探讨质量预控在桩基工程中的应用

摘 要:随着我国经济的不断发展,高层建筑也逐渐增多,桩基的基础是高层建筑的主要基础类别,当建筑场地上部土层比较软弱时,要采用扩展基础,则地基的承载力或是变形不可以满足建筑工程先关规范的要求,这就要采用桩基础。桩基础是在地基中沉入单根或是多根桩,单桩或是多桩用承台组成的一个整体,把上部的荷载传入深层土或是岩层中。

关键词:桩基础;常见质量问题;预控方法

桩基工程施工是一项专业而复杂的施工过程,只有组织技术较硬的施工人员才可以完善质量保证体系和管理的制度,可行周详的专项施工方案,施工过程严格每一个工程施工质量控制,才可以保证桩基的施工质量。确保桩基础施工质量是保证建筑安全起着重要的作用。

1 桩基础施工常见质量问题

(1)桩基偏位,可能是个别桩定位错误或偏位超过规范要求,严重者整盘桩基偏位;(2)单桩检测后承载力低,不符合设计要求;(3)桩倾斜过大;(4)断桩;(5)混凝土离析、蜂窝桩身夹泥、混凝土强度达不到设计要求、钢筋偏位严重等;(6)灌注桩顶标高不足,常见的有两种:一是施工控制不严,混凝土未浇筑至设计标高;二是桩顶混凝土浮浆层过厚,凿后出现桩顶标高低于设计要求。

2 桩基础施工质量问题的原因剖析

2.1 桩位偏差过大的常见原因:(1)规划部门提供的定位点错误或偏差大,施工单位未对规划部门提供的点进行复核;(2)施工单位未对定位点进行保护;(3)桩基定位过程中操作失误;(4)桩身倾斜造成成桩后桩位出现较大的偏差等。

2.2 倾斜过大的常见原因:(1)预制桩质量差,桩顶面不平和桩尖位置不正造成桩倾斜;(2)桩机安装不正,建筑场地不平整;(3)桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合,锤击偏心;(4)建筑场地回填石块、打桩过程中遇到回填石块或孤石,或其它坚硬的障碍物;(5) 桩距过小,未采取间隔跳打产生强烈的挤土效应;(6)人工挖孔桩每节护壁未校核垂直度。

2.3 出现断桩的常见原因:(1)预制桩打桩过程中倾斜过大,容易造成断桩;(2)预制桩在运输、吊装过程不当造成断裂未发现而用于工程;(3)桩身弯曲过大,桩制作质量造成的弯曲,此类桩在打桩过程中容易断裂;(4)打桩过程中,施工落锤过重而导致桩断裂;(5)灌注桩在浇筑混凝过程中遇软弱土层,如流砂冲刷、淤泥挤压、泥浆护壁灌注桩坍孔导致断桩。

2.4 桩身混凝土强度不足质量、完整性缺陷常见原因:(1)混凝土配合比问题导致桩身强度达不到设计要求;(2)商品混凝土运输距离过长或混凝土搅拌后未及时浇筑,停留时间超过初凝时间未处理,用于浇筑灌注桩导致桩身强度达不到设计要求;(3)浇筑灌注桩时自由高度过高未使用串筒浇筑,混凝土产生离析导致桩身混凝土强度达不到设计要求;(4)灌注桩在浇筑混凝过程中遇软弱土层,如流砂冲刷、淤泥挤压、灌注桩坍孔导致桩夹渣、夹泥、不密实等桩身缺陷。

3 常见质量问题的处理措施

打(压)桩的过程中发现质量问题,必须报监理单位、建设单位,然后会同设计、勘察等相关部门分析、研究,作出正确处理方案,有的质量问题还须设计单位出设计变更通知,施工单位不得自行处理。对桩基事故处理方案要求安全可靠、经济合理、施工期短,对后续桩基的施工还应提出预控、改进的措施。事故处理应不影响已施工完成桩基工程质量和后续工程施工的影响,比如采用补桩法处理桩基质量事故时,可能损坏混凝土强度还较低的邻近桩等。桩基质量问题处理应及时、安全、有效。桩基质量事故处理方法多种多样,要对各种方法、方案进行技术经济比较,选择安全可靠,经济合理和施工方便的方案。要根据现场实际情况选用最佳的处理方案。

3.1 扩大承台法:(1)桩偏位大。桩位偏出承台范围,可扩大承台尺寸,使偏位的桩在扩大的承台范围之内,使用偏法处理须经设计单位结构验算承台,并出具设计变更方可。(2)考虑桩和承台下的土共同作用。当单桩承载力达不到设计要求时,需要扩大承台并考虑桩与承台下的天然地基共同分担上部结构荷载。(3)桩基质量不均匀。一个多桩承台内由于个别桩的质量缺陷,为防止承台出现不均匀沉降,提高抗震能力,可把相邻各桩基承台连成整体,提高基础整体性。

3.2 复合地基法。复合地基法是利用桩、承台下的地基土共同作用的原理,对地基作适当处理,提高承台地基承载力,有效的分担桩基的荷载。常用方法有以下几种:第一,承台下做换土地基,在桩基承台施工前,挖除一定深度的土,换成砂石填层分层夯填,然后再在人工地基和桩基上施工承台,桩和承台下的人工地基共同承受荷载;第二,桩间增设水泥土桩,当桩承载力达不到设计要求时,可采用在桩间土中干喷水泥形成水泥土桩的方法,形成复合地基基础。

3.3 修改桩基参数法:(1)改变桩入土深度。如预制桩打桩过程中遇到较厚的密实土层,出现桩下沉困难,甚至发生断桩事故,可会同设计、监理、建设单位同意,经设计单位出设计变更通知采用缩短桩长,增加桩数量,取密实土层作持力层。(2)改变桩位。如打桩中遇到坚硬的、不大的地下障碍物,使桩产生倾斜,甚至断裂时,可采用改变桩位重新打桩。(3)改变沉桩设备。当桩沉入深度达不到设计要求时,可采用大吨位桩机,采用重锤低击法沉桩。

4 预控方案

4.1 施工前预控措施。桩基础的施工质量直接关系到建筑物结构质量安全,因此在桩基施工前一定要建立完善的质量保证体系和管理制度、组织专业的施工队伍、选择合理的施工机械、制定有针对性的施工专项方案。在实施过程中严格执行,出现问题主动、立即解决。施工前的质量预控可采取如下措施:(1)建立完善的质量保证体系和管理制度是保证桩基施工质量的必要条件之一(2)桩基施工是一项专业而复杂的施工过程,只有专业的施工队伍,经验丰富的施工队伍,才能保证桩基的施工质量。(3)选择合理的施工机械,在施工前根据设计要求选择符合设计要求的施工机械,施工前施工单位应对施工机械进行全面检修、测试、使施工机械的各项参数符合要求后报监理单位验收同意后方可用于工程。

4.2 施工过程预控措施:(1)施工过程随时监测桩的定位。(2)桩成孔后检查桩持力层深度、持力层是否达到设计要求,孔底沉渣厚度,桩孔垂直度必须符合要求。不符要求时,应及时分析解决,不轻易放过为今后桩的质量问题埋下隐患。(3)压桩施工前应清除桩位的障碍物;检查桩机垂直度;检查预制桩质量,发现有开裂桩、桩身弯曲超过规范要求时不得用于工程。

5 结语

综上所述,桩基工程的一项专业的、技术复杂的专业工程,隐蔽工程多,新问题经常出现,因此有必要在施工期间定期或不定召开专题质量会议,及时协调解决现场存在的各种问题,并加强施工管理,注意抓好施工过程中每个环节的质量,发现问题及时发检查通知单,并跟踪检查通知单的落实情况。同时还应督促施工管人员必须到位,以确保下达的各种指令、通知得到落实,各方同心协力把好质量关。

参考文献

[1] 陈喜哲.土力学与地基基础[J].北京:清华大学出版社,1989.

[2] 张忠荷.桩基础工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

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