地表施工夯實(shí)水泥土樁質(zhì)量控制

朱艷霞 許春軍

1 工程概況

某中型汽車配件制造企業(yè)實(shí)施整體搬遷,該項(xiàng)目占地430畝,有9個(gè)生產(chǎn)車間,總建筑面積11萬(wàn)m2。主體結(jié)構(gòu)形式包括排架、框架、磚混、輕鋼結(jié)構(gòu)等,廠房的基礎(chǔ)形式均為柱下獨(dú)立基礎(chǔ),依據(jù)設(shè)計(jì)文件該工程持力層為②層黃土狀粉土,地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為130 kPa,設(shè)計(jì)要求地基承載力特征值達(dá)到220 kPa,需進(jìn)行水泥土樁施工13 000余根。該項(xiàng)目成功采用了水泥土樁地表施工工藝,節(jié)約造價(jià)約80萬(wàn)元。本文從監(jiān)理的角度對(duì)夯實(shí)水泥土樁從地表施工監(jiān)理質(zhì)控的要點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。

2 施工準(zhǔn)備階段的控制

2.1 審查夯實(shí)水泥土樁設(shè)計(jì)圖紙

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 79-2002,J 220-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范中有關(guān)規(guī)定,夯實(shí)水泥土樁的復(fù)合地基承載力計(jì)算公式如下:

其中,fspk為復(fù)合地基承載力特征值,kPa;m為面積置換率;Ra為單樁豎向承載力特征值,kN;Ap為樁的截面積,m2;β為樁間土承載力折減系數(shù);fsk為處理后樁間土承載力特征值,kPa,宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值,如無(wú)經(jīng)驗(yàn)時(shí),可取天然地基承載力特征值。

施工單位確定施工樁長(zhǎng)6.0m,有效樁長(zhǎng)5.8 m,樁徑350mm,實(shí)際布樁置換率11.0%,繪制水泥土樁施工圖。監(jiān)理部組織有關(guān)人員對(duì)施工圖進(jìn)行審查,并提出建議性意見。

2.2 材料質(zhì)量控制

對(duì)原土進(jìn)行檢驗(yàn),確定是否滿足拌合土的要求,水泥選用32.5級(jí)礦渣水泥。審核材料的檢驗(yàn)報(bào)告、合格證、復(fù)驗(yàn)報(bào)告等資料。驗(yàn)收通過(guò)的材料才能在工程中使用。

2.3 復(fù)核基準(zhǔn)水準(zhǔn)點(diǎn)

該項(xiàng)目占地面積較大,地勢(shì)起伏不平,為保證樁頂標(biāo)高的準(zhǔn)確,要求施工單位依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)基準(zhǔn)高程點(diǎn),每個(gè)子項(xiàng)設(shè)置基準(zhǔn)水準(zhǔn)點(diǎn),并對(duì)基準(zhǔn)水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核。

2.4 確定配合比及最佳含水率

通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)確定摻合料的最佳含水量,在最佳含水量的狀態(tài)下制作70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm水泥土試塊,經(jīng)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)確定配合比為水泥∶土=1∶6(體積比)。對(duì)試驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行審查。

2.5 施工方案的審查

施工方案是具體指導(dǎo)施工的文件,在技術(shù)上是否可行、有效、具體詳細(xì)并能用于現(xiàn)場(chǎng)施工,是直接影響施工質(zhì)量的前提條件,因此監(jiān)理部對(duì)施工單位編制的施工方案認(rèn)真進(jìn)行審查,提出審查意見,在施工單位修改后予以批準(zhǔn)。

3 施工過(guò)程控制

3.1 施工程序

施工準(zhǔn)備→樁點(diǎn)布置→挖孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高→清孔檢查→孔底夯實(shí)→拌和水泥土→將水泥土逐層灌入孔內(nèi),逐層夯實(shí)至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以上20 cm。

3.2 控制要點(diǎn)

1)依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及基準(zhǔn)高程點(diǎn),在廠房四角埋設(shè)高程樁,用來(lái)控制水泥土樁成孔深度及樁頂標(biāo)高。2)樁點(diǎn)的布置要準(zhǔn)確,嚴(yán)格執(zhí)行自檢、專檢、監(jiān)理檢查等程序,嚴(yán)格控制樁位移。3)成孔前用洛陽(yáng)鏟確定①層土的厚度,水泥土樁頂要進(jìn)入②層土200 mm,為方便后續(xù)施工,要保證每個(gè)廠房?jī)?nèi)的樁頂標(biāo)高基本一致,且與基礎(chǔ)底標(biāo)高相符合。4)采用原位土拌合料,為滿足有機(jī)質(zhì)含量不超過(guò)5%的規(guī)程要求,成孔時(shí)將地表下0.6 m范圍內(nèi)的耕植土清除掉,不予使用。5)用粉碎機(jī)將拌合料加工3遍,使水泥土拌合物均勻且不含大于20 mm的土塊。6)經(jīng)檢驗(yàn)拌合土符合最佳含水量時(shí)進(jìn)行樁身施工,按每200 mm填土擊2錘控制填土厚度。7)考慮承載力提高幅度較大,為保證樁體強(qiáng)度,夯實(shí)機(jī)械采用吊夯。8)接近樁頂標(biāo)高時(shí),注意填土厚度,保證樁頂標(biāo)高準(zhǔn)確。

4 質(zhì)量檢查及驗(yàn)收

1)施工過(guò)程中使用水準(zhǔn)儀、線墜、鋼尺、經(jīng)緯儀等工具對(duì)孔深、樁孔垂直度及樁位進(jìn)行控制和檢查。要求成孔直徑不小于設(shè)計(jì)值20 mm,孔中心偏差不超過(guò)0.25D(D為設(shè)計(jì)樁徑),垂直度偏差不大于1.5%,若不滿足上述要求及時(shí)進(jìn)行整改或回填夯實(shí)后重新成孔。2)施工過(guò)程中嚴(yán)格控制拌合土的配合比和含水率,控制每層的填土厚度、錘擊數(shù)及落錘高度,確保樁體質(zhì)量。3)為了確定水泥土的夯實(shí)質(zhì)量是否符合《夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基技術(shù)規(guī)程》的要求,成樁2 h,按不少于2%的比例進(jìn)行輕型(N10)動(dòng)力觸探,擊數(shù)均大于規(guī)范要求的40擊。4)水泥土樁達(dá)到齡期后,進(jìn)行基坑開挖,復(fù)核樁中心位置偏差,偏差值應(yīng)滿足規(guī)程和設(shè)計(jì)要求(如不超過(guò)100 mm或D/2),否則需補(bǔ)樁以滿足設(shè)計(jì)要求。

5 復(fù)合地基承載力檢驗(yàn)

該項(xiàng)目共抽取96根樁進(jìn)行復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn),各試驗(yàn)點(diǎn)最大加荷量均為440 kPa,各試驗(yàn)點(diǎn)P—S曲線在最大加荷量范圍內(nèi)比例界限不明顯,P—S曲線基本屬于漸進(jìn)形的光滑曲線,不存在陡降點(diǎn),220 kPa荷載所對(duì)應(yīng)的相對(duì)沉降比s/b＜0.01,從而可以判定各試驗(yàn)點(diǎn)夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基承載力特征值達(dá)到220 kPa的設(shè)計(jì)要求。

6 建議及經(jīng)驗(yàn)

1)由于工業(yè)廠房面積大、場(chǎng)地起伏大,施工前要制定有效的樁位偏移控制措施,主要施工人員如技術(shù)員、測(cè)量員、機(jī)長(zhǎng)持證上崗,嚴(yán)格按施工組織設(shè)計(jì)及夯實(shí)水泥土樁施工圖進(jìn)行放點(diǎn),施工前對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢修,盡量避免在施工中機(jī)械移動(dòng)而造成樁位偏移;廠房外側(cè)基礎(chǔ)中心線與廠房軸線不重合,放線和驗(yàn)線時(shí)要特別注意。

2)依據(jù)勘察報(bào)告對(duì)表層土厚度進(jìn)行探測(cè)時(shí)布點(diǎn)應(yīng)合理,土層判斷要準(zhǔn)確,避免樁頂在①層土內(nèi)承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,或樁頂進(jìn)入②層土深度大,增加造價(jià)。

3)樁頂標(biāo)高控制很重要。水泥土樁是介于剛性樁與柔性樁之間具有一定強(qiáng)度的樁,如果預(yù)留樁長(zhǎng),機(jī)械開挖時(shí)會(huì)將樁身折斷,影響樁的質(zhì)量;若樁頂標(biāo)高低于設(shè)計(jì)標(biāo)高,開挖后不見樁或樁頭清除長(zhǎng)度不符合規(guī)范要求,勢(shì)必需進(jìn)行處理,從而增加造價(jià),故施工時(shí)要做好技術(shù)交底并加強(qiáng)檢查。

4)樁頭剔除應(yīng)認(rèn)真、仔細(xì)。清槽至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,樁頭預(yù)留部分需剔除,由于水泥土樁是半剛性樁,如果施工不當(dāng)易破損,影響質(zhì)量,所以,樁頭剔除工作應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)。

5)重視褥墊層的施工。復(fù)合地基設(shè)計(jì)中,基礎(chǔ)與樁和樁間土之間設(shè)置一定厚度散體粒狀材料(粗砂、級(jí)配砂石或碎石)組成的褥墊層,是復(fù)合地基的一個(gè)核心技術(shù)。基礎(chǔ)下是否設(shè)置褥墊層,對(duì)復(fù)合地基受力影響很大。若不設(shè)置褥墊層,復(fù)合地基承載特性與樁基礎(chǔ)相似,樁間土承載能力難以發(fā)揮,不能成為復(fù)合地基。若基礎(chǔ)下設(shè)置褥墊層,樁間土承載力的發(fā)揮就不單純依賴于樁的沉降,即使樁端落在好土層上,也能保證荷載通過(guò)褥墊層作用到樁間土上,使樁土共同承擔(dān)荷載。因此,必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行褥墊層施工,用平板振動(dòng)器振搗密實(shí),周邊要寬出素混凝土墊層100 mm。

[1] DB 13(J)39-2003,水泥土樁復(fù)合地基技術(shù)規(guī)程[S].

[2] JGJ 79-2002,建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 馬小鋒.淺談軟土地基施工技術(shù)[J].山西建筑,2008,34(1):121-122.