套管護壁成孔灌注樁質(zhì)量控制

1、套管護壁成孔灌注樁質(zhì)量控制南京江城工程項目管理有限公司梁繼光摘要：套管護壁成孔港灌注樁在江河淤積土層中施工往往會因地下水豐富，土層松軟和易出現(xiàn)局部液化等情況加之水下灌注砼不能引起高度重視，而產(chǎn)生難以控制的嚴重質(zhì)量缺陷。下面是我結(jié)合北外灘水城樁基施工情況，談一談灌注樁質(zhì)量控制的體會。關(guān)鍵詞：沉管施工灌注樁質(zhì)量控制前言：南京北外灘項目，位于南京長江大橋北端沿江岸向東2.3-5.5公里范圍內(nèi)，一期工程項目規(guī)劃設(shè)計28 幢（ D01-D28）三層花園洋房， 均無地下室，一層架空，框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計地面整平標高為7.00m。建筑采用灌注樁基，樁徑400 ，有效長度 23 米，砼強度為 C25，鋼筋籠長 16

2、 米。沉管灌注樁試驗樁情況樁徑/ 樁長砼充盈系數(shù)低應(yīng)變檢測單樁極限承載力試驗樁 1#400 /23m128 類1800kn試驗樁 2#400 /23m120 類1450kn試驗樁 3#400 /23m134 類1700kn設(shè)計院根據(jù)試驗樁的結(jié)果，經(jīng)過技術(shù)論證和成本測算決定將基礎(chǔ)設(shè)計為灌注樁，施工方法采用直徑為 377 套管振動沉管灌注樁。 施工完成后按規(guī)定進行土方開挖并做好工程樁檢測， 工程樁驗收就發(fā)現(xiàn)存在嚴重的質(zhì)量缺陷， 最終只有對原設(shè)計樁基進行錯桿樁加固。1、沉管灌注樁工藝特點振動沉管灌注樁按施工工藝的不同分為人工挖孔樁和機械成孔樁， 機械成孔樁又分為干做業(yè)成孔和濕做業(yè)成孔， 振動沉管砼灌

3、注樁即為套管成孔灌注樁的一種，其主要施工程式序就是把套管沉入地下， 在套管內(nèi)放入鋼筋籠后向管內(nèi)澆注1砼，同時拔出套管。一般在套管端部嵌裝鋼筋砼預(yù)制樁尖或采用活瓣樁尖，為了保證灌注樁砼的密實，減少樁身質(zhì)量缺陷，又可以采用全復(fù)打、半復(fù)打或翻插法三種施工措施。目前我國采用沉管灌注樁的有效樁長為15 米左右，套管直徑為273 -500 ，適于工程地質(zhì)條件N63.5 25 的地區(qū)。2、工程地質(zhì)情況分析2 1 項目處于長江灘涂地段。場地屬長江漫灘地貌，場地環(huán)境類別為類，場地地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性， 場地地基液化等級為中等液化， 屬抗震不利地段；建筑場地類別為類，特征周期 Tg=0.45s；建筑場地屬穩(wěn)

4、定場地，適合本工程建設(shè)。22 場地巖土層自上而下依次為：層素填土，工程性能差；1 層粉土具中等壓縮性，可液化土層，土質(zhì)較差；2 層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土具高壓縮性，工程性能極差； 3 層粉土具中等壓縮性，為可液化土層，工程性能較差； 4 層松散 - 稍密粉細砂，具中等壓縮性，為可液化土層，工程性能較差；5層中密狀細砂夾粉砂，工程性能較好，可作為基礎(chǔ)持力層；6a、 7a 粉質(zhì)粘土夾粉細砂均局部分布，且厚度變化較大，具中等壓縮性，工程性能一般。6層中密密實狀細砂夾粉砂，具中等壓縮性， 工程性能較好， 是良好的樁基持力層。 7 層密實狀細砂夾粉砂，具中等壓縮性，工程性能好，是良好的樁基持力層。層中密

5、- 密實狀卵礫石層，工程性能好。23 擬建場地地下水為孔隙潛水，主要含水層為表層填土，1 層、 2層及砂層， 3 層為弱含水層。受大氣降水和地表徑流補給，以蒸發(fā)及側(cè)向徑流為主要排泄途徑。勘察期間地下水位埋深0.50 1.90m，水位呈季節(jié)性變化，年變化幅度 1.00m 左右，近三年歷史最高水位埋深約0.20m。2 4 地基變形特征指標土層重力密度各級荷重壓力下孔隙比 e編號30kPa50kPa100kPa200kPa400kPa 800kPa(KN/m )118.70.8120.7980.780.7540.721218.41.0060.9280.8920.8460.7902319.10.816

6、0.7870.7710.750.722419.20.7750.7560.7450.7290.706519.60.7100.6970.6880.6750.656619.70.6870.6620.6550.6440.6290.613719.20.7440.6950.6880.6760.6590.6387a19.90.6920.6530.6300.6020.5690.53820.10.5600.5490.5400.5280.5090.4953、施工過程中出的異常情況31 場地標高的變化。施工場地在施工前測定自然標高為7.1-7.5 米，灌注樁施工完成后再測地面標高為6.8-7.2米，高程下降了 20

7、0-350 ，從地表上觀察也發(fā)現(xiàn)樁越密的區(qū)間， 地面下沉的幅度越大。 整個單位工程基底面積范圍內(nèi)呈鍋底狀，中心的位置明顯低于四周的標高。32 充盈系數(shù)的變化。 試驗樁的充盈系數(shù)為1.2-1.4之間，隨著工程的進展，工程樁施工砼充盈系數(shù)也隨之變大，特別是群樁或樁位較密的范圍內(nèi)，最大的單樁充盈系數(shù)已達到， 1.5 以上。33 施工現(xiàn)場地表水上涌。護管下沉過程中地下水從沉管的側(cè)壁隨管尾拔出孔，地下水涌出地面越來越重，最后也會有少量的泥在其中，形成泥漿狀。每根樁的出水量在 30-50Kg34 砼水灰比和塌落度?，F(xiàn)場采自拌砼，砼的塌落度在120 ，水泥含量按正常的配比投放。由于自拌砼石子為1-2 。4、

8、成樁質(zhì)量缺陷按正常的砼養(yǎng)護時間完成養(yǎng)護， 由總承包單位組織對基坑土方進行有序開挖，發(fā)現(xiàn)成樁存在以下嚴重質(zhì)量缺陷。41 縮頸。這種情況較普遍，幾乎70%的樁都有不同程度存在縮頸問題。42 斷樁。有的半截樁，還有樁頭1-2 米范圍內(nèi)有砼，但2 米以下又找不到砼的現(xiàn)象。43 鋼筋籠下沉。有樁盡管砼不少，但鋼筋籠卻找不到，有的在樁頂設(shè)計標高 2 米內(nèi)都找不到鋼筋344 泥土夾心。有些樁身僅存鋼筋骨架，局部夾泥充斥其中，或出現(xiàn)類水泥土一樣的混合物。45 砼流失。造成開挖后設(shè)計標高下2-3 米仍未有樁頭。5、工程樁檢測結(jié)果分析現(xiàn)場進行工程樁檢測結(jié)果，單樁承載力差異很大，有46%的單樁達不到設(shè)計要求；小應(yīng)變

9、檢測38%為四類樁。一類樁還不到被檢測總樁數(shù)的15%。砼抽芯試壓 100%達到設(shè)計砼強度。檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計如下：51 低應(yīng)變和單樁承載力試驗數(shù)據(jù)棟號D2D4D5D6D7D9D10D12D14樁號33287890300278167159803067110單樁承載力98112112126112112989812611211211298棟號D18D20D21D24D25D26D27樁號10522914751932369313680單樁承載力987098701121127011284112112112112單樁承載能力靜力試驗的樁總數(shù)為57 根，數(shù)據(jù)統(tǒng)計其中 31 根滿足 140T的試驗要求，26 根試驗

10、數(shù)據(jù)如下不能滿足設(shè)計要求。不合格率為 4652 工程樁抽芯檢測砼強度統(tǒng)計表（設(shè)計砼強度C25）棟號D7D1D12D17D17D21D21D22D6D6D7樁號12981778121874563251314122強度C20.9C20C19.7C14.2C20.7C15.5C16.2C20.2C23.8C20.9C20.1數(shù)據(jù)總檢測單樁 11根，不合格單樁11 根統(tǒng)計砼強度檢測合格率 06、成樁質(zhì)量缺陷分析61 場地下陷標高降低說明地下某土層密實度不好，經(jīng)過施工工振動，高壓縮性土層體積減少，造成地表面下沉。462 砼充盈系數(shù)超標，按設(shè)計和試樁數(shù)據(jù)在1.2-1.3均為正常，而施工過程中有的達到 1.

11、7 以上，也說明地下土層較松軟， 甚至可能出現(xiàn)地下河或地下流砂層，或夾層江淤。63 地下水上涌，再一次說明地下水非常豐富，地下水上涌造成地下某軟層體積緊縮， 地下水散失也使地下體積減小，從而造成地面下陷的情況。地下水充足也使正常澆筑的砼稀釋，進而使砼有可能損失未來強度。64 砼強度不滿足設(shè)計要求，除了地下水沖刷造成砼中水灰配比的改變以外，還受泥漿和較影響， 自拌砼受人工操作的影響也是砼強度不能保證的重要因素之一。65 鋼筋籠下沉，主要是由于土層松軟，成孔擴大及砼本身的流塑性極強造成的，鋼筋的密度比砼的密度大，所以造成鋼筋下沉。66 樁身泥土夾心由于樁位設(shè)計的密度問題，后一根樁施工對前一根樁砼尚

12、未凝固的樁來說沖影響較大，有的把樁間土體向擠入已打入樁身，也有的是第二根樁施工時造成樁身周邊泥土流動使已施工的樁身砼隨土層移動產(chǎn)生的負壓而移動，從而另一側(cè)的泥土也就擠入樁身，造成樁身夾泥的現(xiàn)象產(chǎn)生。67 大量出現(xiàn)斷樁的情況，主要是地面下土體較軟，樁成型后未達到初凝強度時，沉管所產(chǎn)生的剪切把樁剪斷，拔管速度較快也是產(chǎn)生斷樁的重要原因，拔管速度太快， 砼夾在管中未能及時流出，從而減少充盈系數(shù)， 給施工人員工造成充盈系數(shù)較小的假象。實際上，極易產(chǎn)生空洞、坍塌，從而造成樁身質(zhì)量的嚴重缺陷。68 樁身縮頸是極易產(chǎn)生的質(zhì)量現(xiàn)象，沉管急速將原狀土擠開使得局部套管周圍土體顆粒之間的水和空氣不能快速向外擴散，形

13、成空氣和地下水的壓力，套管拔出后周圍的壓力就把局部樁身擠壓成縮頸狀，在極易流塑的淤泥質(zhì)土中由于套管發(fā)生振動的作用， 使淤泥迅速填充此壓力小的砼內(nèi)，形成該土層中樁身被阻等情形下產(chǎn)生樁身縮頸的情況也較多。7、沉管灌注樁質(zhì)量預(yù)防措施綜上表象分析及數(shù)據(jù)推斷， 我覺得沉管灌注樁應(yīng)從以下幾下方面進行質(zhì)量把控：571 客觀分析地質(zhì)勘探資料，對于很難控制的土層決不能因成本等原因而選擇振管灌注砼樁， 特別是在地下有極易壓縮的軟土層、地下水豐富、 有流塑性較強的淤泥土或有液化地層濕陷性膨脹性土層等。72 科學(xué)統(tǒng)計試樁資料，認真把試驗的施工數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)整理歸納并精確分析，對于充盈系數(shù)的取值要找出科學(xué)的依據(jù)。73

14、在施工前要編制實用的施工方案特別對地下水豐富的水下砼灌注要精心設(shè)計并在施工過程中嚴格控制，建議比正常砼配比強度增加20%-30%。水灰比控制也就是控制了砼的塌落度， 特別是最初灌入套管的砼和最后灌入套管砼的一定要控制用水量。一般有筋砼的塌落度為80-100 ，素砼塌落度為60-80 74 鋼筋籠要固定好，不能提前剪斷吊繩或吊繩不結(jié)實而被掙斷。第一次砼的灌注量要達到鋼筋籠底面標高，然后再放入鋼筋籠。75 根據(jù)實際情況選擇全復(fù)打、半復(fù)打或翻插法等施工措施。如果充盈系數(shù)小于 1，則一定要全部復(fù)打。全長復(fù)打時要注意前后兩次沉管軸線的重合，復(fù)打要在第一次灌注的砼初凝之前完成。采用反插法施工時要注意在沉管

15、灌滿砼之后要先振動后拔管，一次拔管高度為0.5-1.0M ，反插深度控制在 0.3-0.5M 范圍內(nèi)，穿過淤泥或流塑性泥質(zhì)中要放慢拔管速度，或是在此范圍內(nèi)放棄反插。76 控制砼充盈系數(shù)，嚴禁充盈系數(shù)小于1.0 的情況發(fā)生，正常應(yīng)根據(jù)地質(zhì)土地層情況控制在1-1.3之間。成樁后的樁身砼頂面標高要高于設(shè)計標高的500 以上，這些也應(yīng)綜合考慮影響砼量的因素。77 控制拔管速度，根據(jù)施工經(jīng)驗，一般拔管速度控制在1.5m/Min 以內(nèi)，對土質(zhì)較軟、流塑性大的土層中最好控制在不超過0.8m/Min ，從而控制斷樁的發(fā)生機率。78 樁間距的控制，一般在群樁基礎(chǔ)中樁中心的距離在4 倍樁徑以上，若小于這個標準，

16、施工時一定要采用跳打的辦法。調(diào)整施工順序采用跳打的辦法要注意，跳打時必須要等到相鄰成樁達到設(shè)計強度的60%以上。79 確保砼樁尖的材料質(zhì)量，決不能在施工時將村尖壓入沉管中，從而使砼無法正灌注， 為了保證樁尖和套管的密封， 也可以將預(yù)制樁頭纏繞上麻繩或墊硬質(zhì)紙板等材料。保證泥漿和水不進入套管中。6結(jié)束語：沉管灌注樁適應(yīng)于粘性土、粉質(zhì)土、砂土、回填土及流塑性不強的淤泥中，如果在厚度較大、 靈敏性較高的淤泥、 流塑狀態(tài)的粘性土等軟質(zhì)土層中采用振動沉管灌注樁，一定要制定非常的詳細和科學(xué)的施工方案， 要有針對性的質(zhì)量保證措施，經(jīng)試驗樁工藝測試滿足工程需要后方可使用。 水下灌注砼一定要有水下灌注措施，一般的來應(yīng)提升一個砼級別較合適， 同時應(yīng)有較好的合易性， 水泥用量不應(yīng)少于 360kg/M3 。樁基施工中如不能嚴格控制好工藝措施， 就有可能造成重大的質(zhì)量損失， 有的就要把原的樁基進行大面積加固或推倒重來。這