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鉆孔灌注樁靜載檢測異常原因分析及應對措施

發布日期:2015-08-11 查看次數:1449

       【摘  要】樁基承載力,決定了基礎是否能夠承擔上部建筑的荷載并控制其沉降變形,確保建筑物安全。樁基靜載試驗,是目前使用最為廣泛的樁基承載力檢驗方法,其檢驗結果也最為直觀、準確、可靠。本文以漢陽四新北路某項目樁基工程為例,對鉆孔灌注樁靜載檢測異常情況的原因及應對措施進行分析和總結。

   【關鍵詞】  樁基  鉆孔灌注樁  承載力  靜載檢測  質量控制

      1、四新北路某項目樁基靜載檢測情況介紹

該項目地下室D-67#樁為φ700mm后注漿鉆孔灌注樁,設計樁長約31m,樁端入持力層(7-2)中風化粉砂質泥巖不小于1m,采用樁端后注漿,注漿量1.6t,抗壓承載力特征值3200KN。該樁實際樁長31.1m,實際入巖深度1.1m。靜載檢測加載至第七級時沉降陡增,總沉降量超過40mm,且持續沉降無法加壓,檢測單位判定該樁極限承載力為3840KN

該樁在成孔、灌注過程中未發現異常情況,但在破除樁頭浮漿制作樁帽時,發現鋼筋籠中心與樁頭砼中心不重合,且樁頭直徑較大。經復核,鋼筋籠中心偏位達到180mm,考慮到可能存在成孔護筒直徑過大(φ1200mm)以及測量、對位偏差等因素,后將樁帽護筒反向糾偏50mm,并澆筑砼。經現場分析,初步排除了樁底沉渣過厚、地基土破壞等原因,結合樁帽制作時發現的情況,判斷樁帽以下砼破壞的可能性較大。

靜載后,經過開挖驗證,發現樁帽以下02.8m范圍內的樁身呈蘑菇頭狀,最大直徑約1800mm;蘑菇頭段鋼筋籠外的砼縱向開裂,鋼筋籠輪廓已大部分露出,鋼筋籠內砼輕微呈橫向開裂,且有少量夾泥,夾泥截面約70mm×50mm;樁帽與樁身已呈約2°的傾斜。

根據開挖后的觀察情況,驗證了初步判斷結果,并判斷原因為鋼筋籠傾斜后局部樁身垂直度偏差過大,加上樁芯夾泥影響,靜載加載后形成局部應力集中,最終造成樁破壞。后經業主、檢測及施工單位協商,另行抽取了一根同類型工程樁進行靜載試驗,靜載結果滿足設計要求。

上述情形只是樁基靜載檢測試驗異常的原因之一,事實上,影響靜載檢測的因素還有很多。本文結合施工經驗和參考相關資料對這些因素進行逐一分析,并對如何防范、規避這些問題的出現提出不成熟的應對措施。

      2、鉆孔灌注樁靜載檢測異常原因分析及應對措施

2.1 設計、勘察因素

施工單位應根據設計參數、地勘報告以及破壞性試樁施工情況,對單樁承載力進行估算和對比分析,對存在明顯偏差的,應在圖紙會審中提出質疑。在試樁施工過程中,對地層巖土技術參數明顯與施工實際情形不相吻合的,應提請重新補勘。對相關單位明確不進行破壞性試樁的工程,應正面闡述觀點,并留存相關記錄,避免可能存在的質量風險。

2.2 施工因素

2.2.1樁身縮徑

樁身縮徑會造成基樁的截面周長和截面積縮小,樁體與地基土接觸的面積將隨之縮小,單樁承載力(即摩擦力和端阻力)將大幅降低。在施工過程中應從以下方面加強控制:

1)在施工前,應仔細研究地勘報告,并根據實際情況,對易縮徑土層采取針對性措施。例如對存在復雜地層的工程進行試成孔作業,并根據試成孔的檢測情況,制定適宜的泥漿指標、機械選型等。

2)在開孔前,應對鉆頭尺寸進行復核,并根據實際情況進行調整,以確保成孔孔徑滿足設計要求。

3)做好施工準備工作,工序搭接需緊湊,盡量減少空孔停置時間;

4)在成孔提鉆有嚴重刮泥現象、鋼筋籠沉放受阻或空孔停置時間較長時,應進行掃孔。

2.2.2夾泥斷樁

夾泥斷樁即樁身砼不連續,出現較嚴重的斷層。造成斷樁的主要原因和應對措施如下:

1)當初灌量不足或拔管過多時,導管內會涌入泥漿,從而形成斷樁。在施工前,應將理論初灌量和砼灌注操作規程向現場施工員和操作工人進行詳細交底。在施工時,必須堅持拔管前必須測孔的原則,防止在樁身擴徑后出現判斷錯誤。

2)灌注前必須安裝隔水栓,否則會造成導管內的砼和泥漿混合,從而極易形成樁底、樁頭夾泥情況。

3)在灌注前,導管底口與孔底距離不得大于0.5m。當距離過大時,灌入孔內的砼會與孔底泥漿混合,從而造成夾泥情況。

4)當導管密封性性能差而漏水時,導管內砼會出現離析,并形成骨料堆積,從而造成堵管。在施工前,應進行水密性試驗;在導管安裝時,應仔細檢查密封圈是否缺失或損壞。

5)當商砼自身質量較差,如坍落度過大或過小、初凝時間較短時,也容易發生堵管斷樁情況。在開工前,應對商砼站的生產能力、質量、運距進行綜合考慮和選用。在施工中,應加強砼質量檢查,進行現場試塊的制作和送檢工作。

6)如在灌注過程中出現孔壁坍塌情況時,塌落的泥土會沉積在砼面上,在導管上下活動時,導管接頭處極易將泥土帶入砼中,從而形成夾泥;同時,塌孔還可能造成測孔、拔管的錯誤,從而形成斷樁。除應加強泥漿的控制外,在灌注過程中還應觀察孔口情況,如出現地面塌陷、氣泡涌起、漿面異常等情況時,應迅速查明原因,并及時處置。

2.2.3樁身垂直度偏差過大

當樁身垂直度偏差過大時,樁身承載力會衰減。在施工機械就位前,應對場地進行硬化處理,確保機械平穩。同時,在鉆進過程中應加強對鉆桿垂直度的檢查力度。

2.2.4泥皮過厚

當成孔時間過長、泥漿比重或粘度較大時,容易出現泥皮厚度超偏。施工時,應根據地層情況,合理選用成孔機械,有效減少成孔時間。同時,在滿足成孔基本要求的情況下,應合理降低泥漿比重和粘度。

2.2.5沉渣過厚

當沉渣厚度較大時,樁端承載力將逐步喪失,對單樁承載力有極大影響。根據自身經驗和相關文獻、專家觀點,在樁端承載力嚴重弱化的情況下,即使樁側摩擦力能夠達到單樁承載力要求,其沉降量也是無法控制的,這也是規范中要求樁端持力層應選在堅硬土層上的原因。在施工中,應加強泥漿質量控制,并選擇合理、有效的二次清孔手段。應特別注意的是,在二次清孔時,導管深度應與實際孔深相符。

2.2.6樁頭制作質量差

1)鋼筋籠中心與樁中心不一致

在鋼筋籠安放時,應安裝墊塊,避免出現鋼筋籠偏向一邊的情況。而且,鋼筋籠必須焊接吊筋,保證鋼筋籠處于順直、懸空、居中狀態。試樁砼灌注完畢后,吊筋和護筒最好在混凝土接近初凝時再行拆除。

2)樁帽中心與樁中心不一致

在樁帽制作時,破除樁頭浮漿后往往會出現鋼筋籠中心與樁頭砼中心(即護筒中心)不重合的情況,從而無法準確確定實際樁中心的位置,漢陽四新北路項目的D-67#樁就是此類情況。所以,在護筒埋設時應保證豎直,埋設完畢后必須進行測量復核。在試樁護筒偏位不大的情況下,鉆機應按護筒中心進行對位。當發現樁頭砼中心與鋼筋籠中心不重合時,應將樁頭開挖至護筒以下樁身部位,確定實際樁中心后再安裝樁帽護筒。

3)樁頭處理質量差

在樁帽制作時,坑內積水、泥漿或泥渣容易附著在樁頭上。在樁帽砼澆筑前如不清理干凈,這些雜物將直接降低樁帽與樁身結合部的砼強度,甚至會在樁帽砼與樁身砼之間形成隔層造成斷樁。在砼澆筑前,應將樁頭清理干凈,并對樁頭進行適度濕水。

2.3.檢測因素

2.3.1支墩不牢固

當場地軟弱時,支墩會自然下沉,從而造成周邊土整體隆起。周邊土整體隆起后,架設在附近的百分表也會隨之隆起,并形成百分表的讀數變大,從而造成樁沉降的假象。為避免此類情況,應對靜載場地采取有效的硬化措施,并在試樁樁頂設置4個呈十字形分布的高程觀測點,對靜載試驗前后的數據進行對比。

2.3.2加載過快

當支墩下沉失效或設備故障后再次開啟時,由于檢測人員操作不當,容易出現加載速度過快的情況。加載速度過快,就無法準確體現荷載與變形的關系,進而對試驗結果帶來偏差。在靜載試驗前,應了解所使用千斤頂的型號和數量,按分級加載量計算相應油壓表讀數。

2.3.3偏心受壓

在靜載試驗中,荷載板、千斤頂組合、支撐梁、荷載堆等中心應與樁中心基本重合,否則基樁容易出現偏心受壓情況。在靜載試驗設備安裝時,應該由專業技術人員進行跟蹤檢查。

2.3.4未進行預壓

由于樁、砂墊層、荷載板之間存在一定間隙,如不進行預壓,會造成沉降假象。在條件允許的情況下,沉降測定平面宜設置在樁頂以下200mm處。

      3、結語

樁基是隱蔽工程,且事關建筑物的穩定和安全,在施工中一定要加強開工前的技術分析、策劃和交底,要加強全過程質量控制,要對施工過程情況進行詳細記錄。當出現問題后,應及時向主管部門和相關單位進行匯報,以便拿出切實可行的補救措施。

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