灌注桩质量监督从验收规范来看十分简单,无非是地基承载力的鉴定、钢筋笼的检查与桩砼质量的判定,但由于地下工程不可见的因素很多,因此判定起来比较难以准确。本文分三个问题:从桩的承载机理看质量监督的关键,桩的缺陷与防治措施,桩质量的判定,围绕桩监督问题进行探讨。
一、从桩基承载机理看质量监督的关键
端承桩的承载机理是桩把荷载传递到桩的底部,它支承在坚固的岩土层上,不难得出桩的承载力取决于桩身强度与地基承载力。
㈠桩质量监督关键之一──地基承载力的鉴定
从桩的施工程序来讲,在质量监督中,首先确保地基承载力符合设计要求,否则将使桩失效。
地基承载力取决岩层的构造情况、桩嵌入岩石的深度、岩石单轴饱和抗压强度。
如果施工地区处于断裂带,在施工中就要注意夹层的存在。
㈡桩质量监督关键之二──桩身强度的监督(在于施工工艺)
地基承载力符合设计要求,如桩身强度不足,桩的承载力亦得不到保证,桩身强度是桩质量监督的另一关键。
桩身质量监督主要在于监督混凝土的质量,桩身强度取决于钢筋笼的制作质量与砼质量。钢筋笼的制作检查,简单明了;而影响砼质量因素则很多,有些是可见的,有些是不可见的。在工程实践中,不少桩由于砼质量问题而使桩身强度达不到设计要求,因此桩身质量的监督主要在于监督砼的质量。
砼的缺陷往往是由于施工工艺不合理引起,因此必须对桩基工程的施工工艺、质量保证措施进行严格的监督,否则,起不到质量监督效果,工程验收时,对工程质量如何,将没有把握,检测出现的问题亦无从分析。
人工挖孔桩砼缺陷主要产生于砼浇捣工艺。成孔时,在土层设置护壁,而在岩石层,孔壁岩石自然护壁,一般不存在孔壁质量对砼产生多大的影响。主要监督砼浇捣工艺特别是有地下水的水下部分砼的浇捣,必须采用水下砼配合比与水下导管灌注等。
二、砼灌注桩基础缺陷及防治措施
桩身砼强度不足
原因:砼遭受孔内水的危害,引起砂浆稀释,砂石下沉,严重破坏砼的强度。
防治措施:
1、对于孔内有地下水,水位低、水量小的桩孔,在浇捣时把砼拌均,水抽干,可以采用串筒迅速浇捣,但是在水位以下部分,必须调整砼配合比,适当减少用水量并增加水泥用量等;
2、对于水位高、出水量大的桩孔,在水位下必须采用水下砼配合比与导管灌注法灌注,在水位之上,为了避免水下导管灌注通病──桩身上部砼强度低,则可采用简单串筒浇捣,但是水必须抽干,泥浆、浮浆要清除干净,两种不同方法施工的交接层,用插捣器穿过反复插捣。
三、砼灌注桩质量判定之探讨
㈠人孔挖孔桩强风岩承载力的判定
如果端承桩荷载要求较小(小于1000kPa), 而且地层是由强风化逐渐变到中、微风化,这时在桩底就可能遇到残积强风化物夹硬碎石层,这种情况桩底的承载力就视风化物的结构紧密、软硬情况、硬碎块的大小及含量而来判断地基承载力,即参照碎石土的承载力;但是对于风化成砂土状者,则参照砂土的承载力。由于工程勘察的局限性,这一层的承载力在报告中往往误差很大,这是由于该类岩层标准取值的误差太大,再加上缺乏必要的荷载试验作对比,又因为工程勘察时,取土的样不全面。作为质监部门,有条件的话要尽量做荷载试验作对比,对于人工挖孔桩,要下孔全面了解桩底岩石情况,参照有关经验知识来鉴定。
㈡中微风化岩承载力判定。
影响桩底承载力的因素有:结构情况、桩底嵌入岩石深度、岩石单轴抗压强度。
一般承载力的判定方法是依据岩样的单轴抗压强度乘以回归系数,换算成岩石单轴饱和抗压强度标准值。
f=yfrk
式中f──岩石地基承载力的设计值(kPa);
y──折减系数;
frk──岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa)。
上述的式子是规范中判定地基承载力的公式,该公式只反映所取岩样水化能力与单轴饱和抗压强度,在单轴抗压强度相同的情况下,由于岩石围岩压力阻碍了桩底岩石的破坏,因此桩嵌入岩石的长度越长,桩底地基承载力越高;在岩石段,对于人工挖孔桩,桩周摩擦阻力非常大,使得岩石对桩的承载力大增强;当然构造上的问题影响更大。
在桩基基底验收时,桩承载力的判定:
对于人工挖孔桩
应检查岩石的构造情况。如果岩石裂隙发育较少,岩石完整性好,桩承载力可以取高值;反之取低值。同时还应检查岩层下面有没有夹层,发现岩石夹层方法:
1、参考地质勘察报告;
2、用锤击孔底岩石,如声脆亮,则没夹层或夹层下卧很深;
3、在孔底边岩石层面高位下方,用工具挖小洞探明,如层面高位处下方有软层,根据岩石走向,说明有下卧软夹层。
如发现岩石下卧软夹层,施工时应挖除软夹层。
㈢桩身混凝土质量判定。
比较准确判断桩身砼质量的是静载与抽芯,但是由于静载、抽芯为损伤性检验,且费用高、时间长,所以常常采用动测法判定桩身混凝土的质量,而动测法具有一定的局限性,动测结果不能作为桩基工程竣工的验收依据,用于普查质量仅供验收参考。
判断混凝土质量还要依施工单位素质,掌握施工过程实际情况与施工记录。主要依据:掌握施工过程情况与施工记录。
1、审查主要施工人员、施工单位所施工过的工程质量情况。
2、审查施工工艺是否适合于施工的实际情况,采取了什么质量保证措施。如:挖孔桩水位高、水量大、有没有采用水下砼配合比与水下导管法灌注,如没有,依出水量大及浇捣方法,就可推断混凝土严重离析等;
3、对施工记录进行审查,要求施工单位认真做好成孔记录与灌注记录,认真分析记录中出现的机械故障及孔内异常情况、事故等,并进行推断。比如:在成孔记录中没有发现塌孔现象,而桩的充盈系数又大,说明在浇注的过程中有塌孔现象,必然导致桩底沉渣量过多或桩身砼夹砂、夹泥,桩体形成“大肚子”;如果在施工过程中曾发生过堵管事故,拨管后进行二次灌注,就会存在断桩或夹泥层。但缺陷的严重程度还要分析其事故具体处理措施而得知。笔者曾在福州火电厂罐基础桩施工时,其中的一个桩孔砼灌了一段,因机械出现故障,导管很难拔上来,最后强行拔上,由于底部泥浆很浓,冲洗孔底孔壁会坍塌,泥浆循环渣不能彻底清除,该孔再进行二次灌注肯定出现断桩,因此该桩孔报废。如用套管护壁就可以把孔底清洗干净,再二次灌砼;
总之,质量监督中桩砼质量的判定,要掌握现场施工实际情况与工艺情况、准确的现场施工记录,并了解施工单位素质,方可比较准确判定砼质量。
综上所述,砼桩质量监督的关键环节在于地基承载力的鉴定,审查砼施工工艺是否合理,掌握桩缺陷的防治措施。这样才能对砼桩质量进行控制,达到质量监督的目的。
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人工挖孔桩质量控制与措施
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