力情况,以保证整个施工过程的安全性,使其尽量符合施工的具体需求,避免桩失效情况的出现。
一般地,决定地基承载力的因素主要包括岩石单轴饱和情况、桩嵌入岩石深度、抗压强度以及地基承载力等。
1.2 桩质量检查关键之二――控制桩身强度(对于施工工艺而言)
在桩质量控制和检查过程中,技术人员除了要鉴定地基承载力之外,还要注意对桩身强度的控制,避免因桩身强度不达标而出现断裂等问题。因此,在质量检查工作中,桩身强度也是技术人员检查的重点。
目前,桩身质量检查的重点为混凝土的质量,须将其控制在正常范围内。而影响桩身强度的两个主要因素为砼质量和钢筋笼的整体制作质量。对桩质量检查而言,钢筋笼的整体制作质量检查简单易行,可操作性强。而影响砼质量的因素较多,既包括可见因素,又包括不可见因素。在工程项目施工中,很多桩身强度因不满足设计要求而被
迫停工,而造成桩身强度不达标的原因主要为砼质量问题。
一般地,造成砼缺陷的主要原因为施工工艺不合理。砼缺陷一般表现为麻面、蜂窝、孔洞等。因此,施工技术人员必须严把桩基工程质量关,在施工作业过程中进行严格的质量控制,以保证各项施工质量。
钻孔桩砼质量主要由浇注工艺和成孔工艺决定。因此,只有加强对浇注工艺和成孔工艺的控制,确保其合理有序,符合施工操作规范。在钻桩成孔过程中,其质量控制的重点在于护壁和桩径。在具体施工中,施工人员必须要使桩径值大于或等于设计好的桩径值,同时还要加强对护壁的保护,以提高灌注工艺质量,主要可以从以下两方面做起:一是注意混凝土质量的和易性,以避免出现埋管、堵管等问题,引发断桩事故,危害人身安全;二是将导管的埋管深度控制在2-4m之间,以保证砼面的垂直顶升,防止浮浆和泥浆卷入砼内,出现提漏的情况。
1.3 桩质量检查关键之三――检查沉渣量
分析摩擦桩的受力机理可知,摩擦桩主要依靠周围土壤或桩表面的摩擦力来进行荷载传递,最终将荷载传输至周围土体。在设计时,端部承受反力如果处在正常范围内时,则不会对桩的承载力产生很大影响;一旦沉渣量过大,则必然会对桩的承载力造成严重影响,导致其失效。
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,出现桩失效问题
原因:没有将钻孔灌注桩的桩端支承在持力层上面
防治措施:这种情况多出现在情况较为复杂的地层,可以通过取芯检验的方法,判定具体情况。如无法做到每孔取芯,则要通过临近孔的取芯情况以及钻速、泥浆返上的钻进情况来判定桩底地基承载力情况,并依据工程地基资料综合考虑这一问题。
2.1.2 缩径(孔径小于设计孔径)
原因:塑性土膨胀
防治措施:在成孔环节,技术人员要适当加大泵量,以便加紧成孔,保证快速通过。待成孔完成后,经过一段时间的沉积,孔壁外部会形成一层泥皮,能起到很好的保护作用,有效地防止了孔壁渗水和膨胀等情况的出现;当出现缩径情况时,技术人员可以采用上下反复扫孔的方式,有效地扩大孔径,防止塑性土膨胀的出现。
2.1.3 桩底沉渣量过大
原因:检查不到位,没有做好清孔工作或没有二次清孔
防治措施:①采用正确的测验工具,即测绳与侧锤,保证检查工作的效率和质量;②完成一次清孔后,如果清孔质量不达标,则需进行二次清孔,以保证清孔质量。
2.1.4 钢筋笼上浮
原因:①当灌注至钢筋笼时,提升导管,直至其底端与钢筋笼的距离达到1m左右时,受浇注时产生的冲击力作用,必然会使钢筋笼上浮;②当灌注至钢筋笼且导管埋入过深时,上层砼已完成初凝,形成握裹力。此时如果不及时提升导管低端,使其达到钢筋笼底部及以上,必然会使混凝土流出后上升,造成钢筋笼上升。
防治措施:①做好砼灌注记录,明确记录好砼浇注的标高以及埋管深度,当其埋管深度超过笼底端2-3m时,应及时将其调至底端上部;②一旦出现上浮情况,则应马上终止浇注,并计算出埋管深度和浇注完成的砼标高,直到停止上浮,方可继续浇注。
2.1.5 断桩与夹泥层
原因:①灌注的泥浆粘稠度过高,在浇注时产生较大阻力。容易出现导管堵塞、流动不畅等问题。由于导管内存在大量砼,流出速度过快,使得大量泥浆被带入桩内部,产生了夹泥层;②灌注时间过久,上部凝固,并出现一层硬壳。同时,随着时间的增长,泥浆残渣沉淀加剧,造成导管堵塞,引发断桩事故;③导管埋入深度过大,拔出时底部发生凝固,导管拔出后砼充填不及,使得泥浆填入,产生夹泥层。
防治方法:①清孔时要认真仔细,防止出现孔壁坍塌情况;②适当加快浇注速度;③要确保导管提升的可靠度,严格操作规范;④下砼前,要做好漏水检查工作。
2.2 砼灌注桩质量判定
桩身混凝土质量判定:在判定桩身砼质量时,抽芯和静载是两种准确度较高的判定方法。但需要注意的一点是,这两种判断方法本身具有一定的缺陷,如检验成本高、检验周期长、检验过程繁复。因此,通常情况下,施工人员多采用动测法检测桩身混凝土质量,判定其是否合格。但动测法在检测时同样存在局限性,最终结果只能作为验收时的参考,而无法作为桩基工程完工时的验收标准和依据。
在对混凝土质量进行检验和判定时,不仅要依据实际检测结果,还要记录好施工过程,做好各项施工环节的监督工作。
①严格施工单位审核机制,严把施工质量关。在施工时,要通过各种有效手段考察施工人员的能力,力图对整个施工过程有一个清晰准确的把握;②严格控制施工环节,确保施工工艺符合施工质量标准,并采取多种措施保证施工质量。如当挖孔桩的水量过大,水位过高时,要采取必要的措施保证以保障混凝土的质量,完善保护层,从而有效防止混凝土土层离析情况的出现;③要定期审查施工记录,并要求施工单位认真做好灌注和成孔记录,并对施工中出现的一些问题进行及时分析和判断。如,根据成孔记录分析有无出现塌孔问题。一旦桩出现充盈系数过大情况,则表明浇注时存在塌孔问题,势必会引发桩身砼夹砂、夹泥问题或出现桩底沉渣量过大等情况。
总之,在砼灌注桩的质量检查环节中,施工人员要综合判断项目工程的施工情况,更新施工理念,采用新式施工工艺,以提高施工效果,保障施工质量。同时,还要做好施工记录检查工作,项目负责人要定期检查施工记录,全面把握施工单位的整体素质。
3 小结
综上所述,要想实现对砼灌注桩质量的有效控制,提高控制质量,防止各种质量问题的出现,施工人员就必须加强质量控制,采用科学有效的控制方法,有效防止质量问题的出现,避免因质量问题影响整个建筑工程的质量。而在整个质量控制环节,起关键性作用的是鉴定地基承载力,审查核对施工工艺,并采用科学的施工防治方案,有效杜绝桩缺陷的出现。
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作者简介:
陆小花(1981-),女,广西南宁人,项目管理科副科长。