【工程質(zhì)量】砼灌注樁質(zhì)量監(jiān)督探討.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除天馬行空官方博客：/tmxk_docin ；QQ:1318241189；QQ群：175569632砼灌注樁質(zhì)量監(jiān)督探討灌注樁(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確。筆者依據(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，沉渣量過大，樁受荷時發(fā)生大量沉降，樁將失效。（一）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，如工程，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)落在地震大斷裂帶上，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大意，致使在化學處理區(qū)許多樁經(jīng)抽芯檢驗，樁底沒有支承在巖基上。又如人工挖孔樁工程，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。（二）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)生多大的影響。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管灌注等。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，出水量大，筆者要求采用水下導管灌注，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)，還與成孔工藝有很大的關(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。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.控制導管埋深,控制導管埋深24m，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。（三）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)計中端部反力不大，端部的沉渣量對樁承載力亦影響不大；而對于鉆孔端承樁，如果沉渣量過大，勢必造成樁受荷時發(fā)生大量沉降，同樣使樁的承載力失效。如單位施工的44號樁，樁設(shè)計承載力為2000kN，實施荷載試驗時，當外荷載加至1400kN，樁就出現(xiàn)大量沉降，經(jīng)多方面證實是因為樁端沉渣量過多，導致該樁失效，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大，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（一）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：、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，適當減少用水量并增加水泥用量等；、對于水位高、出水量大的樁孔，在水位下必須采用水下砼配合比與導管灌注法灌注，在水位之上，為了避免水下導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，用插搗器穿過反復插搗。工程出現(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。（二）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?？s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)加大泵量，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，采用上下反復掃孔的辦法，以擴大孔徑。樁底沉渣量過大原因：檢查不夠認真，清孔不干凈或沒有進行二次清孔。防治措施：、認真檢查，采用正確的測繩與測錘；、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。二次清孔可利用導管進行，準備一個清孔接頭，一頭可接導管，一頭接膠管，在導管下完后，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：、當混凝土灌注至鋼筋籠下，若此時提升導管，導管底端距離鋼筋籠僅有1m左右的距離時，由于澆注的砼自導管流出后沖擊力較大，推動了鋼筋籠上?。?、由于砼灌注過鋼筋籠且導管埋深較大時，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，如果此時導管底端未及時提到鋼筋底部以上，混凝土在導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：、灌注砼過程中，應(yīng)隨時掌握砼澆注標高及導管埋深，當砼埋過鋼筋籠底端23m時，應(yīng)及時將導管提至鋼筋籠底端以上；、當發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮時，應(yīng)立即停止?jié)沧?，并準確計算導管埋深和已澆砼標高，提升導管后再進行澆注，上浮現(xiàn)象即可消除。筆者在參加樁基工程施工時，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)反復活動敲擊導管，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：、泥漿過稠，增加了澆注砼的阻力，如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊，因此，在施工中經(jīng)常發(fā)生導管堵塞、流動不暢等現(xiàn)象，有時甚至灌滿導管還是不行，最后只好提取導管上下振擊，由于導管內(nèi)儲存大量砼，一旦流出其勢甚猛，在砼流出導管后，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；、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。導管提漏有兩種原因：a.當導管堵塞時，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，在測量導管埋深時，對砼澆注高度判斷錯誤，而在卸管時多提，使導管提離砼面，也就產(chǎn)生提漏，引起斷樁；、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，造成堵管與導管拔不上來，引發(fā)斷樁事故；、導管埋得太深，拔出時底部已接近初凝，導管拔上后砼不能及時沖填，造成泥漿填入。防治方法：、認真做好清孔，防止孔壁坍塌；、盡可能提高混凝土澆注速度：a.開始澆砼時盡量積累大量砼，產(chǎn)生極大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)，可防導管堵塞；、提升導管要準確可靠，灌注砼過程中隨時測量導管埋深，并嚴格遵守操作規(guī)程；、灌注水下砼前檢查導管是否漏水、彎曲等缺陷，發(fā)現(xiàn)問題要及時更換。三、砼灌注樁質(zhì)量判定之探討（一）人孔挖孔樁強風巖承載力的判定如果端承樁荷載要求較小(小于1000kPa)，而且地層是由強風化逐漸變到中、微風化，這時在樁底就可能遇到殘積強風化物夾硬碎石層，這種情況樁底的承載力就視風化物的結(jié)構(gòu)緊密、軟硬情況、硬碎塊的大小及含量而來判斷地基承載力，即參照碎石土的承載力；但是對于風化成砂土狀者，則參照砂土的承載力。由于工程勘察的局限性，這一層的承載力在報告中往往誤差很大，這是由于該類巖層標準取值的誤差太大，再加上缺乏必要的荷載試驗作對比，又因為工程勘察時，取土的樣不全面。作為質(zhì)監(jiān)部門，有條件的話要盡量做荷載試驗作對比，對于人工挖孔樁，要下孔全面了解樁底巖石情況，參照有關(guān)經(jīng)驗知識來鑒定。例如挖孔樁基礎(chǔ)按地質(zhì)勘察報告中所提供的強風化基巖，其承載力只有300kPa，而在開挖后筆者下孔觀察，發(fā)現(xiàn)巖石已風化至巖石結(jié)構(gòu)徹底破壞，但呈堅硬狀態(tài)的風化層中含有50以上26cm硬碎塊巖石，其承載力可達1000KPa以上。（二）中微風化巖承載力判定。影響樁底承載力的因素有：結(jié)構(gòu)情況、樁底嵌入巖石深度、巖石單軸抗壓強度。一般承載力的判定方法是依據(jù)巖樣的單軸抗壓強度乘以回歸系數(shù)，換算成巖石單軸飽和抗壓強度標準值。fyfrk式中f巖石地基承載力的設(shè)計值(kPa)；y折減系數(shù)；frk巖石飽和單軸抗壓強度標準值(kPa)。上述的式子是規(guī)范中判定地基承載力的公式，該公式只反映所取巖樣水化能力與單軸飽和抗壓強度，在單軸抗壓強度相同的情況下，由于巖石圍巖壓力阻礙了樁底巖石的破壞，因此樁嵌入巖石的長度越長，樁底地基承載力越高；在巖石段，對于人工挖孔樁，樁周摩擦阻力非常大，使得巖石對樁的承載力大增強；當然構(gòu)造上的問題影響更大。在樁基基底驗收時，樁承載力的判定：對于人工挖孔樁應(yīng)檢查巖石的構(gòu)造情況。如果巖石裂隙發(fā)育較少，巖石完整性好，樁承載力可以取高值；反之取低值。同時還應(yīng)檢查巖層下面有沒有夾層，發(fā)現(xiàn)巖石夾層方法：、參考地質(zhì)勘察報告；、用錘擊孔底巖石，如聲脆亮，則沒夾層或夾層下臥很深；、在孔底邊巖石層面高位下方，用工具挖小洞探明，如層面高位處下方有軟層，根據(jù)巖石走向，說明有下臥軟夾層。如發(fā)現(xiàn)巖石下臥軟夾層，施工時應(yīng)挖除軟夾層。挖孔樁工程9C樁，筆者下孔檢驗，樁孔已挖入巖石0.6m，但發(fā)現(xiàn)巖層很薄，且夾有410cm厚薄不一的風化物軟土，該樁底設(shè)計承載力2000kPa，筆者要求再往下挖，再進入0.8m左右，后入孔檢查，發(fā)現(xiàn)風化物夾層已趨尖滅，并考慮到進入巖石1.4m，樁孔巖石段凹凸不平，樁周摩擦力可達400kPa，因此該樁如混凝土沒有太大缺陷，即使下面有軟夾層也屬封閉體，該樁巖石承載力可達2000kPa以上(巖石單軸抗壓強度標準值達8000kPa)。而該工程的1A樁，可能是處于構(gòu)造斷裂帶上，該孔已嵌入巖層7.5m，可巖石的地基承載力按公式計算只達1500kPa，滿足不了設(shè)計地基承載力2000KPa的要求，鑒于該孔已挖入巖石7.5m，考慮巖石圍壓作用與樁周摩擦阻力，只要求作適量孔底擴大，仍判定該樁地基承載力符合設(shè)計要求。鉆孔灌注樁基底承載力判定。巖石構(gòu)造只能參照工程地質(zhì)勘察報告，與鉆進情況(如鉆進基巖時，鉆桿不會異常振動，孔底鉆頭研磨巖石聲音均勻，說明巖石層比較完整，反之，巖石裂隙比較發(fā)育)。要判斷巖石承載力，必須作適量抽芯檢驗，對于沒有取芯的樁孔，依下列幾個方面進行綜合考慮：、鄰近孔的取芯情況；、泥漿循環(huán)返上來的巖屑；、鉆進情況；、工程地質(zhì)勘察報告。對于嵌入巖石比較深的樁，與人工挖孔樁一樣，同樣可以考慮巖石的圍壓作用，但是對于樁周摩擦阻力，則不可過高計算在內(nèi)。因為機械成孔大部分靠泥漿護壁，泥漿循環(huán)在孔壁巖石上形成一層堅硬潤滑泥皮，由于在樁體與孔壁之間存在這層潤滑泥皮，使得樁在該段巖石的摩擦阻力大大降低，甚至沒有存在，因此在判定鉆孔樁底地基承載力時應(yīng)著重考慮取上巖樣本身構(gòu)造情況、力學性能、物理性能、圍壓作用，不宜考慮樁周摩擦力；雖然機械濕孔作業(yè)的摩擦樁主要告摩擦力承載，但由于其樁長比較大，整體樁不規(guī)則外形，使其具有較大的樁周摩擦力。（三）樁身混凝土質(zhì)量判定。比較準確判斷樁身砼質(zhì)量的是靜載與抽芯，但是由于靜載、抽芯為損傷性檢驗，且費用高、時間長，所以常常采用動測法判定樁身混凝土的質(zhì)量，而動測法具有一定的局限性，動測結(jié)果不能作為樁基工程竣工的驗收依據(jù)，用于普查質(zhì)量僅供驗收參考。判斷混凝土質(zhì)量還要依施工單位素質(zhì)，掌握施工過程實際情況與施工記錄。主要依據(jù)：掌握施工過程情況與施工記錄。