樁基礎混凝土強度評定

1、樁基礎混凝土強度評定應考慮混凝土工藝影響 內容提要：在分析各相關規(guī)范對樁基礎混凝土設計要求和檢驗、驗 收要求基礎上，提出在樁基礎混凝土質量驗收時應考慮混凝 土施工工藝和成樁條件對樁身混凝土強度影響這一因素，并 對相關規(guī)范的對此問題的統(tǒng)一和提高規(guī)范可操作性提出建 議。、八 、-刖言隨著工程檢測技術的進步，樁基礎施工質量檢驗和驗收 評定工作逐步走向規(guī)范化和標準化，工程中的一些問題也相 繼顯現(xiàn)出來。對于樁基礎混凝土強度的評定，過去多數(shù)是以 施工時予留的混凝土立方體試塊抗壓強度檢驗結果作為主 要評定依據(jù)，近些年來，相關規(guī)范和標準對部分樁基礎混凝 土質量檢驗提出了鉆孔取芯要求，通過混凝土芯樣的抗壓強 度

2、試驗確定樁基礎混凝土強度，以此來評定樁基礎混凝土強 度是否滿足設計要求。通過一段時間的實踐發(fā)現(xiàn)，通常情況 鉆芯取樣試塊的抗壓強度小于混凝土立方體試塊抗壓強度， 有時施工期間予留的混凝土立方體試塊抗壓強度滿足設計 強度等級要求，而鉆芯取樣得到的混凝土抗壓強度達不到設 計強度等級要求，由于設計計算時考慮了混凝土工藝系數(shù)， 用芯樣抗壓強度驗算樁身承載力又滿足要求，此時質量驗收 評定是以設計強度等級為準還是以承載力計算為準，對此，現(xiàn)行有關規(guī)范標準規(guī)定的不明確也不統(tǒng)一，質量監(jiān)督部門和 工程監(jiān)理人員對規(guī)范的理解也不同，給一些工程的質量評定 和驗收帶來了問題。就此問題，提出個人看法。1、 現(xiàn)行規(guī)范在樁基礎混

3、凝土強度方面的有關規(guī)定相關規(guī)范在樁身承載力計算時對混凝土強度都有具體規(guī)定，其主要內容為： 建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007-2002 （以下簡稱地基規(guī)范）規(guī)定樁身承載力計算中應按樁的類型和成樁工藝的不 同將混凝土的軸心抗壓強度設計值乘以一個工作條件系數(shù)， 該系數(shù)取值范圍在 0.60.75 之間； 建筑樁基礎技術規(guī)范JGJ94-94 （以下簡稱樁基規(guī)范）規(guī)定在計算樁身承載力時應將混凝土軸心抗壓強度設計值 和彎曲抗壓強度設計值乘以基樁施工工藝系數(shù)，該系數(shù)取值 范圍在 0.81.0 之間。在條文說明中解釋為“考慮到樁身混 凝土實際承載力隨成樁條件而異，因此在計算樁身承載力時， 應將混凝土軸心抗壓強

4、度設計值和彎曲抗壓強度設計值按 樁類別乘以不同的工藝系數(shù)” 。該說明清楚的表達了不同施 工工藝和成樁條件會造成樁身混凝土實際強度與設計強度 等級存在差異這一事實； 建筑基樁檢測技術規(guī)范JGJ106-2003 （以下簡稱樁檢規(guī)范）規(guī)定在進行樁身混凝土芯樣試件抗壓強度計算時，乘以 混凝土芯樣試件抗壓強度折算系數(shù)，該系數(shù)“應考慮芯樣尺寸效應、鉆芯機械對芯樣的擾動和混凝土成型條件影響，通 過試驗統(tǒng)計確定，當無試驗統(tǒng)計資料時，宜取為1”。同時規(guī)定當受檢樁混凝土芯樣抗壓強度代表值小于混凝土設計強 度等級時，應判定該受檢樁不滿足設計要求。 建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范 GB50202-2002 （以下簡

5、稱驗收規(guī)范）在混凝土灌注樁質量檢驗標準表格中，要 求主控項目混凝土強度滿足設計要求，檢查方法為試件報告 或鉆芯取樣送檢。 建筑基坑支護技術規(guī)程JGJ120-9（以下簡稱基坑規(guī)程）在排樁截面承載力計算中，要求按混凝土結構設計規(guī)范進行 計算，此時將不考慮混凝土施工工藝和成樁條件對樁身混凝 土強度的影響。由此可見，地基規(guī)范、樁基規(guī)范和樁檢規(guī)范都考慮了混 凝土成型條件對混凝土強度的影響，但系數(shù)取值有較大差異， 基坑規(guī)范中排樁計算則沒有考慮這一影響。此時，出現(xiàn)如下 情況時規(guī)范的執(zhí)行可能會出現(xiàn)問題： 鉆孔取芯試驗結果沒有達到混凝土設計強度等級，但滿足 樁身承載力要求。這是比較常見的一種現(xiàn)象，如果考慮到混

6、凝土成型條件和取樣時的擾動，理論上講應該是必然現(xiàn)象， 否則考慮混凝土工藝系數(shù)（或折算系數(shù)）就不合理。這就帶 來了一個問題，即：用鉆芯法試驗結果計算樁身承載力滿足 要求，但混凝土沒有達到設計強度等級，是合格工程還是不合格工程； 計算鉆孔取芯試驗結果的強度代表值時，折算系數(shù)沒有地方統(tǒng)計資料，按樁檢規(guī)范只能取 1，此時就出現(xiàn)了受檢樁混 凝土芯樣抗壓強度代表值小于混凝土強度設計等級現(xiàn)象，按 樁檢規(guī)范只能判定為不滿足設計要求。目前多數(shù)地區(qū)還沒有 建立地方統(tǒng)計資料確定的折算系數(shù)，因此采用鉆孔取芯法檢 測樁基礎混凝土質量時，經(jīng)常會遇到這一情況，這就造成了 一種現(xiàn)象，即：明知道鉆孔取芯試驗結果應乘以大于1 的

7、折算系數(shù)，但就因為沒有地區(qū)統(tǒng)計資料而不能實現(xiàn)，此時能否 判定為合格工程； 按照驗收規(guī)范，予留試塊和鉆孔取芯只要采取了一種方法， 就可評定混凝土施工質量是否滿足要求，這就容易給人一種 理解，即鉆孔取芯試件強度應等同于予留混凝土試塊強度， 如果鉆孔取芯試驗強度低于設計強度等級，即說明施工沒有 達到設計要求。而目前予留混凝土試塊是普遍的做法，采用 鉆孔取芯法的工程也都有予留試塊，當兩種試驗方法結果不 同時，應以那種方法作為驗收依據(jù)； 按基坑規(guī)程計算支護樁截面承載力時執(zhí)行混凝土結構設 計規(guī)范，此時不考慮樁身混凝土工藝系數(shù)，這就出現(xiàn)了一個 矛盾，既同樣的施工工藝和成樁條件，作為工程樁時承認施 工工藝和成

8、樁條件對混凝土有影響，作為支護樁又不考慮這 一影響，此處是否出現(xiàn)了規(guī)范的不統(tǒng)一，支護工程雖然多數(shù) 是臨時結構，但也有永久支護結構，不考慮樁基礎施工工藝 對混凝土強度的影響是否會出現(xiàn)支護結構安全問題； 同一種樁型，地基規(guī)范和樁基規(guī)范規(guī)定的混凝土工藝系數(shù)（或工作條件系數(shù)）差異較大，計算樁身承載力時應執(zhí)行哪 個規(guī)范，當檢測結果按樁基規(guī)范計算滿足要求，按地基規(guī)范 計算不滿足要求時矛盾更加突出。2、 施工工藝對樁身混凝土強度的影響 目前，很多質量監(jiān)督部門和工程監(jiān)理單位在控制樁基礎 混凝土施工質量和評價樁基礎混凝土強度時，還是以設計強 度等級為質量驗收標準，當發(fā)現(xiàn)樁身混凝土實際強度沒有達 到設計強度等級時

9、即認為樁基礎混凝土工程施工質量不合 格，這種做法實際上沒有考慮成樁條件對混凝土強度的影 響。地基規(guī)范和樁基規(guī)范都有規(guī)定，在計算樁身承載力時混凝土抗壓強度設計值應乘以一個小于 1 的工藝系數(shù)，樁檢規(guī) 范規(guī)定在計算芯樣強度時乘以一個大于 1 的折算系數(shù)，這樣 做是必要的，也是合理的。這種做法同時已經(jīng)承認了一個事 實，既施工工藝不同，將會造成樁身混凝土的實際強度小于 設計強度等級。在計算樁身承載力時已經(jīng)考慮了這一影響， 而在質量驗收時又不承認這一影響，顯然是不合理的。對于灌注樁，樁基礎施工工藝對混凝土強度的影響主要 體現(xiàn)在以下幾個方面： 水下灌注混凝土時， 樁孔中的泥漿 侵入混凝土拌和物中，造成混凝

10、土強度降低或樁身混凝土缺陷； 樁孔縮徑或局部塌孔造成樁身混凝土缺陷； 當?shù)鼗?層為吸水性較強的粘性土時，樁周土的吸水作用可能會使混 凝土產(chǎn)生局部脫水現(xiàn)象，造成混凝土強度的降低； 混凝土養(yǎng)護條件不同造成相同齡期同條件養(yǎng)護試塊強度 與樁身混凝土實際強度出現(xiàn)差異，此處所說的同條件只是地 表附近樁身與同條件養(yǎng)護試塊的養(yǎng)護條件相近，而樁身下部 所處的溫度、濕度條件與同條件養(yǎng)護試塊所處的養(yǎng)護條件并 不相同，造成同齡期樁身混凝土強度與同條件養(yǎng)護試塊強度 出現(xiàn)差異， 由于成樁條件影響， 樁身混凝土均勻性不好， 檢測數(shù)據(jù)離 散性大。上述影響必定造成樁身混凝土強度檢測結果低于設計強 度等級，因此，評價樁身混凝土

11、強度是否合格時，不應要求 樁身混凝土強度檢驗結果必須滿足設計強度等級要求，而應 綜合考慮成樁條件和檢測方法的影響等因素。3 、檢測方法對芯樣強度檢測結果的影響 當采用鉆孔取芯法檢驗樁身混凝土強度時，機械鉆孔對混凝 土的擾動會造成芯樣內部產(chǎn)生細微的裂隙，從而造成芯樣抗 壓強度偏低，這種現(xiàn)象是存在的，越是強度等級低、芯樣尺 寸小的情況下這種現(xiàn)象越明顯。因此，采用鉆芯法評價混凝 土強度時，適當考慮這一因素的影響是合理的。芯樣直徑測量誤差對試驗結果也有一定的影響，當鉆孔深度 較大時，由于鉆桿的晃動和鉆機在震動下產(chǎn)生移動，可能造 成芯樣不同部位直徑相差較大，測量芯樣直徑時，按規(guī)定取 芯樣中部兩個垂直方向

12、直徑的平均值，但有時此處并不是最 小直徑，而芯樣破壞時容易在最小直徑處先發(fā)生破壞，因為 此處不但受力面積小，而且混凝土強度可能也是比較低的部 位。另外樁檢規(guī)范規(guī)定，沿試件高度任意直徑與平均直徑相 差 2mm 以上時不得用做抗壓強度試驗，而此部位可能正是 樁身混凝土有問題的部位，例如局部混凝土強度低，或該處 混凝土出現(xiàn)離析、分層等現(xiàn)象，是否剔除這類試件應慎重考 慮。上述兩種情況對樁身混凝土的檢測結果是有影響的，但 要準確的確定其影響程度又是很困難的事。4 、幾點建議 根據(jù)上述存在的問題和個人對這些問題的理解，建議在 樁基規(guī)范修編時考慮如下問題。 工程樁檢驗時檢驗樁混凝 土強度評價應考慮樁基礎施工工藝影響，即允許工程樁混凝 土實際強度低于設計強度等級，但必須滿足承載力設計要求，