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鑽孔灌注樁靜載檢測異常原因分析及應對措施

发布日期:2015-08-11 查看次数:1723

       【摘  要】樁基承載力,決定了基礎是否能夠承擔上部建築的荷載並控制其沈降變形,確保建築物安全。樁基靜載試驗,是目前使用最爲廣泛的樁基承載力檢驗方法,其檢驗結果也最爲直觀、准確、可靠。本文以漢陽四新北路某項目樁基工程爲例,對鑽孔灌注樁靜載檢測異常情況的原因及應對措施進行分析和總結。

   【關鍵詞】  樁基  鑽孔灌注樁  承載力  靜載檢測  質量控制

      1、四新北路某项目樁基靜載檢測情况介绍

該項目地下室D-67#樁爲φ700mm后注浆鑽孔灌注樁,设计桩长约31m,樁端入持力層(7-2)中風化粉砂質泥岩不小于1m,采用樁端後注漿,注漿量1.6t,抗压承載力特征值3200KN。該樁實際樁長31.1m,實際入岩深度1.1m。靜載檢測加载至第七级时沉降陡增,总沉降量超过40mm,且持续沉降无法加压,检测单位判定该桩极限承載力为3840KN

該樁在成孔、灌注過程中未發現異常情況,但在破除樁頭浮漿制作樁帽時,發現鋼筋籠中心與樁頭砼中心不重合,且樁頭直徑較大。經複核,鋼筋籠中心偏位達到180mm,考慮到可能存在成孔護筒直徑過大(φ1200mm)以及測量、對位偏差等因素,後將樁帽護筒反向糾偏50mm,並澆築砼。經現場分析,初步排除了樁底沈渣過厚、地基土破壞等原因,結合樁帽制作時發現的情況,判斷樁帽以下砼破壞的可能性較大。

靜載後,經過開挖驗證,發現樁帽以下02.8m範圍內的樁身呈蘑菇頭狀,最大直徑約1800mm;蘑菇頭段鋼筋籠外的砼縱向開裂,鋼筋籠輪廓已大部分露出,鋼筋籠內砼輕微呈橫向開裂,且有少量夾泥,夾泥截面約70mm×50mm;樁帽與樁身已呈約2°的傾斜。

根據開挖後的觀察情況,驗證了初步判斷結果,並判斷原因爲鋼筋籠傾斜後局部樁身垂直度偏差過大,加上樁芯夾泥影響,靜載加載後形成局部應力集中,最終造成樁破壞。後經業主、檢測及施工單位協商,另行抽取了一根同類型工程樁進行靜載試驗,靜載結果滿足設計要求。

上述情形只是樁基靜載檢測试验异常的原因之一,事实上,影响靜載檢測的因素还有很多。本文结合施工经验和参考相关资料对这些因素进行逐一分析,并对如何防范、规避这些问题的出现提出不成熟的应对措施。

      2、鑽孔灌注樁靜載檢測異常原因分析及應對措施

2.1 設計、勘察因素

施工单位应根据设计参数、地勘报告以及破坏性试桩施工情况,对单桩承載力进行估算和对比分析,对存在明显偏差的,应在图纸会审中提出质疑。在试桩施工过程中,对地层岩土技术参数明显与施工实际情形不相吻合的,应提请重新补勘。对相关单位明确不进行破坏性试桩的工程,应正面阐述观点,并留存相关记录,避免可能存在的质量风险。

2.2 施工因素

2.2.1樁身縮徑

樁身縮徑会造成基桩的截面周长和截面积缩小,桩体与地基土接触的面积将随之缩小,单桩承載力(即摩擦力和端阻力)将大幅降低。在施工过程中应从以下方面加强控制:

1)在施工前,應仔細研究地勘報告,並根據實際情況,對易縮徑土層采取針對性措施。例如對存在複雜地層的工程進行試成孔作業,並根據試成孔的檢測情況,制定適宜的泥漿指標、比比资源先锋選型等。

2)在開孔前,應對鑽頭尺寸進行複核,並根據實際情況進行調整,以確保成孔孔徑滿足設計要求。

3)做好施工准備工作,工序搭接需緊湊,盡量減少空孔停置時間;

4)在成孔提鑽有嚴重刮泥現象、鋼筋籠沈放受阻或空孔停置時間較長時,應進行掃孔。

2.2.2夾泥斷樁

夾泥斷樁即桩身砼不连续,出现较严重的断层。造成断桩的主要原因和应对措施如下:

1)當初灌量不足或拔管過多時,導管內會湧入泥漿,從而形成斷樁。在施工前,應將理論初灌量和砼灌注操作規程向現場施工員和操作工人進行詳細交底。在施工時,必須堅持拔管前必須測孔的原則,防止在樁身擴徑後出現判斷錯誤。

2)灌注前必須安裝隔水栓,否則會造成導管內的砼和泥漿混合,從而極易形成樁底、樁頭夾泥情況。

3)在灌注前,導管底口與孔底距離不得大于0.5m。當距離過大時,灌入孔內的砼會與孔底泥漿混合,從而造成夾泥情況。

4)當導管密封性性能差而漏水時,導管內砼會出現離析,並形成骨料堆積,從而造成堵管。在施工前,應進行水密性試驗;在導管安裝時,應仔細檢查密封圈是否缺失或損壞。

5)當商砼自身質量較差,如坍落度過大或過小、初凝時間較短時,也容易發生堵管斷樁情況。在開工前,應對商砼站的生産能力、質量、運距進行綜合考慮和選用。在施工中,應加強砼質量檢查,進行現場試塊的制作和送檢工作。

6)如在灌注過程中出現孔壁坍塌情況時,塌落的泥土會沈積在砼面上,在導管上下活動時,導管接頭處極易將泥土帶入砼中,從而形成夾泥;同時,塌孔還可能造成測孔、拔管的錯誤,從而形成斷樁。除應加強泥漿的控制外,在灌注過程中還應觀察孔口情況,如出現地面塌陷、氣泡湧起、漿面異常等情況時,應迅速查明原因,並及時處置。

2.2.3樁身垂直度偏差過大

当樁身垂直度偏差過大时,桩身承載力会衰减。在施工机械就位前,应对场地进行硬化处理,确保机械平稳。同时,在钻进过程中应加强对钻杆垂直度的检查力度。

2.2.4泥皮過厚

當成孔時間過長、泥漿比重或粘度較大時,容易出現泥皮厚度超偏。施工時,應根據地層情況,合理選用成孔比比资源先锋,有效減少成孔時間。同時,在滿足成孔基本要求的情況下,應合理降低泥漿比重和粘度。

2.2.5沈渣過厚

当沉渣厚度较大时,桩端承載力将逐步丧失,对单桩承載力有极大影响。根据自身经验和相关文献、专家观点,在桩端承載力严重弱化的情况下,即使桩侧摩擦力能够达到单桩承載力要求,其沉降量也是无法控制的,这也是规范中要求桩端持力层应选在坚硬土层上的原因。在施工中,应加强泥浆質量控制,并选择合理、有效的二次清孔手段。应特别注意的是,在二次清孔时,导管深度应与实际孔深相符。

2.2.6樁頭制作質量差

1)鋼筋籠中心與樁中心不一致

在鋼筋籠安放時,應安裝墊塊,避免出現鋼筋籠偏向一邊的情況。而且,鋼筋籠必須焊接吊筋,保證鋼筋籠處于順直、懸空、居中狀態。試樁砼灌注完畢後,吊筋和護筒最好在混凝土接近初凝時再行拆除。

2)樁帽中心與樁中心不一致

在樁帽制作時,破除樁頭浮漿後往往會出現鋼筋籠中心與樁頭砼中心(即護筒中心)不重合的情況,從而無法准確確定實際樁中心的位置,漢陽四新北路項目的D-67#樁就是此類情況。所以,在護筒埋設時應保證豎直,埋設完畢後必須進行測量複核。在試樁護筒偏位不大的情況下,鑽機應按護筒中心進行對位。當發現樁頭砼中心與鋼筋籠中心不重合時,應將樁頭開挖至護筒以下樁身部位,確定實際樁中心後再安裝樁帽護筒。

3)樁頭處理質量差

在樁帽制作時,坑內積水、泥漿或泥渣容易附著在樁頭上。在樁帽砼澆築前如不清理幹淨,這些雜物將直接降低樁帽與樁身結合部的砼強度,甚至會在樁帽砼與樁身砼之間形成隔層造成斷樁。在砼澆築前,應將樁頭清理幹淨,並對樁頭進行適度濕水。

2.3.檢測因素

2.3.1支墩不牢固

當場地軟弱時,支墩會自然下沈,從而造成周邊土整體隆起。周邊土整體隆起後,架設在附近的百分表也會隨之隆起,並形成百分表的讀數變大,從而造成樁沈降的假象。爲避免此類情況,應對靜載場地采取有效的硬化措施,並在試樁樁頂設置4個呈十字形分布的高程觀測點,對靜載試驗前後的數據進行對比。

2.3.2加載過快

當支墩下沈失效或設備故障後再次開啓時,由于檢測人員操作不當,容易出現加載速度過快的情況。加載速度過快,就無法准確體現荷載與變形的關系,進而對試驗結果帶來偏差。在靜載試驗前,應了解所使用千斤頂的型號和數量,按分級加載量計算相應油壓表讀數。

2.3.3偏心受壓

在静载试验中,荷载板、千斤顶组合、支撑梁、荷载堆等中心应与桩中心基本重合,否则基桩容易出现偏心受壓情况。在静载试验设备安装时,应该由专业技术人员进行跟踪检查。

2.3.4未進行預壓

由于樁、砂墊層、荷載板之間存在一定間隙,如不進行預壓,會造成沈降假象。在條件允許的情況下,沈降測定平面宜設置在樁頂以下200mm處。

      3、結語

樁基是隐蔽工程,且事关建筑物的稳定和安全,在施工中一定要加强开工前的技术分析、策划和交底,要加强全过程質量控制,要对施工过程情况进行详细记录。当出现问题后,应及时向主管部门和相关单位进行汇报,以便拿出切实可行的补救措施。

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