在巖土工程中砼灌注樁質量控制要點
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
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(jiān)督帶來一定難度。本文根據(jù)多年監(jiān)督質量的經(jīng)驗，提出了樁基監(jiān)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(jiān)督從驗收規(guī)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(jù)本人多年工作經(jīng)驗分兩個問題：從樁的承載機理看質量監(jiān)督的關鍵；樁的缺陷與防治措施，樁質量的判定，圍繞樁監(jiān)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，樁受荷時發(fā)生量沉降，樁將失效。
?、鍢顿|量監(jiān)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。
?、鏄顿|量監(jiān)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(jiān)督的另一關鍵。
樁身質量監(jiān)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(jiān)督主要在于監(jiān)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(xiàn)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(xiàn)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。
?、鐦顿|量監(jiān)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，端部的沉渣量對樁承載力亦影響不；而對于鉆孔端承樁，如果沉渣量過，勢必造成受荷時發(fā)生量沉降，同樣使樁的承載力失效。
二、砼灌注樁基礎缺陷及防治措施
?、邈@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(xiàn)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(xiàn)縮徑，采用上下反復掃孔的辦法，以擴孔徑。
樁底沉渣量過
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(guī)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(huán)。二次清孔優(yōu)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，推動了鋼筋籠上浮；（2）由于砼灌注至鋼筋籠且導管埋深較時，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(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮時，應立即停止?jié)沧?，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(xiàn)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，如泥漿比重且泥漿中含較的泥塊，因此，在施工中經(jīng)常發(fā)生導管堵塞、流動不暢等現(xiàn)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(chǎn)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(fā)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量砼，產(chǎn)生極的沖擊力可以克服泥漿阻力。b.快速連續(xù)澆注，使砼和泥漿一直保持流動狀態(tài)，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(guī)程；（4）灌注水下砼前檢查導管是否漏水、彎曲等缺陷，發(fā)現(xiàn)問題要及時更換。
?、骓殴嘧顿|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(jù)，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(jù)：掌握施工過程情況與施工記錄。
?。?）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、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(xiàn)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(fā)現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，而樁的充盈系數(shù)又，說明在澆注的過程中有塌孔現(xiàn)象，必然導致樁底沉渣量過多或樁身砼夾砂、夾泥，樁體形成“肚子”；如果在施工過程中曾發(fā)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(jiān)督中樁砼質量的判定，要掌握現(xiàn)場施工實際情況與工藝情況、準確的現(xiàn)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(jiān)督的關鍵環(huán)節(jié)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(jiān)督的目的。
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灌注樁（端承樁，簡稱樁）質量監(jiān)督從驗收規(guī)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(jù)本人多年工作經(jīng)驗分兩個問題：從樁的承載機理看質量監(jiān)督的關鍵；樁的缺陷與防治措施，樁質量的判定，圍繞樁監(jiān)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，樁受荷時發(fā)生量沉降，樁將失效。
?、鍢顿|量監(jiān)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。
?、鏄顿|量監(jiān)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(jiān)督的另一關鍵。
樁身質量監(jiān)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(jiān)督主要在于監(jiān)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(xiàn)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(xiàn)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。
?、鐦顿|量監(jiān)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，端部的沉渣量對樁承載力亦影響不；而對于鉆孔端承樁，如果沉渣量過，勢必造成受荷時發(fā)生量沉降，同樣使樁的承載力失效。
二、砼灌注樁基礎缺陷及防治措施
?、邈@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(xiàn)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(xiàn)縮徑，采用上下反復掃孔的辦法，以擴孔徑。
樁底沉渣量過
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(guī)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(huán)。二次清孔優(yōu)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，推動了鋼筋籠上浮；（2）由于砼灌注至鋼筋籠且導管埋深較時，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(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮時，應立即停止?jié)沧?，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(xiàn)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，如泥漿比重且泥漿中含較的泥塊，因此，在施工中經(jīng)常發(fā)生導管堵塞、流動不暢等現(xiàn)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(chǎn)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(fā)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量砼，產(chǎn)生極的沖擊力可以克服泥漿阻力。b.快速連續(xù)澆注，使砼和泥漿一直保持流動狀態(tài)，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(guī)程；（4）灌注水下砼前檢查導管是否漏水、彎曲等缺陷，發(fā)現(xiàn)問題要及時更換。
?、骓殴嘧顿|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(jù)，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(jù)：掌握施工過程情況與施工記錄。
?。?）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、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(xiàn)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(fā)現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，而樁的充盈系數(shù)又，說明在澆注的過程中有塌孔現(xiàn)象，必然導致樁底沉渣量過多或樁身砼夾砂、夾泥，樁體形成“肚子”；如果在施工過程中曾發(fā)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(jiān)督中樁砼質量的判定，要掌握現(xiàn)場施工實際情況與工藝情況、準確的現(xiàn)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(jiān)督的關鍵環(huán)節(jié)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(jiān)督的目的。
注冊建筑師站點
