樁基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量控制與檢測分析
2015-09-07
樁基礎(chǔ)是一種歷史悠久而應(yīng)用廣泛的深基礎(chǔ)形式。樁基礎(chǔ)工程為地下隱蔽工程， 工程質(zhì)量是百年大計(jì)， 為確保樁基工程的質(zhì)量， 應(yīng)對樁基進(jìn)行必要的檢測， 驗(yàn)證能否滿足設(shè)計(jì)要求， 保證樁基的正常使用。為控制和檢驗(yàn)樁基的質(zhì)量， 從樁基施工一開始就應(yīng)按工序嚴(yán)格監(jiān)測， 推行全面質(zhì)量管理， 每道工序均應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)， 及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題， 并認(rèn)真做好施工和檢驗(yàn)記錄， 以備最后綜合對樁基質(zhì)量做出評價(jià)。
一、樁的分類
樁基礎(chǔ)是廣義的深基礎(chǔ)的一種結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)使用材料、構(gòu)造形式和施工技術(shù)等條件的差異，有著不同的分類方法。
1、按樁身材料分：按照樁身的使用材料，樁基礎(chǔ)可分為鋼筋混凝土樁、鋼樁和組合材料樁。
2、按承載性能分：①摩擦型。這種樁是在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載全部或主要由樁側(cè)阻力來承受。摩擦型樁又可分為純摩擦樁和端承摩擦樁兩類。前者樁尖部分荷載很小，一般不超過整個(gè)荷載的10％；后者是樁頂荷載主要由樁側(cè)阻力來承受，即在外荷載作用下，樁端阻力和側(cè)壁摩擦力都同時(shí)發(fā)揮各自的作用。②端承型。端承樁分端承樁和摩擦端承樁。端承樁是指在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載由樁端阻力承受的樁，它不考慮樁側(cè)摩擦阻力的作用。摩擦端承樁是指在極限承載力條件下，樁頂荷載主要由樁端阻力承受的樁。
3、按制作工藝分：按照樁身制作時(shí)的方法，分為預(yù)制樁、灌注樁和攪拌樁。預(yù)制樁是預(yù)先制作成型，再采用施工機(jī)械沉人土中；灌注樁則與預(yù)制樁相反，它是在設(shè)計(jì)的樁位上先成孔，然后放入鋼筋籠，再澆灌混凝土；攪拌樁有水泥攪拌樁和水泥粉體噴射攪拌樁等類型。除了上面介紹的這三種外，還有按樁體對土體的影響程度分、樁徑大小分、橫截面形式、高承臺(tái)和低承臺(tái)樁等分類。
二、樁基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量控制
1、確保原材料的質(zhì)量
其中最主要是鋼筋、水泥、石子、砂等主要原材料的質(zhì)量。如水泥要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)稠度、凝結(jié)時(shí)間、抗壓和抗折強(qiáng)度試驗(yàn)；鋼筋要進(jìn)行拉力、冷彎等實(shí)驗(yàn)；砂石要檢測其級配、含泥量等。如果采用商品混凝土，則需要認(rèn)真核對水灰比，確保符合現(xiàn)場地質(zhì)條件。
2、確保鉆孔工作的施工質(zhì)量
在每次鉆孔前應(yīng)該重新復(fù)核該樁位及標(biāo)高，確保無誤；檢測終孔的孔深、孔徑、孔斜度及二次清孔后的沉漿密度、沉渣厚度。參照地質(zhì)勘探報(bào)告，檢查是否已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)持力層以及進(jìn)入持力層的深度。施工中如果遇到地質(zhì)變化，進(jìn)入持力層深度不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)加深0.5~1.5m，以保證達(dá)到設(shè)計(jì)承載力。沉漿密度應(yīng)符合規(guī)范要求。沉渣厚度不大于100mm。
3、對鋼筋籠的質(zhì)量嚴(yán)格要求
如主要關(guān)注鋼筋籠的制作質(zhì)量、下籠、焊接質(zhì)量、搭接長度。分段制作的鋼筋籠的長度以鋼筋的定長為宜，但不宜短于6m，連接時(shí)50%的鋼筋接頭應(yīng)予錯(cuò)開焊接，且兩鋼筋軸心在一直線上。為避免灌注導(dǎo)管掛籠及鋼筋籠上浮，籠底鋼筋略成喇叭狀。對非全長配筋的樁，鋼筋籠頂標(biāo)高低于地面時(shí)用吊筋將鋼筋籠焊接牢固，防止下落。鋼筋籠的保護(hù)層最好是設(shè)置成混凝土滾輪，厚度為混凝土的保護(hù)層厚度，每隔2m 均勻布置4 個(gè)，穿在箍筋上，這樣既保證保護(hù)層厚度，又能減少對孔壁的擾動(dòng)。在夜間施工時(shí)要特別注意焊縫的飽滿程度。
4、 防止樁身斷裂的質(zhì)量控制
樁身在施工中出現(xiàn)較大彎曲，在反復(fù)的集中荷載作用下，當(dāng)樁身不能承受抗彎強(qiáng)度時(shí)，即產(chǎn)生斷裂。當(dāng)施工中出現(xiàn)斷樁時(shí)，應(yīng)及時(shí)會(huì)同設(shè)計(jì)人員研究處理方法，據(jù)工程地質(zhì)條件、上部荷載及樁所處的結(jié)構(gòu)部位，可以采取補(bǔ)樁的方法。條基補(bǔ)一根樁時(shí)，可在軸線內(nèi)、外補(bǔ)，補(bǔ)兩根樁時(shí)，可在斷樁的兩側(cè)補(bǔ)。柱基群樁時(shí)，補(bǔ)樁可在承臺(tái)外對稱補(bǔ)或承臺(tái)內(nèi)補(bǔ)樁。
5、防止接樁處松脫開裂的質(zhì)量控制
接樁處經(jīng)過錘擊后，出現(xiàn)松脫開裂等現(xiàn)象。連接處的表面沒有清理干凈，留有雜質(zhì)、雨水和油污等。采用焊接或法蘭連接時(shí)，連接鐵件不平及法蘭平面不平，有較大間隙，造成焊接不牢或螺栓擰不緊；焊接質(zhì)量不好，焊縫不連續(xù)、不飽滿，焊肉中夾有焊渣等雜物；接樁方法有誤，受時(shí)間效應(yīng)與冷卻時(shí)間等因素影響。采用硫磺膠泥接樁時(shí)，硫磺膠泥配合比不合適，沒有嚴(yán)格按操作規(guī)程熬制，以及溫度控制不當(dāng)?shù)?，造成硫磺膠泥達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，在錘擊作用下產(chǎn)生開裂。兩節(jié)樁不在同一直線上，在接樁處產(chǎn)生曲折，錘擊時(shí)接樁處局部產(chǎn)生集中應(yīng)力而破壞連接。上下樁對接時(shí)，未做嚴(yán)格的雙向校正，兩樁頂間存在縫隙。接樁前，對連接部位上的雜質(zhì)、油污等必須清理干凈，保證連接部件清潔。檢查校正垂直度后，兩樁間的縫隙應(yīng)用薄鐵片墊實(shí)，必要時(shí)要焊牢，焊接應(yīng)雙機(jī)對稱焊，一氣呵成，經(jīng)焊接檢查，稍停片刻冷卻后再行施打，以免焊接處變形過多。檢查連接部件是否牢固平整和符合設(shè)計(jì)要求，如有問題，必須進(jìn)行修正后才能使用。接樁時(shí)，兩節(jié)樁應(yīng)在同一軸線上，法蘭或焊接預(yù)埋件應(yīng)平整服帖，焊接或螺栓擰緊后，錘擊幾下再檢查一遍，看有無開焊、螺栓松脫、硫磺膠泥開裂等現(xiàn)象，如有應(yīng)立即采取補(bǔ)救措施。
6、防止樁頂碎裂的質(zhì)量控制
在沉樁過程中，樁頂出現(xiàn)混凝土掉角、碎裂、坍塌，甚至樁頂鋼筋全部外露打壞。鋼筋與混凝土在承受沖擊荷載時(shí)，不能很好地協(xié)同工作，樁頂容易發(fā)生嚴(yán)重碎裂。樁身外形質(zhì)量不符合規(guī)范要求，施工機(jī)具選擇或使用不當(dāng)。打樁須根據(jù)斷面、單樁承載力和工程地質(zhì)條件來考慮。樁頂與樁帽的接觸面不平或樁沉入土中時(shí)樁身不垂直，使樁頂面傾斜，造成樁頂局部受集中應(yīng)力破損；沉樁時(shí)，樁頂未加緩沖墊或損壞后未及時(shí)更換，使樁頂直接承受沖擊荷載。設(shè)計(jì)要求進(jìn)入持力層深度過大，施工機(jī)械或樁身強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求。發(fā)現(xiàn)樁頂有打碎現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)停止沉樁，更換并加厚樁墊。如有較嚴(yán)重的樁頂破裂，可把樁頂剔平補(bǔ)強(qiáng)，再重新沉樁。如因樁頂強(qiáng)度不夠或樁錘選擇不當(dāng)，應(yīng)換用養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長的“老樁”或更換合適的樁錘。
三、樁基施工的質(zhì)量檢測
1、由散體材料樁或低粘結(jié)強(qiáng)度樁和土組成的復(fù)合地基（碎石樁、石灰樁等），采用靜載荷試驗(yàn)也可采用靜力觸探分別對樁和土進(jìn)行檢測，確定復(fù)合地基承載力。
2、大直徑樁宜采用聲波透射法或鉆芯法檢測。各類樁、墩及樁墻結(jié)構(gòu)完整性檢測，一般采用低應(yīng)變或高應(yīng)變動(dòng)力試樁法檢測。
3、采用靜載荷試驗(yàn)檢測由高粘結(jié)強(qiáng)度樁和土組成的復(fù)合地基（水泥土樁、CFG 樁、低標(biāo)號混凝土樁等）的豎向承載力。單樁承載力的檢測同其它剛性樁。
4、一般采用質(zhì)點(diǎn)速度監(jiān)測系統(tǒng)或加速度監(jiān)測系統(tǒng)對施工中由于震動(dòng)對環(huán)境的影響進(jìn)行測試，也可用地震儀檢測。
5、一般采用鋼弦或壓力盒通過靜載荷試驗(yàn)復(fù)合地基中，樁、土荷載分擔(dān)比進(jìn)行測定，也可采用特制的應(yīng)力傳感器測試。
6、 施工中用變形傳感器（測斜儀）對由于擠土效應(yīng)對環(huán)境的影響進(jìn)行監(jiān)測，也可用沉降變形標(biāo)配合水平儀，經(jīng)緯儀檢測。
7、使用階段樁體應(yīng)力- 應(yīng)變的測試，使用混凝土應(yīng)力計(jì)，鋼筋應(yīng)力計(jì)或特制的傳感器。
8、可以采用分貝計(jì)對施工中噪音的測試加以判定。
9、當(dāng)樁長大于30m，用其它檢測手段難以準(zhǔn)確判定樁完整性時(shí)，可采用抽芯的方法，抽芯還可以較準(zhǔn)確地判斷樁體混凝土的強(qiáng)度。也可采用聲波透射法進(jìn)行檢測。
總之，樁基工程是一繁重而復(fù)雜的過程，施工人員一定要考慮到每一個(gè)環(huán)節(jié)，統(tǒng)籌兼顧，從各方面使之合理化。好的樁基礎(chǔ)不僅僅是能保證建筑物安全，而且能不斷地提高施工質(zhì)量保障和施工進(jìn)度。
