工程施工中砼灌注樁質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵（一）
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。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)督問題進行探討。
一、從灌注樁承載機理看質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)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層上，不難得出樁的承載力取決于樁身強度與地基承載力。
當(dāng)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。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，樁受荷時發(fā)生量沉降，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，樁承載力達不到設(shè)計要求。由于夾層的存在與施工單位的粗心意，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，如樁身強度不足，樁的承載力亦得不到保證，樁身強度是樁質(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。在工程實踐中，不少樁由于砼質(zhì)量問題而使樁身強度達不到設(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)量保證措施進行嚴格的監(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)置護壁，而在巖石層，孔壁巖石自然護壁，一般不存在孔壁質(zhì)量對砼產(chǎn)生多的影響。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，該樁砼強度等級要求采用C20，由于該樁孔水位高，出水量， 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，造成砼嚴重離析，經(jīng)檢測該樁樁身砼質(zhì)量存在嚴重的問題。
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，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，勢必造成樁受荷時發(fā)生量沉降，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，實施荷載試驗時，當(dāng)外荷載加至1400kN，樁就出現(xiàn)量沉降，經(jīng)多方面證實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，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，嚴重破壞砼的強度。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，又不影響施工進度，經(jīng)動測檢驗，所有樁的砼質(zhì)量都很好。
㈡鉆孔灌注樁：
★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(fù)雜地層，這種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(fēng)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(zhì)資料進行綜合考慮。
★縮徑(孔徑小于設(shè)計孔徑)
原因：塑性土膨脹。
防治措施：成孔時，應(yīng)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(fù)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(yīng)進行二次清孔。二次清孔可利用導(dǎo)管進行，準(zhǔn)備一個清孔接頭，一頭可接導(dǎo)管，一頭接膠管，在導(dǎo)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(dāng)混凝土灌注至鋼筋籠下，若此時提升導(dǎo)管，導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有1m左右的距離時，由于澆注的砼自導(dǎo)管流出后沖擊力較，推動了鋼筋籠上浮；
2、由于砼灌注過鋼筋籠且導(dǎo)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(dǎo)管底端未及時提到鋼筋底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升，同時也帶動鋼筋籠上移。
防治措施：
1、灌注砼過程中，應(yīng)隨時掌握砼澆注標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)砼埋過鋼筋籠底端2～3m時，應(yīng)及時將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上；
2、當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮時，應(yīng)立即停止?jié)沧ⅲ?zhǔn)確計算導(dǎo)管埋深和已澆砼標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進行澆注，上浮現(xiàn)象即可消除。
筆者在參加福州火電廠化學(xué)處理房樁基工程施工時，其中18號樁鋼筋籠就出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，是因為攪拌機操作者與灌注平臺卷揚機的操作工人，在這根樁灌注時臨時換人，兩個主要崗位的工人操作不熟練，所拌的砼和易性差，提管的卷揚機不靈活，出現(xiàn)第一斗剪球時，砼下不去經(jīng)反復(fù)活動敲擊導(dǎo)管，砼才下注，又注了好幾斗，就發(fā)現(xiàn)在灌注中鋼筋籠自然上升，將導(dǎo)管上提離孔底合適高度，鋼筋籠才徹底止住上浮。
★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(dǎo)管堵塞、流動不暢等現(xiàn)象，有時甚至灌滿導(dǎo)管還是不行，最后只好提取導(dǎo)管上下振擊，由于導(dǎo)管內(nèi)儲存量砼，一旦流出其勢甚猛，在砼流出導(dǎo)管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內(nèi)，造成夾泥層；
2、灌注砼過程中，因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗虑蛞彩窃斐蓨A泥層和斷樁的原因。導(dǎo)管提漏有兩種原因：a.當(dāng)導(dǎo)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(dǎo)管埋深很少，極易提漏。b.因泥漿過稠，如果估算或測砼面難，在測量導(dǎo)管埋深時，對砼澆注高度判斷錯誤，而在卸管時多提，使導(dǎo)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(dǎo)管拔不上來，引發(fā)斷樁事故
4、導(dǎo)管埋得太深，出時底部已接近初凝，導(dǎo)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(dǎo)管堵塞；
3、提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，灌注砼過程中隨時測量導(dǎo)管埋深，并嚴格遵守操作規(guī)程；
4、灌注水下砼前檢查導(dǎo)管是否漏水、彎曲等缺陷，發(fā)現(xiàn)問題要及時更換。
