巖土工程師輔導(dǎo)資料：地下工程施工的技術(shù)問(wèn)題

　　砼灌注樁地基承載力的鑒定、鋼筋籠的檢查與樁砼質(zhì)量的判定;依據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)及理論知識(shí)，分三個(gè)問(wèn)題：從樁的承載機(jī)理看質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵，樁的缺陷與防治措施，樁質(zhì)量的判定，圍繞樁監(jiān)督問(wèn)題進(jìn)行探討。

　　灌注樁(這里主要探討成孔灌注樁并指端承樁，下文簡(jiǎn)稱樁)質(zhì)量監(jiān)督從驗(yàn)收規(guī)范來(lái)看十分簡(jiǎn)單，無(wú)非是地基承載力的鑒定、鋼筋籠的檢查與樁砼質(zhì)量的判定，但由于地下工程不可見(jiàn)的因素很多，因此判定起來(lái)比較難以準(zhǔn)確。根據(jù)具體內(nèi)容分三個(gè)問(wèn)題：從樁的承載機(jī)理看質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵，樁的缺陷與防治措施，樁質(zhì)量的判定，圍繞樁監(jiān)督問(wèn)題進(jìn)行探討。

　　一、從灌注樁承載機(jī)理看質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵

　　端承樁的承載機(jī)理是樁把荷載傳遞到樁的底部，它支承在堅(jiān)固的巖土層上，不難得出樁的承載力取決于樁身強(qiáng)度與地基承載力。

　　(當(dāng)樁身強(qiáng)度>地基承載力，樁的承載力=地基承載力;反之，樁身強(qiáng)度<地基承載力，樁的承載力=樁身強(qiáng)度。

　　前面公式在孔底沒(méi)有沉渣情況下成立。對(duì)挖孔樁沉渣不是問(wèn)題，而沉渣問(wèn)題對(duì)于鉆孔樁則是存在的，沉渣量過(guò)大，樁受荷時(shí)發(fā)生大量沉降，樁將失效。

　?、鍢顿|(zhì)量監(jiān)督關(guān)鍵之一──地基承載力的鑒定

　　從樁的施工程序來(lái)講，在質(zhì)量監(jiān)督中，首先確保地基承載力符合設(shè)計(jì)要求，否則將使樁失效。

　　地基承載力取決巖層的構(gòu)造情況、樁嵌入巖石的深度、巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度。

　　如果施工地區(qū)處于斷裂帶，在施工中就要注意夾層的存在，如福州火電廠化學(xué)處理房，××單位施工的鉆孔端承樁21號(hào)樁，經(jīng)抽芯檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該樁的樁底座落于軟土上。因?yàn)樵搹S區(qū)落在佛山──詔安地震大斷裂帶上，存在夾層，在孔鉆至夾層上破碎巖石時(shí)，施工單位以為已到微風(fēng)化巖石，而在此破碎巖石層下，由于地震構(gòu)造運(yùn)動(dòng)破碎層下面還有一層軟夾層，致使抽芯時(shí)，發(fā)現(xiàn)樁底座落于軟土上，樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。由于夾層的存在與施工單位的粗心大意，致使在化學(xué)處理區(qū)許多樁經(jīng)抽芯檢驗(yàn)，樁底沒(méi)有支承在巖基上。又如永安市紡織廠人工挖孔樁工程，筆者在監(jiān)督該工程時(shí)，工程的2B樁存在一層十分堅(jiān)硬但裂隙發(fā)育的新鮮巖石，用錘子敲擊，錘擊聲音很悶，如下沒(méi)有軟夾層，聲音應(yīng)很清脆，挖15cm下去，則發(fā)現(xiàn)下臥松散軟夾層，再挖5m方到微風(fēng)化巖。該樁基工程存在不少薄堅(jiān)硬基巖下臥松散軟土層的現(xiàn)象。

　　㈡樁質(zhì)量監(jiān)督關(guān)鍵之二──樁身強(qiáng)度的監(jiān)督(在于施工工藝)

　　地基承載力符合設(shè)計(jì)要求，如樁身強(qiáng)度不足，樁的承載力亦得不到保證，樁身強(qiáng)度是樁質(zhì)量監(jiān)督的另一關(guān)鍵。

　　樁身質(zhì)量監(jiān)督主要在于監(jiān)督混凝土的質(zhì)量，樁身強(qiáng)度取決于鋼筋籠的制作質(zhì)量與砼質(zhì)量。鋼筋籠的制作檢查，簡(jiǎn)單明了;而影響砼質(zhì)量因素則很多，有些是可見(jiàn)的，有些是不可見(jiàn)的。在工程實(shí)踐中，不少樁由于砼質(zhì)量問(wèn)題而使樁身強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因此樁身質(zhì)量的監(jiān)督主要在于監(jiān)督砼的質(zhì)量。

　　砼的缺陷往往是由于施工工藝不合理引起，因此必須對(duì)樁基工程的施工工藝、質(zhì)量保證措施進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督，否則，起不到質(zhì)量監(jiān)督效果，工程驗(yàn)收時(shí)，對(duì)工程質(zhì)量如何，將沒(méi)有把握，檢測(cè)出現(xiàn)的問(wèn)題亦無(wú)從分析。

　　人工挖孔樁砼缺陷主要產(chǎn)生于砼澆搗工藝。成孔時(shí)，在土層設(shè)置護(hù)壁，而在巖石層，孔壁巖石自然護(hù)壁，一般不存在孔壁質(zhì)量對(duì)砼產(chǎn)生多大的影響。主要監(jiān)督砼澆搗工藝特別是有地下水的水下部分砼的澆搗，必須采用水下砼配合比與水下導(dǎo)管灌注等。

　　永安市紡織廠劍桿車間人工挖孔樁基礎(chǔ)4B樁，該樁砼強(qiáng)度等級(jí)要求采用C20，由于該樁孔水位高，出水量大，筆者要求采用水下導(dǎo)管灌注，建設(shè)單位與施工單位不聽(tīng)勸告，抱著試一試的態(tài)度，自行采用簡(jiǎn)易串筒灌注，澆搗砼時(shí)，從孔底至上6m左右“砼”表面有很高的水位，澆搗入孔的砼遭受水的危害，砂漿稀釋、骨料下沉，造成砼嚴(yán)重離析，經(jīng)檢測(cè)該樁樁身砼質(zhì)量存在嚴(yán)重的問(wèn)題。

　　鉆孔樁砼質(zhì)量不僅與澆注工藝有關(guān)，還與成孔工藝有很大的關(guān)系。要確保樁孔成孔質(zhì)量與灌注工藝的合理性，操作得當(dāng)。鉆孔樁成孔質(zhì)量在于：樁徑不小于設(shè)計(jì)樁徑，護(hù)壁可靠;關(guān)系到砼質(zhì)量的灌注工藝主要是：a.控制好混凝土質(zhì)量的和易性，防止出現(xiàn)堵管、埋管，引起斷樁事故。b.控制導(dǎo)管埋深，控制導(dǎo)管埋深2～4m，使砼面處于垂直頂升狀，不使浮漿、泥漿卷入砼，防止提漏引起斷樁事故。

　?、鐚?duì)于鉆孔灌注樁質(zhì)量監(jiān)督另一個(gè)關(guān)鍵──沉渣量的檢查。

　　對(duì)摩擦樁來(lái)說(shuō)，由于其受力機(jī)理是通過(guò)樁表面和周圍土壤之間的摩擦力或依附力，逐漸把荷載從樁頂傳遞到周圍的土體中，如果在設(shè)計(jì)中端部反力不大，端部的沉渣量對(duì)樁承載力亦影響不大;而對(duì)于鉆孔端承樁，如果沉渣量過(guò)大，勢(shì)必造成樁受荷時(shí)發(fā)生大量沉降，同樣使樁的承載力失效。如福州火電廠化學(xué)處理房××單位施工的44號(hào)樁，樁設(shè)計(jì)承載力為2000kN，實(shí)施荷載試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)外荷載加至1400kN，樁就出現(xiàn)大量沉降，經(jīng)多方面證實(shí)是因?yàn)闃抖顺猎窟^(guò)多，導(dǎo)致該樁失效，亦影響其它樁的評(píng)定。因此鉆孔灌注樁另一個(gè)監(jiān)督的關(guān)鍵還在于沉渣量的檢查。

　　總而言之，人工挖孔樁質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵在于樁身混凝土澆搗工藝是否合理與地基承載力是否符合設(shè)計(jì)要求;鉆孔灌注樁的關(guān)鍵不僅在于施工工藝與地基承載力，還在于沉渣量是否符合規(guī)范要求，因此對(duì)于人工挖孔樁來(lái)說(shuō)，如樁存在質(zhì)量問(wèn)題，不是混凝土有缺陷，就是沒(méi)有挖到持力層。而鉆孔灌注樁檢驗(yàn)不合格，就可能是樁底沉渣量過(guò)大，或砼有缺陷，或沒(méi)有鉆到持力層，或兼而有之。

　　二、砼灌注樁基礎(chǔ)缺陷及防治措施

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　　樁身砼強(qiáng)度不足

　　原因：砼遭受孔內(nèi)水的危害，引起砂漿稀釋，砂石下沉，嚴(yán)重破壞砼的強(qiáng)度。

　　防治措施：

　　1、對(duì)于孔內(nèi)有地下水，水位低、水量小的樁孔，在澆搗時(shí)把砼拌均，水抽干，可以采用串筒迅速澆搗，但是在水位以下部分，必須調(diào)整砼配合比，適當(dāng)減少用水量并增加水泥用量等;

　　2、對(duì)于水位高、出水量大的樁孔，在水位下必須采用水下砼配合比與導(dǎo)管灌注法灌注，在水位之上，為了避免水下導(dǎo)管灌注通病──樁身上部砼強(qiáng)度低，則可采用簡(jiǎn)單串筒澆搗，但是水必須抽干，泥漿、浮漿要清除干凈，兩種不同方法施工的交接層，用插搗器穿過(guò)反復(fù)插搗。永安紡織廠劍桿車間出現(xiàn)4B樁質(zhì)量事故后，施工單位依照筆者提供的上述防治措施，既確保了質(zhì)量，又不影響施工進(jìn)度，經(jīng)動(dòng)測(cè)檢驗(yàn)，所有樁的砼質(zhì)量都很好。

　?、驺@孔灌注樁：

　　樁底地基承載力不足

　　原因：樁端沒(méi)有支承在持力層上面。

　　防治措施：這種情況一般出現(xiàn)在復(fù)雜地層，這種地層一般最好取芯檢驗(yàn)，如不能孔孔取芯，要參照鄰近取芯情況、鉆速、泥漿返上的巖屑及鉆進(jìn)情況(一般鉆進(jìn)至微風(fēng)化巖時(shí)，鉆頭不蹩鉆，主動(dòng)鉆桿振動(dòng)不很厲害，鉆進(jìn)聲音感覺(jué)較好)、工程地質(zhì)資料進(jìn)行綜合考慮。

　　縮徑(孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑)

　　原因：塑性土膨脹。

　　防治措施：成孔時(shí)，應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，快速通過(guò)，在成孔一段時(shí)間，孔壁形成泥皮，孔壁不會(huì)滲水，亦不會(huì)引起膨脹，如出現(xiàn)縮徑，采用上下反復(fù)掃孔的辦法，以擴(kuò)大孔徑。

　　樁底沉渣量過(guò)大

　　原因：檢查不夠認(rèn)真，清孔不干凈或沒(méi)有進(jìn)行二次清孔。

　　防治措施：

　　1、認(rèn)真檢查，采用正確的測(cè)繩與測(cè)錘;

　　2、一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥漿性能，延長(zhǎng)清孔時(shí)間等進(jìn)行清孔。在下完鋼筋籠后，再檢查沉渣量，如沉渣量超過(guò)規(guī)范要求，應(yīng)進(jìn)行二次清孔。二次清孔可利用導(dǎo)管進(jìn)行，準(zhǔn)備一個(gè)清孔接頭，一頭可接導(dǎo)管，一頭接膠管，在導(dǎo)管下完后，提離孔底0.4m，在膠管上接上泥漿泵直接進(jìn)行泥漿循環(huán)。二次清孔優(yōu)點(diǎn)：及時(shí)有效保證樁底干凈。

　　鋼筋籠上浮

　　原因：1、當(dāng)混凝土灌注至鋼筋籠下，若此時(shí)提升導(dǎo)管，導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有1m左右的距離時(shí)，由于澆注的砼自導(dǎo)管流出后沖擊力較大，推動(dòng)了鋼筋籠上浮;

　　2、由于砼灌注過(guò)鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時(shí)，其上層砼因澆注時(shí)間較長(zhǎng)，已近初凝，表面形成硬殼，砼與鋼筋籠有一定握裹力，如果此時(shí)導(dǎo)管底端未及時(shí)提到鋼筋底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升，同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上移。

　　防治措施：

　　1、灌注砼過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)掌握砼澆注標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)砼埋過(guò)鋼筋籠底端2～3m時(shí)，應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上;

　　2、當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開(kāi)始上浮時(shí)，應(yīng)立即停止?jié)沧?，并?zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆砼標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注，上浮現(xiàn)象即可消除。

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