探討地下工程施工的主要技術(shù)問題(1)
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
灌注樁(這里主要探討成孔灌注樁并指端承樁，下文簡稱樁)質(zhì)量監(jiān)督從驗收規(guī)范來看十分簡單，無非是地基承載力的鑒定、鋼筋籠的檢查與樁砼質(zhì)量的判定，但由于地下工程不可見的因素很多，因此判定起來比較難以準(zhǔn)確。筆者依據(jù)多年的工作經(jīng)驗及理論知識，分三個問題：從樁的承載機(jī)理看質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵，樁的缺陷與防治措施，樁質(zhì)量的判定，圍繞樁監(jiān)督問題進(jìn)行探討。
一、從灌注樁承載機(jī)理看質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵
端承樁的承載機(jī)理是樁把荷載傳遞到樁的底部，它支承在堅固的巖土層上，不難得出樁的承載力取決于樁身強(qiáng)度與地基承載力。
(當(dāng)樁身強(qiáng)度〉地基承載力，樁的承載力=地基承載力;反之，樁身強(qiáng)度〈地基承載力，樁的承載力=樁身強(qiáng)度。
前面公式在孔底沒有沉渣情況下成立。對挖孔樁沉渣不是問題，而沉渣問題對于鉆孔樁則是存在的，沉渣量過大，樁受荷時發(fā)生大量沉降，樁將失效。
㈠樁質(zhì)量監(jiān)督關(guān)鍵之一──地基承載力的鑒定
從樁的施工程序來講，在質(zhì)量監(jiān)督中，首先確保地基承載力符合設(shè)計要求，否則將使樁失效。
地基承載力取決巖層的構(gòu)造情況、樁嵌入巖石的深度、巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度。
如果施工地區(qū)處于斷裂帶，在施工中就要注意夾層的存在，如福州火電廠化學(xué)處理房，××單位施工的鉆孔端承樁21號樁，經(jīng)抽芯檢驗，發(fā)現(xiàn)該樁的樁底座落于軟土上。因為該廠區(qū)落在佛山──詔安地震大斷裂帶上，存在夾層，在孔鉆至夾層上破碎巖石時，施工單位以為已到微風(fēng)化巖石，而在此破碎巖石層下，由于地震構(gòu)造運(yùn)動破碎層下面還有一層軟夾層，致使抽芯時，發(fā)現(xiàn)樁底座落于軟土上，樁承載力達(dá)不到設(shè)計要求。由于夾層的存在與施工單位的粗心大意，致使在化學(xué)處理區(qū)許多樁經(jīng)抽芯檢驗，樁底沒有支承在巖基上。又如永安市紡織廠人工挖孔樁工程，筆者在監(jiān)督該工程時，工程的2B樁存在一層十分堅硬但裂隙發(fā)育的新鮮巖石，用錘子敲擊，錘擊聲音很悶，如下沒有軟夾層，聲音應(yīng)很清脆，挖15cm下去，則發(fā)現(xiàn)下臥松散軟夾層，再挖5m方到微風(fēng)化巖。該樁基工程存在不少薄堅硬基巖下臥松散軟土層的現(xiàn)象。
㈡樁質(zhì)量監(jiān)督關(guān)鍵之二──樁身強(qiáng)度的監(jiān)督(在于施工工藝)
地基承載力符合設(shè)計要求，如樁身強(qiáng)度不足，樁的承載力亦得不到保證，樁身強(qiáng)度是樁質(zhì)量監(jiān)督的另一關(guān)鍵。
樁身質(zhì)量監(jiān)督主要在于監(jiān)督混凝土的質(zhì)量，樁身強(qiáng)度取決于鋼筋籠的制作質(zhì)量與砼質(zhì)量。鋼筋籠的制作檢查，簡單明了;而影響砼質(zhì)量因素則很多，有些是可見的，有些是不可見的。在工程實(shí)踐中，不少樁由于砼質(zhì)量問題而使樁身強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計要求，因此樁身質(zhì)量的監(jiān)督主要在于監(jiān)督砼的質(zhì)量。
砼的缺陷往往是由于施工工藝不合理引起，因此必須對樁基工程的施工工藝、質(zhì)量保證措施進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督，否則，起不到質(zhì)量監(jiān)督效果，工程驗收時，對工程質(zhì)量如何，將沒有把握，檢測出現(xiàn)的問題亦無從分析。
人工挖孔樁砼缺陷主要產(chǎn)生于砼澆搗工藝。成孔時，在土層設(shè)置護(hù)壁，而在巖石層，孔壁巖石自然護(hù)壁，一般不存在孔壁質(zhì)量對砼產(chǎn)生多大的影響。主要監(jiān)督砼澆搗工藝特別是有地下水的水下部分砼的澆搗，必須采用水下砼配合比與水下導(dǎo)管灌注等。
永安市紡織廠劍桿車間人工挖孔樁基礎(chǔ)4B樁，該樁砼強(qiáng)度等級要求采用C20，由于該樁孔水位高，出水量大，筆者要求采用水下導(dǎo)管灌注，建設(shè)單位與施工單位不聽勸告，抱著試一試的態(tài)度，自行采用簡易串筒灌注，澆搗砼時，從孔底至上6m左右“砼”表面有很高的水位，澆搗入孔的砼遭受水的危害，砂漿稀釋、骨料下沉，造成砼嚴(yán)重離析，經(jīng)檢測該樁樁身砼質(zhì)量存在嚴(yán)重的問題。
鉆孔樁砼質(zhì)量不僅與澆注工藝有關(guān)，還與成孔工藝有很大的關(guān)系。要確保樁孔成孔質(zhì)量與灌注工藝的合理性，操作得當(dāng)。鉆孔樁成孔質(zhì)量在于：樁徑不小于設(shè)計樁徑，護(hù)壁可靠;關(guān)系到砼質(zhì)量的灌注工藝主要是：a.控制好混凝土質(zhì)量的和易性，防止出現(xiàn)堵管、埋管，引起斷樁事故。b.控制導(dǎo)管埋深，控制導(dǎo)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對于鉆孔灌注樁質(zhì)量監(jiān)督另一個關(guān)鍵──沉渣量的檢查。
對摩擦樁來說，由于其受力機(jī)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(shè)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，勢必造成樁受荷時發(fā)生大量沉降，同樣使樁的承載力失效。如福州火電廠化學(xué)處理房××單位施工的44號樁，樁設(shè)計承載力為2000kN，實(shí)施荷載試驗時，當(dāng)外荷載加至1400kN，樁就出現(xiàn)大量沉降，經(jīng)多方面證實(shí)是因為樁端沉渣量過多，導(dǎo)致該樁失效，亦影響其它樁的評定。因此鉆孔灌注樁另一個監(jiān)督的關(guān)鍵還在于沉渣量的檢查。
總而言之，人工挖孔樁質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵在于樁身混凝土澆搗工藝是否合理與地基承載力是否符合設(shè)計要求;鉆孔灌注樁的關(guān)鍵不僅在于施工工藝與地基承載力，還在于沉渣量是否符合規(guī)范要求，因此對于人工挖孔樁來說，如樁存在質(zhì)量問題，不是混凝土有缺陷，就是沒有挖到持力層。而鉆孔灌注樁檢驗不合格，就可能是樁底沉渣量過大，或砼有缺陷，或沒有鉆到持力層，或兼而有之。
二、砼灌注樁基礎(chǔ)缺陷及防治措施
㈠人工挖孔樁：
樁身砼強(qiáng)度不足
原因：砼遭受孔內(nèi)水的危害，引起砂漿稀釋，砂石下沉，嚴(yán)重破壞砼的強(qiáng)度。
防治措施：
1、對于孔內(nèi)有地下水，水位低、水量小的樁孔，在澆搗時把砼拌均，水抽干，可以采用串筒迅速澆搗，但是在水位以下部分，必須調(diào)整砼配合比，適當(dāng)減少用水量并增加水泥用量等;
2、對于水位高、出水量大的樁孔，在水位下必須采用水下砼配合比與導(dǎo)管灌注法灌注，在水位之上，為了避免水下導(dǎo)管灌注通病──樁身上部砼強(qiáng)度低，則可采用簡單串筒澆搗，但是水必須抽干，泥漿、浮漿要清除干凈，兩種不同方法施工的交接層，用插搗器穿過反復(fù)插搗。永安紡織廠劍桿車間出現(xiàn)4B樁質(zhì)量事故后，施工單位依照筆者提供的上述防治措施，既確保了質(zhì)量，又不影響施工進(jìn)度，經(jīng)動測檢驗，所有樁的砼質(zhì)量都很好。
