工程施工中砼灌注樁質(zhì)量監(jiān)1

1、工程施工中砼灌注樁質(zhì)量監(jiān)督 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的因素很多，因此判定起來(lái)比較難以準(zhǔn)確。筆者依據(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。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。

2、前面公式在孔底沒有沉渣情況下成立。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。樁質(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)

3、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。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)

4、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，有些是可見的，有些是不可見的。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， 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

5、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、

6、埋管，引起斷樁事故。b.控制導(dǎo)管埋深,控制導(dǎo)管埋深24m，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。對(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

7、，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?？偠灾?，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)缺陷及防治措施人工挖孔樁：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)

8、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。鉆孔灌注樁：樁底地基承載力不足原因：樁端沒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

9、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)聲音感覺較好)、工程地質(zhì)資料進(jìn)行綜合考慮?？s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

10、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?。?、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

11、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23m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。筆者在參加福州火電廠化學(xué)處理房樁基工程施工時(shí)，其中18號(hào)樁鋼筋籠就出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，是因?yàn)閿嚢铏C(jī)操作者與灌注平臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)的操作工人，在這根樁灌注時(shí)臨時(shí)換人，兩個(gè)主要崗位的工人操作不熟練，所拌的砼和易性差，提管的卷?yè)P(yáng)機(jī)不靈活，出現(xiàn)第一斗剪球時(shí)，砼下不去經(jīng)反復(fù)活動(dòng)敲擊導(dǎo)管，砼才下注，又注了好幾斗，就發(fā)現(xiàn)在灌注中鋼筋籠自然上升，將導(dǎo)管上提離孔底合適高度，鋼筋籠才徹底止住上浮。斷樁

12、與夾泥層原因：1、泥漿過(guò)稠，增加了澆注砼的阻力，如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊，因此，在施工中經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)管堵塞、流動(dòng)不暢等現(xiàn)象，有時(shí)甚至灌滿導(dǎo)管還是不行，最后只好提取導(dǎo)管上下振擊，由于導(dǎo)管內(nèi)儲(chǔ)存大量砼，一旦流出其勢(shì)甚猛，在砼流出導(dǎo)管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內(nèi)，造成夾泥層；2、灌注砼過(guò)程中，因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗虑蛞彩窃斐蓨A泥層和斷樁的原因。導(dǎo)管提漏有兩種原因：a.當(dāng)導(dǎo)管堵塞時(shí)，一般采用上下振擊法，使混凝土強(qiáng)行流出，但如此時(shí)導(dǎo)管埋深很少，極易提漏。b.因泥漿過(guò)稠，如果估算或測(cè)砼面難，在測(cè)量導(dǎo)管埋深時(shí)，對(duì)砼澆注高度判斷錯(cuò)誤，而在卸管時(shí)多提，使導(dǎo)管提離砼面，也就產(chǎn)生提

13、漏，引起斷樁；3、灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而上部砼已接近初凝，形成硬殼，而且隨時(shí)間增長(zhǎng)，泥漿中殘?jiān)鼘⒉粩喑恋?，從而加厚了積聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注極為困難，造成堵管與導(dǎo)管拔不上來(lái)，引發(fā)斷樁事故；4、導(dǎo)管埋得太深，出時(shí)底部已接近初凝，導(dǎo)管拔上后砼不能及時(shí)沖填，造成泥漿填入。防治方法：1、認(rèn)真做好清孔，防止孔壁坍塌；2、盡可能提高混凝土澆注速度：a.開始澆砼時(shí)盡量積累大量砼，產(chǎn)生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力。B.快速連續(xù)澆注，使砼和泥漿一直保持流動(dòng)狀態(tài)，可防導(dǎo)管堵塞；3、提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，灌注砼過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量導(dǎo)管埋深，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程；4、灌注水下砼前檢查導(dǎo)管是否漏水、彎曲等缺陷，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)更

14、換。三、砼灌注樁質(zhì)量判定之探討人孔挖孔樁強(qiáng)風(fēng)巖承載力的判定如果端承樁荷載要求較小(小于1000kPa)， 而且地層是由強(qiáng)風(fēng)化逐漸變到中、微風(fēng)化，這時(shí)在樁底就可能遇到殘積強(qiáng)風(fēng)化物夾硬碎石層，這種情況樁底的承載力就視風(fēng)化物的結(jié)構(gòu)緊密、軟硬情況、硬碎塊的大小及含量而來(lái)判斷地基承載力，即參照碎石土的承載力；但是對(duì)于風(fēng)化成砂土狀者，則參照砂土的承載力。由于工程勘察的局限性，這一層的承載力在報(bào)告中往往誤差很大，這是由于該類巖層標(biāo)準(zhǔn)取值的誤差太大，再加上缺乏必要的荷載試驗(yàn)作對(duì)比，又因?yàn)楣こ炭辈鞎r(shí)，取土的樣不全面。作為質(zhì)監(jiān)部門，有條件的話要盡量做荷載試驗(yàn)作對(duì)比，對(duì)于人工挖孔樁，要下孔全面了解樁底巖石情況，參照

15、有關(guān)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)來(lái)鑒定。例如永安市交易市場(chǎng)挖孔樁基礎(chǔ)按地質(zhì)勘察報(bào)告中所提供的強(qiáng)風(fēng)化基巖，其承載力只有300kPa，而在開挖后筆者下孔觀察，發(fā)現(xiàn)巖石已風(fēng)化至巖石結(jié)構(gòu)徹底破壞，但呈堅(jiān)硬狀態(tài)的風(fēng)化層中含有50以上26cm硬碎塊巖石，其承載力可達(dá)1000KPa以上。中微風(fēng)化巖承載力判定。影響樁底承載力的因素有：結(jié)構(gòu)情況、樁底嵌入巖石深度、巖石單軸抗壓強(qiáng)度。一般承載力的判定方法是依據(jù)巖樣的單軸抗壓強(qiáng)度乘以回歸系數(shù)，換算成巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。fyfrk式中f巖石地基承載力的設(shè)計(jì)值(kPa)；y折減系數(shù)；frk巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)。上述的式子是規(guī)范中判定地基承載力的公式，該公式只反映所取

16、巖樣水化能力與單軸飽和抗壓強(qiáng)度，在單軸抗壓強(qiáng)度相同的情況下，由于巖石圍巖壓力阻礙了樁底巖石的破壞，因此樁嵌入巖石的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，樁底地基承載力越高；在巖石段，對(duì)于人工挖孔樁，樁周摩擦阻力非常大，使得巖石對(duì)樁的承載力大增強(qiáng)；當(dāng)然構(gòu)造上的問(wèn)題影響更大。在樁基基底驗(yàn)收時(shí)，樁承載力的判定：對(duì)于人工挖孔樁應(yīng)檢查巖石的構(gòu)造情況。如果巖石裂隙發(fā)育較少，巖石完整性好，樁承載力可以取高值；反之取低值。同時(shí)還應(yīng)檢查巖層下面有沒有夾層，發(fā)現(xiàn)巖石夾層方法：1、參考地質(zhì)勘察報(bào)告；2、用錘擊孔底巖石，如聲脆亮，則沒夾層或夾層下臥很深；3、在孔底邊巖石層面高位下方，用工具挖小洞探明，如層面高位處下方有軟層，根據(jù)巖石走向，說(shuō)明有

17、下臥軟夾層。如發(fā)現(xiàn)巖石下臥軟夾層，施工時(shí)應(yīng)挖除軟夾層。永安市紡織廠劍桿車間挖孔樁工程9C樁，筆者下孔檢驗(yàn)，樁孔已挖入巖石0.6m，但發(fā)現(xiàn)巖層很薄，且夾有4 10cm厚薄不一的風(fēng)化物軟土， 該樁底設(shè)計(jì)承載力2000kPa，筆者要求再往下挖，再進(jìn)入0.8m左右，后入孔檢查，發(fā)現(xiàn)風(fēng)化物夾層已趨尖滅，并考慮到進(jìn)入巖石1.4m，樁孔巖石段凹凸不平，樁周摩擦力可達(dá)400kPa，因此該樁如混凝土沒有太大缺陷，即使下面有軟夾層也屬封閉體，該樁巖石承載力可達(dá)2000kPa以上(巖石單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)8000kPa)。而該工程的1A樁，可能是處于構(gòu)造斷裂帶上，該孔已嵌入巖層7.5m， 可巖石的地基承載力按公式計(jì)

18、算只達(dá)1500kPa，滿足不了設(shè)計(jì)地基承載力2000KPa的要求，鑒于該孔已挖入巖石7.5m，考慮巖石圍壓作用與樁周摩擦阻力，只要求作適量孔底擴(kuò)大，仍判定該樁地基承載力符合設(shè)計(jì)要求。鉆孔灌注樁基底承載力判定。巖石構(gòu)造只能參照工程地質(zhì)勘察報(bào)告，與鉆進(jìn)情況(如鉆進(jìn)基巖時(shí)，鉆桿不會(huì)異常振動(dòng)，孔底鉆頭研磨巖石聲音均勻，說(shuō)明巖石層比較完整，反之，巖石裂隙比較發(fā)育)。要判斷巖石承載力，必須作適量抽芯檢驗(yàn)，對(duì)于沒有取芯的樁孔，依下列幾個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮： 1、鄰近孔的取芯情況；2、泥漿循環(huán)返上來(lái)的巖屑；3、鉆進(jìn)情況；4、工程地質(zhì)勘察報(bào)告。對(duì)于嵌入巖石比較深的樁，與人工挖孔樁一樣，同樣可以考慮巖石的圍壓作用，

19、但是對(duì)于樁周摩擦阻力，則不可過(guò)高計(jì)算在內(nèi)。因?yàn)闄C(jī)械成孔大部分靠泥漿護(hù)壁，泥漿循環(huán)在孔壁巖石上形成一層堅(jiān)硬潤(rùn)滑泥皮，由于在樁體與孔壁之間存在這層潤(rùn)滑泥皮，使得樁在該段巖石的摩擦阻力大大降低，甚至沒有存在，因此在判定鉆孔樁底地基承載力時(shí)應(yīng)著重考慮取上巖樣本身構(gòu)造情況、力學(xué)性能、物理性能、圍壓作用，不宜考慮樁周摩擦力；雖然機(jī)械濕孔作業(yè)的摩擦樁主要告摩擦力承載，但由于其樁長(zhǎng)比較大，整體樁不規(guī)則外形，使其具有較大的樁周摩擦力。樁身混凝土質(zhì)量判定。比較準(zhǔn)確判斷樁身砼質(zhì)量的是靜載與抽芯，但是由于靜載、抽芯為損傷性檢驗(yàn)，且費(fèi)用高、時(shí)間長(zhǎng)，所以常常采用動(dòng)測(cè)法判定樁身混凝土的質(zhì)量，而動(dòng)測(cè)法具有一定的局限性，動(dòng)測(cè)結(jié)果不能作為樁基工程竣工的驗(yàn)收依據(jù)，用于普查質(zhì)量?jī)H供驗(yàn)收參考。判斷混凝土質(zhì)量還要依施工單位素質(zhì)，掌握施工過(guò)程實(shí)際情況與施工記錄。主要依據(jù)：掌握施工過(guò)程情況與施工記錄。