浅谈桩基工程质量问题及质量检测
2010-04-09贾国华王惠芬
贾国华,王惠芬
1 山西冶金岩土工程勘察总公司河南分公司(450008) 2 河南工业大学土木建筑学院(450052)
1 前言
目前随着基桩材料、成桩设备及施工技术的不断发展和更新,以及建筑本身的更高要求,使得各类桩体日益增大,随之也会出现与工程质量相关的许多问题,因此关注桩基工程质量和检测很重要。
1 基桩分类及相关的工程质量问题
基桩的分类方法很多,可以按桩的力学特性、桩材、桩的功能、成桩方法等进行分类,如按照成桩方法可分为打入桩、就地灌注桩、静压桩、水泥土搅拌桩和碎石桩。下文重点介绍目前应用最广泛的几种桩及易出现的工程质量问题。
1.1 水泥土搅拌桩
1)桩位偏移。施工中由于放线误差造成桩位偏移过大(如大于50mm),通常应进行补桩处理,即在偏位桩附近补一根桩。
2)桩长不够。因施工单位偷工减料或其他原因,造成桩底未达到设计要求的持力层,应在该桩附近按原设计深度补打一根桩。
3)桩头浅部缺陷。由于桩顶段搅拌不均、强度较低或静载试验常常在工程桩上进行,加上桩本身的材料及受力特点易造成水泥土搅拌桩浅层破坏。此时应将有缺陷的桩段截掉,并将桩接至设计标高。
4)桩身缺陷。由于施工过程中停电、喷浆孔堵塞、地层不匀等原因造成桩身断桩、缩颈、桩身不匀等缺陷,影响到工程使用的应在缺陷桩附近补打一根桩。
1.2 沉管灌注桩
此类桩质量不够稳定,容易出现多种故障,一般有锤击沉管、振动沉管和压力沉管三种工艺。
1)产生“吊脚桩”。预制桩尖混凝土质量差,沉管时被击碎至桩管内,拔管到某一高度时,桩尖下落且被孔壁卡住而桩下部分无混凝土。
2)断桩。地层中有承压水砂层,上又覆盖粘土层,孔内灌注混凝土后,沿桩身至桩顶出现冒水情况,由此引起的冒水桩一般易演变成断桩;另外当振动沉管采用活瓣桩尖,而活瓣张开不灵活,混凝土下落不畅,也易引起断桩。
3)沉管相关问题。若管距小于三倍管径,沉管过程有可能使地表主题隆起,从而在邻桩桩身产生一竖向拉力,使初凝的混凝土被拉裂;拔管速度过快,管内混凝土灌注高度过低,不足以产生一定的排挤压力,在淤泥层易产生缩径。
1.3 钻孔灌注桩
1)断桩。由于停电等原因,灌注被间断,隔水层凝固成硬壳,后续混凝土不能继续下灌,此时拔出导管,若泥浆进入管内就形成了断桩;水下灌注混凝土的管径若太小,加上导管、钢筋笼体积及孔壁的摩擦使混凝土易堵管,形成断桩,导管连接处漏水也易形成断桩。
2)混凝土质量。混凝土和易性不好时易产生离析;由于各种原因引起的隔水层凝固,如冲破隔水层,形成新隔水层,破碎的旧隔水层混凝土将残留在桩身中造成局部混凝土质量差。
3)孔壁坍塌。泥浆护壁成孔时,不同土层应用不同密度的泥浆,否则易造成孔壁坍塌。
1.4 碎石桩
1)桩身断裂或“跑桩”。当采用长螺旋钻孔的CFG桩施工时,若地下水位较低,地层由砂层与粘土层组成时,易产生桩身断裂现象;当地下水位较高,地层存在软弱粘土层或淤泥质土层时易产生“跑桩”现象。
2)缩径、短桩、桩身倾斜、疏松等。当采用振动沉管挤密碎石桩时,若有三次投料比例不合理,或反插深度有误,或沉管遇局部硬土层、桩底端少料、无料,或桩管不垂直、邻桩施工震动影响,或投石料不足、碎石粒径过大等情况出现时,易出现上述的基桩质量问题。
2 桩基工程检测
2.1 水泥土搅拌桩质量检测
1)强度检测。一般采用室内加固土强度试验,试验与现场成桩同时进行,所用材料是现场施工用的固化剂和现场取得的土样,试验配方(如水泥摻量、水灰比、外摻剂等)及施工工艺(如试件的制作、养护条件等)尽可能与现场相符,这样才能更准确地反映桩身强度。
2)轻便触探。轻便动力触探是直接对桩顶部一定长度范围内的桩身进行短龄期强度的检测方法。采用这种方法可以重点了解最大轴力发生的深度范围内的桩的质量情况,对于土质条件、施工工艺基本相同的桩,抽检若干进行测试,结果基本能够反映总体情况。
3)载荷试验。对于竖向承载的搅拌桩的竣工验收,承载力检验应采用单桩载荷试验、单桩复合地基试验或多桩复合地基试验。但必须在桩体强度满足试验荷载条件时且在成桩28 d后进行。因此,应先进行强度试验并结合施工记录确定具体检测方案。
4)桩身取芯试验。经过轻便初探和载荷试验后,对桩身质量还有怀疑时,在成桩28 d后用双管单动取样器钻取芯样,按规定截取试块进行强度检验。
5)外观检验。基槽或基坑开挖时,进行桩头和桩体外观质量检验较直观。可以检查实际桩数与桩位,看桩位偏差是否超标,桩头强度可用轻便触探器检验。
2.2 灌注桩质量检测
1)声波检测。使超声波测线通过拟检测部位,然后测量其声学参数,目的是探测某部位混凝土质量。
2)混凝土试件强度检测。在浇筑混凝土时预留一定数量的立方体试件,经标准养护至28 d龄期时,用标准方法测得混凝土试件的抗压强度,据此结果并按照相关规范的评定方法评定桩身混凝土强度。
3)钻芯法检测。在桩身上沿长度方向钻取混凝土芯样及桩端岩土芯样,通过对芯样的观察和测试,用以评定成桩质量的检测方法。用此方法可检测较多内容如验证桩身完整性、检测桩身混凝土强度、桩底沉渣及桩长等。
2.3 碎石桩质量检测
1)载荷试验。试验类型有单桩载荷试验、单桩复合地基载荷试验和多桩复合地基载荷试验,侧重点不同,如前者属施工质量检验,而后者属加固效果检验。根据实际情况进行相关类型的检测,但一般都需进行施工质量检验。
2)动力触探。该试验用来检测桩身密实度。在桩基的施工和检测工作中,应根据实际情况和检测目的,严格按照相关规范或规程,严格进行检测工作。桩基工程是一项庞大和复杂的工程,因此只有加强施工过程的管理和质量控制,才能保证施工和检测的顺利进行。
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