建筑物桩基质量通病及预防

徐 强

建筑物桩基质量取决于勘察、设计、施工等众多因素,任何环节出现差错都有可能造成质量事故。对桩基质量事故的分析与防治关系着建筑物的使用安全、人们的生命安全乃至社会的稳定和国家的形象,因此,建筑物质量通病与预防的研究具有重要的意义。结合多年的实践经验,在河南郑州地区经常采用的桩型有三类,即静压桩、CFG桩和人工挖孔灌注桩,本文分别针对这三种桩型概述了其常见的质量通病,分析了其产生的原因,并给出了处理措施,最后对如何保证建筑物桩基质量提出了建设性的意见。

1 静压桩常遇质量问题及预防

1.1 挤土效应和振动影响

静压法施工预应力管桩属于挤土类型,沉桩过程中往往会使桩四周的土体受到扰动,改变土体的应力状态,产生挤土效应。如果施工过程中焊接时间过长,桩接头较多而且焊接质量不好或桩端停歇在硬夹层,施工方法与施工顺序不当,压桩速率太快,布桩过密,都会加剧挤土效应,振动会对桩基承载性能产生负面影响。可采取如下防治措施:1)控制布桩密度,对桩距较密部分的管桩采用预钻孔沉桩方法;2)控制沉桩速率,一般控制在1 m/min左右,制定有效的沉桩流水路线;3)沉桩过程中应加强临近建筑物、地下管线的观测监护,在可能受影响的范围内布设监测点,发现异常应及时处理;4)控制施工过程中的停歇时间,避免由于停歇时间过短引起摩阻力增大影响桩机施工,造成沉桩困难。

1.2 桩身破坏

静压桩桩身破坏的主要原因有:1)施工过程中由于斜桩现象导致桩端应力集中,使桩帽滑落或桩头爆裂;2)桩机施工压力过大;3)桩机施工过程中桩机擅自移动机架进行校正桩位、桩身垂直度,导致桩身断裂;4)桩身材料存在质量问题。可采取如下防治措施:1)选用桩机合理有效的施工方法,控制桩身的垂直度,避免斜桩的发生;2)控制好桩机施工终止条件,对纯摩擦桩终止条件宜以设计桩长为控制条件;3)施工过程中应加强对桩身原材料的检查验收;4)施工中发生桩身破坏,宜采用小应变等有效的手段检测桩身情况,确定处理方法。

1.3 斜桩

斜桩发生的原因一般有:1)静压桩机机械维修不及时,导致桩机支撑下滑;2)打桩施工场地不平整或填渣厚度不够造成承载力不够,沉桩过程中桩机容易产生不均匀沉降,桩身极易发生偏移;3)打桩中或接桩时桩身不垂直,桩帽、桩身不在同一直线上;4)施工顺序不当导致应力扩散不均匀;5)沉桩过程中遇到大块坚硬物;6)采用预钻孔法时钻孔垂直偏差较大,沉桩过程桩又沿着钻孔倾斜方向发生偏移;7)桩布置过多过密,沉桩时发生挤土效应。可采取如下防治措施:1)静压桩桩机施工前注意机械设备的维修,以避免影响施工质量;2)场地要平整坚硬,防止桩机下陷而造成桩身倾斜;3)施工过程中要严格控制好桩身垂直度;4)尽量减少接桩,预制管桩接头不宜超过3个;5)制定合理的施工顺序,先打离基坑远的桩再打离基坑近的桩;6)当遇到障碍物时应及时排除后再进行沉桩;沉桩时发现不垂直应及时纠正,必要时应把桩拔出重打,桩进入一定深度后,不宜采用移动机架进行校正而应采取其他措施;7)采用预钻孔法时,严格控制钻孔垂直度。

2 CFG桩常遇质量问题及预防

2.1 堵管

堵管主要因混合料配合比不合理、搅拌质量有缺陷、设备有缺陷、施工操作不当等因素造成。可采取如下防治措施:1)严格控制细骨料和粉煤灰的掺量,确保混合料中的细骨料和粉煤灰的用量,以保证混合料的和易性;2)严格控制混合料坍落度;3)施工前认真检验使用设备,确保设备能正常运行;4)对施工人员加强技术培训,提高其技艺水平。

2.2 缩颈

桩基成孔后钢筋笼放不进去,这种情况在建筑物桩基施工中经常遇到。这是由于地质情况不良,孔口附近堆积砂石料,产生较大的土压力后,一种高塑料黏土带孤石橡胶土同时挤入孔内所致。可采取如下处理措施:1)清除孔口附近的堆积物,以减少土压力的影响;2)加工“正孔器”。正孔器用10 mm厚钢板卷制成与钻头同直径,高1.5 m的十字架钢护筒中心通过钻杆与钻头连接,增加钻头的自重,即可钻孔成桩。此外,也可采用加长钢护筒的措施来加以解决。

2.3 斜桩

CFG桩也会发生斜桩事故,可采取如1.3中所述的防治措施。

3 人工挖孔桩常遇质量问题及预防

3.1 离析

离析是人工成孔灌注桩常见的缺陷,造成离析的原因如下:1)混凝土浇筑时没有按操作工艺流程要求边浇边振捣,致使振捣不均匀;2)当混凝土浇筑高度较高时,没有使用溜槽,或当高度大于3 m时,没有使用串筒;3)混凝土搅拌时间及加水量不符合要求;4)没有按照混凝土的配合比进行配料;5)采用不合格水泥;6)孔底虚土过厚,超过规范要求;7)孔底水不易抽干或者未抽干的情况下未采取有效措施浇筑混凝土,致使桩尖混凝土被稀释。可采取如下防治措施:1)边浇筑边振捣;2)浇筑高度较高(＜3 m)时采用溜槽,浇筑高度大于3 m时使用串筒;3)严格控制混凝土的配合比及搅拌时间;4)严把水泥、砂、石等原材料质量关;5)确保孔底压实;6)确保孔底无积水。

3.2 缩颈

人工挖孔桩也会发生缩颈事故,可采取如2.2中所述的防治措施。

3.3 钢筋笼上浮

在人工挖孔桩混凝土灌注施工中,由于地质情况不同而设计钢筋笼的长深度也有所不同,对于钢筋笼长度小于成孔深度,只下半笼的钻孔桩浮笼事故更容易发生。在灌注桩基过程中,混凝土何时接近或进入钢筋笼,应当准确的测量、记录,做到心中有数。一旦出现浮笼应迅速处理,遏制继续上浮应急的措施是采用多根6 cm～8 cm左右的钢管套住钢筋笼主筋再焊在护筒上,并用钢管或方木呈网状压住所焊钢管及护筒,这样可保证钢筋笼上浮时不至过大偏位。

4 桩位偏差

静压桩、CFG桩和人工挖孔灌注桩都可能会出现桩位偏差的质量问题,桩位偏差质量通病主要原因有如下几点:1)测量放样误差;2)挖孔检测失职引起的偏位;3)护壁混凝土浇筑成型后偏位;4)钢筋骨架固定不牢产生偏差。针对护壁偏位造成孔位偏差,可以采取如下措施:1)准确测量桩位中心位置,即用直角坐标法随时恢复桩位中心;2)加强模板支立的稳定性,切实保证浇混凝土时模板不变形、不移动;3)加强施工自检工作,把一切隐患消灭在萌芽之中。

5 对保证桩基工程质量的建议

1)重视试桩工作。首先必须重视的就是试桩,通过试桩所开展的设计、监理、施工及检测,可以掌握丰富的岩土工程信息,根据反馈信息设计工程师进行优化和修改工程桩的设计。因此,试桩对于桩基工程质量通病的预防非常重要。

2)明确桩基工程质量的责任归属。桩基工程质量的责任归属问题在目前桩基工程中常常被忽略或者人为地转移责任。如果责任界限明确,可以避免一些事故的发生。常常出现这样的情况,工程检测验收合格时,参加建设的各单位皆大欢喜,一旦出现问题,往往施工单位责任最大,设计单位和监理单位责任很小甚至没有责任,究其原因,笔者认为主要有两个方面:a.质量管理机制本身造成的。b.施工企业技术力量相对薄弱,监理单位及检测单位偏袒设计单位。明确责任归属一定程度上有助于提高桩基工程的完成质量。

3)施工过程的质量控制。为保证工程质量,强化质量管理,在工程开工前,应建立以项目总工为组长的工程质量自检体系,各工程处设专职质检员负责桩基施工的质量检查工作。施工中严格落实质量责任制,加强施工过程的质量管理,在施工中制定预防质量通病的措施,积极做好技术交底工作。工程开工前由项目经理部向工程处做桩基质量通病采取预防措施的技术交底,每个工程处的技术人员向施工作业班组进行详细的技术交底,并形成文字资料。

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