砼灌注桩质量监督之探讨

所属栏目:项目管理论文 发布日期:2010-08-30 17:38 热度:

  
  摘要:桩基础作为建筑工程的基础形式之一,是建筑工程质量监督的重中之重,由于桩基工程的隐蔽性,地下工程不可见的因素很多,因此判定起来比较难以准确,给质量监督带来一定的难度,依据自己的工作经验及理论知识,本文提出了桩基监督的一些关键问题,分别从灌注桩的承载机理和灌注桩质量的判定两个方面,围绕桩质量监督问题进行探讨。
  关键词:灌注桩;质量监督;承载机理;地基承载;桩身强度
  1从灌注桩承载机理看桩质量监督的关键
  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,该公式在孔底没有沉渣情况下成立。
  (1)地基承载力的鉴定:从桩的施工程序来讲,在质量监督中,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,实际施工桩基工程中存在不少薄坚硬基岩下卧松散软土层的现象,如果桩端支承在夹层上,桩端承载力就达不到设计要求。
  (2)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,因此钻孔灌注桩另一个监督的关键在于桩端沉渣量的检查。
  (3)桩身强度的监督: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监督混凝土的质量,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的监督,否则,起不到质量监督效果。
  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,一般不在孔质量对砼产生多大的影响。主要监督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。
  钻孔桩砼质量不仅与浇注工艺有关,还与成孔工艺有很大的关系。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、护壁可靠;关系到砼质量的灌注工艺主要是:a.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。B.控制导管埋深,控制导管埋深2-6m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。
  总而言之,人工挖孔桩质量监督的关键在于桩身混凝土浇捣工艺是否合理与地基承载力是否符合设计要求;钻孔灌桩的关键不仅在于施工工艺与地基承载力,还在于沉重量是否符合规范要求。因此对于人工挖孔桩来说,如桩存在质量问题,不是混凝土有缺陷,就是没有挖到持力层,而钻孔灌注桩检验不合格,就可能是桩底沉渣量过大,或砼有缺陷,或没有钻到持力层,或兼而有之。
  2砼灌注桩质量判定之探讨
  (1)人孔挖孔桩强风岩承载力的判定:如果端承桩荷载要求较小(小于1000KPa),而且地层是由强风化逐渐变到中、微风化,这时在桩底就可能遇到残积强风化物夹硬碎石层,这种情况桩底的承载力就视风化物的结构紧密、软硬情况、硬碎块的大小及含量而来判断地基承载力,即参照碎石土的承载力;但是对于风化成砂土状者,则参照砂土的承载力。由于工程勘察的局限性,这一层的承载力在报告中往往误差很大,这是由于该类岩层标准取值的误差太大,再加上.缺乏必要的荷载试验作对比,又因为工程勘察时,取土的样不全面。作为质监部门,有条件的话要尽量做荷载试验作对比,对于人工挖孔桩,要下孔全面了解桩底岩石情况,参照有关经验知识来鉴定。例如永安市交易市场挖孔桩基础按地质勘察报告中所提供的强风化基岩,其承载力只有300Kpa,而在开挖后笔者下孔观察,发现岩石已风化至岩石结构彻底破坏但呈坚硬状态的风化层中含有50%以上2-6cm硬碎块岩石,其承载力可达1000Kpa以上。
  (2)中微风化岩承载力制定:影响桩底承载力的因素有:结构情况、桩底嵌入岩石深度、岩石单轴抗压强度。一般承载力的判定方法是依据岩样的单轴抗压强度乖以回归系数,换算成岩石单轴饱和抗压强标准值。
  F=y×frk
  式中f-岩石地基承载力的设计值(KPa);
  Y-折减系数;frk-岩石饱和单轴抗压强度标准值(KPa)。
  上述的式子是规范中判定地基地基承载力的公式,该公式只反映所取岩样水化能力与单轴饱和抗压强度,在单轴抗压强相同的情况下,由于基石围岩压力阻碍了桩底岩石的破坏,因此桩嵌入岩石的长度越长,桩底地基承载力越高,在岩石段,对于人工挖孔桩,桩周摩擦阻力非常大,使得岩石对桩的承载力大增强;当然构造上问题影响更大。
  在桩基基底验收时,桩承载力的判定:
  对于人工挖孔桩,应检查岩石的构造情况,如果岩石裂隙发育较少,岩石完整性好,桩承载力可以取高值;反之取低值。
  钻孔灌注桩基底承载力判定,岩石构造只能参照工程地质勘察报告,要判断岩石承载力,必须作适量抽芯检验,对于没有取芯的桩孔,依下列几个方面进行综合考虑:一是,邻近孔的取芯情况;二是,泥浆循环返上来的岩屑;三是,钻进情况;四是,工程地质勘察报告。
  对于嵌入岩石比较深的桩,与人工挖孔桩一样,同样可以考虑岩石的围压作用,但是对于桩周摩擦阻力,则不可过高计算在内,因为机械成大部分靠泥浆护壁,泥浆循环在孔壁岩石上形成一层坚硬润滑泥皮,由于在桩体与孔壁之间存在这层润滑泥皮,使得桩在该段岩石的摩擦阻力大大降低,甚至没有存在,因此在判定钻孔桩底地基承载力时应着重考虑取上岩样本身构造情况,力学性能、物理性能、围压作用,不宜考虑桩周摩擦力;虽然机械湿孔作业的摩擦桩主要靠摩擦力承载,但由于其桩长比较大,整体桩不规则外形,使其具有较大的桩周摩擦力。
  (3)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、抽芯为损伤性检验,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。第一,审查主要施工人员、施工单位所施工过的工程质量情况;第二,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。如挖孔桩水位、水量大、有没有采用水下砼配合比与水下导管法灌注,如没有,依出水量大及浇捣方法,可推断混凝土严重离析等;钻孔桩钢筋笼如没有设置混凝土保护层垫块,再检查一下灌完桩钢筋笼的位置情况,可推定保护层是否严重不足;第三,对施工记录进行审查,要求认真做好成孔记录与灌注记录,认真记录中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,必然导致底沉渣量过多或桩砼夹砂、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,拨管后进行二次灌注,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。比如在福州火电厂灌基础桩施工时,其中的一个桩孔砼灌了一段,因机械出现故障,导管很难拨上来,最后强行拨上,由于底部泥浆很浓,冲洗孔底孔壁会坍塌,泥浆循环渣不能彻底清除,该孔再进行二次灌注肯定出现断桩,因此该桩孔报废,如用套管护壁就可以把孔底清洗干净,再二次灌注砼;
  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。
  参考文献:
  [1]桩基工程手册,北京:中国建筑工业出版社,1995
  [2]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
  [3]《建筑地基基础设计规范》GB50007--2002

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