建筑物樁基質量通病及預防

徐 強

建筑物樁基質量取決于勘察、設計、施工等眾多因素,任何環節出現差錯都有可能造成質量事故。對樁基質量事故的分析與防治關系著建筑物的使用安全、人們的生命安全乃至社會的穩定和國家的形象,因此,建筑物質量通病與預防的研究具有重要的意義。結合多年的實踐經驗,在河南鄭州地區經常采用的樁型有三類,即靜壓樁、CFG樁和人工挖孔灌注樁,本文分別針對這三種樁型概述了其常見的質量通病,分析了其產生的原因,并給出了處理措施,最后對如何保證建筑物樁基質量提出了建設性的意見。

1 靜壓樁常遇質量問題及預防

1.1 擠土效應和振動影響

靜壓法施工預應力管樁屬于擠土類型,沉樁過程中往往會使樁四周的土體受到擾動,改變土體的應力狀態,產生擠土效應。如果施工過程中焊接時間過長,樁接頭較多而且焊接質量不好或樁端停歇在硬夾層,施工方法與施工順序不當,壓樁速率太快,布樁過密,都會加劇擠土效應,振動會對樁基承載性能產生負面影響。可采取如下防治措施:1)控制布樁密度,對樁距較密部分的管樁采用預鉆孔沉樁方法;2)控制沉樁速率,一般控制在1 m/min左右,制定有效的沉樁流水路線;3)沉樁過程中應加強臨近建筑物、地下管線的觀測監護,在可能受影響的范圍內布設監測點,發現異常應及時處理;4)控制施工過程中的停歇時間,避免由于停歇時間過短引起摩阻力增大影響樁機施工,造成沉樁困難。

1.2 樁身破壞

靜壓樁樁身破壞的主要原因有:1)施工過程中由于斜樁現象導致樁端應力集中,使樁帽滑落或樁頭爆裂;2)樁機施工壓力過大;3)樁機施工過程中樁機擅自移動機架進行校正樁位、樁身垂直度,導致樁身斷裂;4)樁身材料存在質量問題。可采取如下防治措施:1)選用樁機合理有效的施工方法,控制樁身的垂直度,避免斜樁的發生;2)控制好樁機施工終止條件,對純摩擦樁終止條件宜以設計樁長為控制條件;3)施工過程中應加強對樁身原材料的檢查驗收;4)施工中發生樁身破壞,宜采用小應變等有效的手段檢測樁身情況,確定處理方法。

1.3 斜樁

斜樁發生的原因一般有:1)靜壓樁機機械維修不及時,導致樁機支撐下滑;2)打樁施工場地不平整或填渣厚度不夠造成承載力不夠,沉樁過程中樁機容易產生不均勻沉降,樁身極易發生偏移;3)打樁中或接樁時樁身不垂直,樁帽、樁身不在同一直線上;4)施工順序不當導致應力擴散不均勻;5)沉樁過程中遇到大塊堅硬物;6)采用預鉆孔法時鉆孔垂直偏差較大,沉樁過程樁又沿著鉆孔傾斜方向發生偏移;7)樁布置過多過密,沉樁時發生擠土效應。可采取如下防治措施:1)靜壓樁樁機施工前注意機械設備的維修,以避免影響施工質量;2)場地要平整堅硬,防止樁機下陷而造成樁身傾斜;3)施工過程中要嚴格控制好樁身垂直度;4)盡量減少接樁,預制管樁接頭不宜超過3個;5)制定合理的施工順序,先打離基坑遠的樁再打離基坑近的樁;6)當遇到障礙物時應及時排除后再進行沉樁;沉樁時發現不垂直應及時糾正,必要時應把樁拔出重打,樁進入一定深度后,不宜采用移動機架進行校正而應采取其他措施;7)采用預鉆孔法時,嚴格控制鉆孔垂直度。

2 CFG樁常遇質量問題及預防

2.1 堵管

堵管主要因混合料配合比不合理、攪拌質量有缺陷、設備有缺陷、施工操作不當等因素造成。可采取如下防治措施:1)嚴格控制細骨料和粉煤灰的摻量,確保混合料中的細骨料和粉煤灰的用量,以保證混合料的和易性;2)嚴格控制混合料坍落度;3)施工前認真檢驗使用設備,確保設備能正常運行;4)對施工人員加強技術培訓,提高其技藝水平。

2.2 縮頸

樁基成孔后鋼筋籠放不進去,這種情況在建筑物樁基施工中經常遇到。這是由于地質情況不良,孔口附近堆積砂石料,產生較大的土壓力后,一種高塑料黏土帶孤石橡膠土同時擠入孔內所致。可采取如下處理措施:1)清除孔口附近的堆積物,以減少土壓力的影響;2)加工“正孔器”。正孔器用10 mm厚鋼板卷制成與鉆頭同直徑,高1.5 m的十字架鋼護筒中心通過鉆桿與鉆頭連接,增加鉆頭的自重,即可鉆孔成樁。此外,也可采用加長鋼護筒的措施來加以解決。

2.3 斜樁

CFG樁也會發生斜樁事故,可采取如1.3中所述的防治措施。

3 人工挖孔樁常遇質量問題及預防

3.1 離析

離析是人工成孔灌注樁常見的缺陷,造成離析的原因如下:1)混凝土澆筑時沒有按操作工藝流程要求邊澆邊振搗,致使振搗不均勻;2)當混凝土澆筑高度較高時,沒有使用溜槽,或當高度大于3 m時,沒有使用串筒;3)混凝土攪拌時間及加水量不符合要求;4)沒有按照混凝土的配合比進行配料;5)采用不合格水泥;6)孔底虛土過厚,超過規范要求;7)孔底水不易抽干或者未抽干的情況下未采取有效措施澆筑混凝土,致使樁尖混凝土被稀釋。可采取如下防治措施:1)邊澆筑邊振搗;2)澆筑高度較高(＜3 m)時采用溜槽,澆筑高度大于3 m時使用串筒;3)嚴格控制混凝土的配合比及攪拌時間;4)嚴把水泥、砂、石等原材料質量關;5)確保孔底壓實;6)確保孔底無積水。

3.2 縮頸

人工挖孔樁也會發生縮頸事故,可采取如2.2中所述的防治措施。

3.3 鋼筋籠上浮

在人工挖孔樁混凝土灌注施工中,由于地質情況不同而設計鋼筋籠的長深度也有所不同,對于鋼筋籠長度小于成孔深度,只下半籠的鉆孔樁浮籠事故更容易發生。在灌注樁基過程中,混凝土何時接近或進入鋼筋籠,應當準確的測量、記錄,做到心中有數。一旦出現浮籠應迅速處理,遏制繼續上浮應急的措施是采用多根6 cm～8 cm左右的鋼管套住鋼筋籠主筋再焊在護筒上,并用鋼管或方木呈網狀壓住所焊鋼管及護筒,這樣可保證鋼筋籠上浮時不至過大偏位。

4 樁位偏差

靜壓樁、CFG樁和人工挖孔灌注樁都可能會出現樁位偏差的質量問題,樁位偏差質量通病主要原因有如下幾點:1)測量放樣誤差;2)挖孔檢測失職引起的偏位;3)護壁混凝土澆筑成型后偏位;4)鋼筋骨架固定不牢產生偏差。針對護壁偏位造成孔位偏差,可以采取如下措施:1)準確測量樁位中心位置,即用直角坐標法隨時恢復樁位中心;2)加強模板支立的穩定性,切實保證澆混凝土時模板不變形、不移動;3)加強施工自檢工作,把一切隱患消滅在萌芽之中。

5 對保證樁基工程質量的建議

1)重視試樁工作。首先必須重視的就是試樁,通過試樁所開展的設計、監理、施工及檢測,可以掌握豐富的巖土工程信息,根據反饋信息設計工程師進行優化和修改工程樁的設計。因此,試樁對于樁基工程質量通病的預防非常重要。

2)明確樁基工程質量的責任歸屬。樁基工程質量的責任歸屬問題在目前樁基工程中常常被忽略或者人為地轉移責任。如果責任界限明確,可以避免一些事故的發生。常常出現這樣的情況,工程檢測驗收合格時,參加建設的各單位皆大歡喜,一旦出現問題,往往施工單位責任最大,設計單位和監理單位責任很小甚至沒有責任,究其原因,筆者認為主要有兩個方面:a.質量管理機制本身造成的。b.施工企業技術力量相對薄弱,監理單位及檢測單位偏袒設計單位。明確責任歸屬一定程度上有助于提高樁基工程的完成質量。

3)施工過程的質量控制。為保證工程質量,強化質量管理,在工程開工前,應建立以項目總工為組長的工程質量自檢體系,各工程處設專職質檢員負責樁基施工的質量檢查工作。施工中嚴格落實質量責任制,加強施工過程的質量管理,在施工中制定預防質量通病的措施,積極做好技術交底工作。工程開工前由項目經理部向工程處做樁基質量通病采取預防措施的技術交底,每個工程處的技術人員向施工作業班組進行詳細的技術交底,并形成文字資料。

[1] JGJ 94-94,建筑樁基技術規范[S].

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[3] 鄭桂心.壓力注漿處理樁基質量事故的方法[J].福建建設科技,1998(3):37-38.

[4] 黃嘉衛.旺沙大橋鉆孔灌注樁施工質量病害防治綜述[J].山西建筑,2008,34(7):231-232.