摘要: 目前高层建筑中,桩基础应用广泛。但是建筑物质量控制上总是出现各种各样的问题,人们的正常居住安全不能够得到保障。因此,要在经济合理的原则下,对混凝土灌注桩的质量提出严格的要求。
Abstract: Currently, in high-rise building, the pile foundation is used widely. But building quality control always appears all sorts of problems, people"s normal living safety cannot be guaranteed. Therefore, under the economic and reasonable principle, we put forward strict requirements about the quality of the bored concrete pile.
关键词: 桩基础;混凝土灌注桩;质量控制
Key words: pile foundation;bored concrete pile;quality control
中图分类号:U443.15+4 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)32-0115-02
作者简介:陈梦洋(1991-),男,河南信阳人,郑州华信学院10级建筑工程学院土木工程专业在读本科生;李志鹏(1985-),男,河南南阳人,郑州华信学院讲师,土木工程教研室主任,研究方向为管理科学与工程。
1 绪论
桩基是一种古老的基础型式,桩工技术已经有了几千年的发展历史。如今,现代化基础工程体系已经形成,不够是桩基材料和桩类型,还是桩工机械和施工方法都与过去相比有了很大的进步。在一定程度上,采用桩基可以大量减少施工现场工作量和材料的消耗。今天它已成为软弱地基上高、重建筑物、桥梁、码头、海洋平台等结构最常用的基础形式。并且它在施工技术革新、桩型开发应用和设计理论研究各方面至今仍然异常活跃,显现出强大的生命力和广阔的发展前景。
作为基础结构的桩,是将承台荷载全部或部分传递给地基土的具有一定刚度和抗弯能力的杆件。桩顶可以做成专门的钢冒,也可伸出钢筋与基础连接;桩身可以是柱形,也可以是锥形;表明可以是垂直的,也可为槽形或螺旋形,其断面形状有圆形、环形方形矩形多边形、三角形或H形等。
2 混凝土灌注桩的定义和特点
混凝土灌注桩是一种直接在现场桩位上使用机械或人工方法成孔,并在孔中灌注混凝土而成的桩。所以灌注桩的施工过程主要有成孔和混凝土灌桩两个施工阶段。灌注桩具有施工简便、工期短、机械化程度高,节省钢材,基本上不用木材,不需截桩,故能降低造价,特别是当持力层顶面起伏不定时,桩长可在一定范围内随意取定,且还可以做成大直径和大深度等桩的优点。如采用取土成孔灌注桩,则其噪音小、无振动、无挤土、无废气排放,对建筑物周围、地下管线及居民生活无影响,特别适宜在建筑物密集的市区施工。但灌注桩也存有施工中易产生颈缩或断裂现象,混凝土灌注后不能及时承受上部结构荷载,冬期施工中困难较多,桩端处沉渣的检测和清除较困难等缺点。
3 混凝土灌注桩施工质量控制要点
3.1 施工质量控制 ①地基承载力的鉴定。要想让混凝土灌注桩发挥有效的作用,确保地基承载力符合设计要求是前提。影响地基承载力的因素有很多,比如岩层的构造情况、桩嵌入岩石的深度等等。有时候施工地区在断裂带,存在夹层,在孔钻至夹层上破碎岩石时,常常会认为已经到了微风化岩石,但是破碎岩石层下还有一层软夹层,直到抽芯时才发现桩的底部坐落于软土上,致使桩基承载力达不到设计要求。②桩身强度的控制。施工工艺的控制决定了桩本身的强度,在施工质量控制中,如果只有地基承载力符合设计要求,而桩身强度不够的话,桩的承载力也不会达到设计要求。桩身的质量与混凝土的质量有关,钢筋笼的制作质量和混凝土的质量决定了桩身强度。其中桩身质量又主要受混凝土的质量的影响,因为相对于钢筋笼,混凝土的质量受很多因素的影响,有很大的不确定性。③沉渣量的检查。沉渣量的检查是钻孔灌注桩的控制关键,对于摩擦桩而言,因为它的受力机理是通过桩表面和周围土壤之间的摩擦力和依附力,慢慢将荷载从桩顶传递到周围的土体中,若在设计中端反力不大,那么其对桩承载力的影响也不大;但是对于钻孔端承桩,若沉渣量过大,一定会造成桩受荷时发生大量沉降,让桩不能发挥作用。
3.2 施工过程质量的重点控制 一定要对桩基工程的施工工艺、质量保证措施进行严格的控制,因为施工工艺的不合理是大多数混凝土缺陷的原因,不然,工程验收没有效果,工程验收时,对工程质量的好坏,没有全面的认识,检测出的问题亦无从下手分析。
混凝土浇捣工艺是产生人工挖孔桩混凝土缺陷的主要原因。成孔时,在土层设置护壁而在岩石层、孔壁岩石自然护壁,孔壁质量对混凝土一般不会产生多大的影响。产生较大影响的是混凝土浇捣工艺,尤其是有地下水的水下部分混凝土的浇捣,一定要采用水下混凝土配合比与水下导管灌注等。此外,还与成孔工艺有很大联系,所以一定要保证桩孔施工工艺和灌注工艺的设计符合要求。桩径不小于设计桩径和护壁可靠是影响钻孔桩成孔质量的两个重要因素。
总之,地基承载力、桩身混凝土浇捣工艺和沉渣量是否超标是影响人工挖孔桩质量的关键因素,所以对于人工挖孔桩而言,混凝土有缺陷或没有挖到持力层都可能导致桩存在质量问题。而对于钻孔灌注桩而言,没有达到设计要求,桩底沉渣量过大,或混凝土有缺陷,或没有钻到持力层都是可能因素。
4 钻孔灌注桩基础缺陷及防治措施
4.1 桩底地基承载力不足 原因:桩端没有支撑在持力层上面;防治措施:在复杂底层容易出现这种情况,这时取芯检验是最好的方法,如果没有条件每个孔都取芯,就要综合考虑临近取芯情况,工程地质资料。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)。
4.2 桩底沉渣量过大 原因:没有认真检查,没有经过二次清孔或清孔不干净;防治措施:采用正确的测锤与测绳,检查一定要认真;如果一次清孔不合格,一定要采取改善泥浆或延长清孔时间等方法来继续清孔。二次清孔一般是在下完钢筋笼后,这时需要检查沉渣量,一旦沉渣量超标,就要进行二次清孔,此时可以借助导管,需要一个清孔接头,一个接胶管,一个可接导管,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。
4.3 钢筋笼上浮 原因:当混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时,它上层混凝土浇注时间较长,已经开始有点凝固,表面会出现硬壳,混凝土和钢筋笼两者之间会产生一定的握裹力,一旦这时没有马上提到钢筋底部以上,混凝土在导管流出后就会按一定的速度向上顶升,导致钢筋笼上移;当混凝土灌注至钢筋笼下,如果这时提升导管,导管底端和钢筋笼的距离只有大约1m,此时会有很大的冲击力推动钢筋笼上浮,这是因为浇注的混凝土从导管流出后造成的。
防治措施:在混凝土灌注过程中,一定要对混凝土浇注标高和导管埋深有一个及时的了解,一旦混凝土埋过钢筋笼底端2~3m,就要马上把导管提至钢筋笼底端以上;一旦发现钢筋笼有上浮的现象,一定要马上停止浇注,在准确计算导管埋深和已浇筑混凝土标高,并提升导管后,才可以再进行浇注。
5 总结
桩基础的适用范围随着建筑的发展变得越来越广泛。建筑物桩基础质量的优劣和施工过程中的质量控制密切相关,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。在施工过程中必须严格按照施工规范和相关技术标准做好每一个步骤的质量控制,否则就会影响工程的建设进度,给建筑物留下安全隐患。
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