简析灌注桩工程质量控制的主要措施
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作者: 姚庆东 陈海霞
[关键词]灌注桩;工程质量;控制;措施
灌柱桩作为建筑物基础,在房屋建筑工程、桥梁和水利工程中己被广泛应用。就灌注桩工程质量的控制,笔者认为需要把握:设计时的桩型选择,施工中的工艺程序,成孔工艺对桩身质量的影响,钢筋笼的构造与安放环节,加强科学管理等几个方面。
一、设计时的桩型选择
设计桩基础时,要依据各种建筑对桩垂直容许承载力、地质结构承载力、施工环保要求、经济效益限制等条件,对照《建筑地基基础设计规范》,根据下列条件进行选择:
1.单桩和群桩的极限承载力和安全系数能够满足设计要求;
2.单桩和群桩所构成的基础总沉降和最大沉降差,应小于被支承建(构)筑物所能容许的数值;
3.所选施工工艺对场地工程地质及水文地质条件要适应;
4.施工公害(对周围环境的干扰和污染)最小;
5.质量可靠度要高,经济效益要好(总造价最低)。
二、施工工艺及其质量控制
灌柱桩工程施工工艺程序为:测量放线定桩位→桩机就位调整垂直度→埋设护筒→钻孔→第一次清孔→质量检查→吊放钢筋笼→吊放导管→第二次清孔→灌注混凝土→泥浆沉淀池。
(一)成孔工艺对桩身质量的影响
1.排土式灌注桩。排土式灌注桩是靠将土排出地层而形成桩穴,于是孔壁的土体便有可能因失去侧向压力的平衡而产生流变或坍塌,从而形成孔壁的径向变形或孔底虚土,流变多发生在饱和软黏土层中,而坍孔则多发生在砂性土层中,因此在这类土层中不宜采用排土工艺进行灌注桩施工,如不得不采用时,则需采用套管或泥浆护壁。正由于这类缺陷的存在,实践中排土式施工方法采用较少。
2.挤土式灌注桩。挤土式灌注桩是靠把下端封闭的钢管沉(打或振)入地层而形成桩穴,而原在桩位上的土体被挤开,当桩穴周围一定范围内土体可供压缩的空隙小于桩穴的体积时或者饱和黏性土层的渗透系数很小,很难在短时间之内压缩挤密时,则桩周土体或因受到侧向约束或因内部蓄积了很大的空隙水压力而使土层逐渐向上拱起,当桩管拔出地层之后,留下的混凝土桩体将受到周围土体的径向、轴向拉伸及侧向排挤(当打邻桩时),这就是打(振)管式灌注桩容易产生缩颈、断裂、移位等缺陷的原因,对这些缺陷,通常可采用如下方法进行防治:①在桩位之间预先打设排水减压砂井。②合理安排打桩进度及施工流程,打桩顺序宜从内向外扩展,打桩进度宜慢不宜快,使空隙水压力有一定自行消散的时间。③控制拔管速度在每分钟1m以内,边振(打)边拔,拔管速度要均匀,反插法宜少用或不用,以防混凝土在管内起拱拒落造成断桩。④桩顶标高以上应附和一些贫混凝土(或石子)以平衡径向压缩,有利于防止在桩的上部产生缩颈或瓶颈。⑤在容易引起缩颈的土层中设置钢筋笼(一直伸出桩顶),以加强混凝土对径向压缩及侧向排挤的抵抗能力。
在采用泥浆护壁钻孔工艺时,最大的问题是孔底沉碴的清除,特别是嵌岩桩,沉碴的厚度对其端承载力影响很大。为此,应推广采用反循环式钻机,以提高清除沉碴的效果、效率和减少废泥浆量,对于采用一孔一桩的工程,为确保每根桩的承载能力,还可考虑采用孔底压浆补强工艺。
(二)钢筋笼的构造与安放
对于振动沉管灌注桩,由于桩管顶部与振动机相连,从上部管口植入钢筋笼比较麻烦,影响工效,有一种从桩管下部喂入钢筋笼的方法值得借鉴,其方法要点是:①在适当的桩位上设置一个储放钢筋笼的套管;②将桩管对准储筋管;③用绳索通过挂在进料上方的滑轮,将钢筋笼从桩管的下端拉入管内;④将桩管转移到设计桩位上进行施打,这种从桩管下部喂入钢筋笼的方法可以消除从上口放置的麻烦和缺点,可提高工效并防止钢筋笼产生弯曲变形和过度下沉。
对于干作业的钻孔灌注桩,按设计要求放置钢筋笼没有什么困难,但是对于泥浆护壁的钻孔灌注桩,在灌注水下混凝土时,却经常发生钢筋笼的下沉或上浮问题,对钢筋笼的下沉目前多采用8#铅丝或细钢筋吊挂的办法解决,也有将钢筋笼的两根主筋伸出地面加以控制的,这些办法虽然有效,但并不理想,因为不仅要浪费一些钢材而且给以后开槽挖土增加了障碍。类似的问题应首先查明其主要原因,然后再采取对症下药的办法加以解决。
㈢灌注混凝土的质量影响
①在一项工程中有时用多种标号的水泥而没有及时调整混凝土的配合比,致使混凝土的标号、和易性及塌落度往往不符合有关施工规范对水下灌注混凝土的技术要求。
②灌注混凝土的导管不够长,储料漏斗不够大,造成第一批灌注的混凝土封不住导管下口,泥浆重新进入导管或由于导管接头密封不良,泥浆漏入导管,致使混凝土被泥浆冲洗。
③对隔水栓的重要作用认识不足,施工中所有用的隔水栓五花八门。有用袋装混凝土或砂的,有用球胆的,甚至还有水泥纸袋及尼龙编织袋团的,它们的有效性没有充分的保证,有可能使水下混凝土变成“水洗混凝土”。
三、健全技术管理网络
1.建立必要的设计复审制度,制定奖励开发应用新技术的政策,以促进桩基工程设计与施工技术水平及经济效益的不断提高。
2.健全施工质量保证体系,严格执行有关技术规范的要求,重视施工过程中的质量监测,加强对质量管理人员及施工操作人员的岗位责任及职业道德教育。对隐蔽工程一定要如实做好现场记录,不得用“回忆录”充当施工记录。
3.在调查研究的基础上,经常组织技术交流,及时发布信息,把点上的经验(或教训)变为面上的财富,以求尽量避免重复别人(或前人)的错误。
收稿日期:2010-09-17□
(编辑/丹桔)
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