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混凝土灌注桩质量控制要点浅析

信息来源:hunningtu.biz  时间:2007-07-25  浏览次数:291

  桩基础作为建筑工程强制控制内容之一,是建筑工程质量控制的重中之重。由于桩基工程的隐蔽性,给质量监督带来一定难度。本文根据多年监督质量的经验,提出了桩基监督的一些关键性问题及其解决方法。
  灌注桩(端承桩,简称桩)质量监督从验收规范看十分简单,无非是地基承载力的鉴定、钢筋笼的检查与桩砼质量的判定,但由于地下工程不可见的因素很多,因此判定起来较难准确把握。依据本人多年工作经验分两个问题:从桩的承载机理看质量监督的关键;桩的缺陷与防治措施,桩质量的判定,围绕桩监督问题进行判析。
  一、从灌注桩承载机理看质量控制的关键
  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。此公式在孔底无沉渣情况下成立。对挖孔桩沉渣还是问题,沉渣量过大,桩受荷时发生大量沉降,桩将失效。
  ㈠桩质量监督关键之一——地基承载力的鉴定
  从桩的施工程序来讲,在质量控制中,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。
  ㈡桩质量监督关键之二——桩身强度的控制(在于施工工艺)
  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控制混凝土的质量,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控制,否则,起不到质量控制效果,工程验收时,对工程质量如何没有把握,检测出现的问题亦无从分析。
  钻孔桩砼质量不仅与浇注工艺有关,还与成孔工艺有很大关系。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2-4m,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。
  ㈢桩质量监督关键之三——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,势必造成受荷时发生大量沉降,同样使桩的承载力失效。
  二、砼灌注桩基础缺陷及防治措施
  ㈠钻孔灌注桩
  桩底地基承载力不足
  原因:桩端没有支承在持力层上面。
  防治措施:这种情况一般出现在复杂地层,一般最好取芯检验,如不能孔孔取芯,要参照邻近取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况(一般钻进至微风化岩时,钻头不蹩钻,主动钻杆振动不很厉害,钻进声音感觉较好)、工程地质资料进行综合考虑。
  缩径(孔径小于设计孔径)
  原因:塑性土膨胀。
  防治措施:成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,快速通过,在成孔一段时间,孔壁形成泥皮,孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀;如出现缩径,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
  桩底沉渣量过大
  原因:检查不够认真,清孔不干净或没有进行二次清孔。
  防治措施:(1)认真检查,采用正确的测绳与测锤;(2)一次清孔后,不符合要求,要采取措施:如改善泥浆性能,延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后,再检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,应进行二次清孔。二次清孔可利用导管进行,准备一个清孔接头,一头可接导管,一头接胶管,在导管下完后,提离孔底0.4m,在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环。二次清孔优点:及时有效保证桩底干净。
  钢筋笼上浮
  原因:(1)当混凝土灌注至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距钢筋笼仅1m左右距离时,由于浇注的砼自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼上浮;(2)由于砼灌注至钢筋笼且导管埋深较大时,其上层砼因浇注时间较长,已近初凝,表面形成硬壳,砼与钢筋笼有一定握裹力,如果此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上移。
  防治措施:(1)灌注砼过程中,应随时掌握砼浇注标高及导管埋深,当砼埋过钢筋笼底端2-3m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上;(2)当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止浇注,并准确计算导管埋深和已浇砼标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除。
  断桩与夹泥层
  原因:(1)泥浆过稠,增加了浇注砼的阻力,如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块,因此,在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象,有时甚至灌满导管还是不行,最后只好提取导管上下振击,由于导管内储存大量砼,一旦流出其势甚猛,在砼流出导管后,即冲破泥浆最薄弱处急速返上,并将泥浆夹裹于桩内,造成夹泥层;(2)灌注砼过程中,因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因:a.当导管堵塞时,一般采用上下振击法,使混凝土强行流出,但如此时导管埋深很少,极易提漏。b.因泥浆过稠,如果估算或测砼困难,在测量导管埋深时,对砼浇注高度判断错误,而在卸管时多提,使导管提离砼面,也就产生提漏,引起断桩;(3)灌注时间过长,而上部砼已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注极为困难,造成堵管与导管拔不上来,引发断桩事故;(4)导管埋得太深,拔出时底部已接近初凝,导管拔上后砼不能及时冲填,造成泥浆填入。
  防治方法:(1)认真做好清孔,防止孔壁坍塌;(2)尽可能提高混凝土浇注速度:a.开始浇砼时尽量积累大量砼,产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。b.快速连续浇注,使砼和泥浆一直保持流动状态,可防导管堵塞;(3)提升导管要准确可靠,灌注砼过程中随时测量导管埋深,并严格遵守操作规程;(4)灌注水下砼前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷,发现问题要及时更换。
  ㈡砼灌注桩质量判定
  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、轴芯为操作性检验,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。
  判断混凝土质量还要依施工单位素质,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。
  (1)审查主要施工人员、施工单位所施工过的工程质量情况;(2)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:挖孔桩水位高、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,就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;(3)对施工记录进行审查,要求施工单位认真做好成孔记录与灌注记录,认真分析记录中出现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,必然导致桩底沉渣量过多或桩身砼夹砂、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,拔管后进行二次灌注,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。
  总之,质量监督中桩砼质量的判定,要掌握现场施工实际情况与工艺情况、准确的现场施工记录,并了解施工单位素质,方可比较准确判定砼质量。
  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。

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