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摘要本文通过对桩基施工和检测中存在的一些常见质量通病的分析,提出解决的措施,从而保证桩基的质量。
关键词桩基 钢筋笼 静载试验承载力
在建筑工程的基础选型中,桩基的应用越来越多。笔者从事施工、设计与工程管理工作多年,与施工、检测单位接触颇多,深知目前在桩基施工及静载试验各阶段均存在程度不同的问题。有些则属于工程施工人员对规范不甚理解或有法不遵;还有一些属于管理混乱,私人承包工程或因经济纠纷而造成的问题。若不能加以纠正,势必会影响桩基质量,造成资金浪费。
1、桩基施工中常存在的问题
在桩基施工中常存在的问题主要表现为施工单位在桩的入岩深度、钢筋笼的长度及混凝土的用量等方面的偷工减料,具体表现为:
1.1钢筋笼长度的控制
在GB50202-2002第5.6.4条中钢筋笼长度属于主控项目,允许偏差为±100㎜。但实际施工操作中绝大多数都是负偏差,甚至还有少下一节或少多节的现象。在正常验收的情况下为什么还会出现这样的问题呢?笔者认为以下环节被忽视了:①只注重孔口立焊钢筋接头的质量而忽视了钢筋“搭接长度”;②每段钢筋焊接接头验收后未等下一节钢筋笼吊起且接头点焊固定后就走开了;③焊好吊筋未查验焊接完成后钢筋笼子的有效长度。忽视以上第一条的后果是钢筋笼子的有效总长被缩短,笼长被缩短长度值就是超搭的长度“和”。 忽视第二条的后果是可能少下一节或少几节。控制的方法是:监理人员在旁站吊筋焊接之后,要求施工单位在吊环放至机台面时继续向下沉,直到钢筋笼完全沉到底,以检查钢筋笼是否被缩短,确保设计要求的钢筋笼长度。
1.2砼灌注方量的控制
這里主要讲的是施工人员人为地减少砼用量。其手法有:①在第二车放出1~2立方米砼后向砼车罐内加水再加速搅拌,增大砼体积来减少砼用量。控制的办法很简单,即旁站到位,严防操作者向砼中加水或其他杂物(以劣充优,以少充多)。②设计要求使用半笼的桩,即采用小直径钻头替换大直径钻头,通过缩小孔径来达到减少砼方量。控制的办法是:监理人员要求施工人员将焊好的钢筋笼向下放,若钢筋笼无法沉到孔底就可以断定桩孔下端是用小钻头进行钻孔的(因为在不缩颈的地层才有效)。
以上叙述的只是防止桩基施工中偷工减料、投机取巧的窍门,仅供质检人员或监理人员在工作中参考。要真正控制好桩基施工的质量必需要求施工人员按规程操作,质量管理人员认真检查验收,所有从业人员增强质量意识和责任感。否则,会给桩基及整个工程埋下质量隐患,造成无法挽回的损失。
2、单桩竖向静载试验中的一些问题
单桩竖向静载试验是目前国内确定基桩竖向承载力的唯一准确的方法,其它的动力测试法只是一种辅助方法。下面提出单桩竖向静载试验中存在的一些非规范性的问题。
2.1工程桩作试桩的终止加载问题
建筑桩基技术规范JGJ94-94及一些地方性法规对试桩终止条件均有明确地规定:“除对于以桩身承载力控制极限承载力的工程试桩加载至承载力设计值的1.5-2.0倍外,其余试桩均应加载至破坏。”对于工程试桩加载至破坏无可非议,否则不能准确地确定基桩的极限承载力。那为什么在目前的桩基工程中,有相当部分的试桩没有达到极限破坏呢?原因有以下几方面:
其一,工程设计人员根据地质勘察报告提供的基桩极限承载力确定其设计承载力并进行布桩。对于试桩结果大于参考基桩承载力已无法调整布桩,造成了试桩单位以基桩的参考极限承载力作为终止加载条件;
其二,试桩作为工程桩在达到极限破坏后(桩土间破坏),对其承载力的影响及恢复时间国内研究得很少,使工程设计人员心存疑虑,当试桩达到计算所需的承载力时就中止了试桩过程;
其三,试桩过程中出现了意外情况,因锚桩失效(锚桩拉出,锚筋拉断)不能继续加载;
其四,试桩已满足计算所需的承载力,而工程设计人员不愿花时间去调整原桩方案。
笔者认为:在规范中应明文规定,工程试桩一定要加载至破坏来准确地确定基桩的极限承载力。当工程桩作为试桩时(不包括桩身体料破坏),只是桩身与桩周土间发生剪切滑移破坏,随着时间的推移,桩周及桩端处土的抗剪强度会缓慢地回升,从而达到新的应力平衡,所以设计人员大可不必对此忧虑。
2.2工程桩作锚桩问题
锚桩作为抗拔桩,其抗拔承载力应由抗拔试验确定。一般情况下,当配筋能够满足不发生桩身材料强度破坏时,其锚桩的抗拔极限承载力可取0.5-0.8倍抗压极限承载力。试桩过程中,每根锚桩仅承担试桩极限承载力的1/4,远小于其极限抗拔承载力,所以工程桩作锚桩是没有问题的。
锚桩出现问题,其一为桩筋拉断,其二为某根锚桩上拔量超标。两种情况皆造成试验不能继续进行。锚桩上拔量超标经分析可能是作为工程桩,锚桩布置不均匀对称,导致受力不均,再加上一些意外因素所致。同时也不排除锚桩配筋不足的原因。因此,工程桩作锚桩,除保证桩距满足规范要求外,还应使锚桩对称布置,使其受力均匀。
非工程桩锚桩对于上拔量是没有限制的,仅将“达到锚桩的最大抗拔力……”作为抗压试桩的终止条件之一。笔者认为,锚桩作为工程桩,如果上拔量过大,且不管对其承载力的影响如何,对桩基沉降(特别是独立基础)的影响将是肯定的。
2.3考虑基坑深度对试桩承载力的修正
鉴于工期安排及施工方便的原因,工程中一般均采取先打桩后挖基坑的施工顺序,工程试桩均在地表面进行。对此,规范中没有明文规定,在工程设计中一般作法为:
(1)根据地质勘察报告中所给定的基坑深度范围内各层土的极限侧阻力标准值,算出基坑深度范围桩侧的极限承载力,然后用试桩得出的极限承载力减去此部分,即可得到实际工程桩的极限承载力;
(2)在同一场区内做一桩长等于基坑深度的对比桩试验,此试验可采用堆载法进行。此种方法适用于基坑较深或较重要的建筑物,其误差在于桩端承载力的影响不过在浅土层中,桩端阻力一般不大,其影响可忽略不计。
(3)在制作试桩时,在基坑深度范围内,采用套桶或其它隔离材料消除桩侧土对桩身的影响。此种方法仅适用于浅基坑的情况,但由于施工麻烦,应用较少。
总之,基坑越深,土质条件越好,越应该考虑其对试桩承载力的影响。
以上是笔者对桩基工程在施工及测试工作中存在的一些问题的几点看法,在此提出,以期得到指教。
关键词桩基 钢筋笼 静载试验承载力
在建筑工程的基础选型中,桩基的应用越来越多。笔者从事施工、设计与工程管理工作多年,与施工、检测单位接触颇多,深知目前在桩基施工及静载试验各阶段均存在程度不同的问题。有些则属于工程施工人员对规范不甚理解或有法不遵;还有一些属于管理混乱,私人承包工程或因经济纠纷而造成的问题。若不能加以纠正,势必会影响桩基质量,造成资金浪费。
1、桩基施工中常存在的问题
在桩基施工中常存在的问题主要表现为施工单位在桩的入岩深度、钢筋笼的长度及混凝土的用量等方面的偷工减料,具体表现为:
1.1钢筋笼长度的控制
在GB50202-2002第5.6.4条中钢筋笼长度属于主控项目,允许偏差为±100㎜。但实际施工操作中绝大多数都是负偏差,甚至还有少下一节或少多节的现象。在正常验收的情况下为什么还会出现这样的问题呢?笔者认为以下环节被忽视了:①只注重孔口立焊钢筋接头的质量而忽视了钢筋“搭接长度”;②每段钢筋焊接接头验收后未等下一节钢筋笼吊起且接头点焊固定后就走开了;③焊好吊筋未查验焊接完成后钢筋笼子的有效长度。忽视以上第一条的后果是钢筋笼子的有效总长被缩短,笼长被缩短长度值就是超搭的长度“和”。 忽视第二条的后果是可能少下一节或少几节。控制的方法是:监理人员在旁站吊筋焊接之后,要求施工单位在吊环放至机台面时继续向下沉,直到钢筋笼完全沉到底,以检查钢筋笼是否被缩短,确保设计要求的钢筋笼长度。
1.2砼灌注方量的控制
這里主要讲的是施工人员人为地减少砼用量。其手法有:①在第二车放出1~2立方米砼后向砼车罐内加水再加速搅拌,增大砼体积来减少砼用量。控制的办法很简单,即旁站到位,严防操作者向砼中加水或其他杂物(以劣充优,以少充多)。②设计要求使用半笼的桩,即采用小直径钻头替换大直径钻头,通过缩小孔径来达到减少砼方量。控制的办法是:监理人员要求施工人员将焊好的钢筋笼向下放,若钢筋笼无法沉到孔底就可以断定桩孔下端是用小钻头进行钻孔的(因为在不缩颈的地层才有效)。
以上叙述的只是防止桩基施工中偷工减料、投机取巧的窍门,仅供质检人员或监理人员在工作中参考。要真正控制好桩基施工的质量必需要求施工人员按规程操作,质量管理人员认真检查验收,所有从业人员增强质量意识和责任感。否则,会给桩基及整个工程埋下质量隐患,造成无法挽回的损失。
2、单桩竖向静载试验中的一些问题
单桩竖向静载试验是目前国内确定基桩竖向承载力的唯一准确的方法,其它的动力测试法只是一种辅助方法。下面提出单桩竖向静载试验中存在的一些非规范性的问题。
2.1工程桩作试桩的终止加载问题
建筑桩基技术规范JGJ94-94及一些地方性法规对试桩终止条件均有明确地规定:“除对于以桩身承载力控制极限承载力的工程试桩加载至承载力设计值的1.5-2.0倍外,其余试桩均应加载至破坏。”对于工程试桩加载至破坏无可非议,否则不能准确地确定基桩的极限承载力。那为什么在目前的桩基工程中,有相当部分的试桩没有达到极限破坏呢?原因有以下几方面:
其一,工程设计人员根据地质勘察报告提供的基桩极限承载力确定其设计承载力并进行布桩。对于试桩结果大于参考基桩承载力已无法调整布桩,造成了试桩单位以基桩的参考极限承载力作为终止加载条件;
其二,试桩作为工程桩在达到极限破坏后(桩土间破坏),对其承载力的影响及恢复时间国内研究得很少,使工程设计人员心存疑虑,当试桩达到计算所需的承载力时就中止了试桩过程;
其三,试桩过程中出现了意外情况,因锚桩失效(锚桩拉出,锚筋拉断)不能继续加载;
其四,试桩已满足计算所需的承载力,而工程设计人员不愿花时间去调整原桩方案。
笔者认为:在规范中应明文规定,工程试桩一定要加载至破坏来准确地确定基桩的极限承载力。当工程桩作为试桩时(不包括桩身体料破坏),只是桩身与桩周土间发生剪切滑移破坏,随着时间的推移,桩周及桩端处土的抗剪强度会缓慢地回升,从而达到新的应力平衡,所以设计人员大可不必对此忧虑。
2.2工程桩作锚桩问题
锚桩作为抗拔桩,其抗拔承载力应由抗拔试验确定。一般情况下,当配筋能够满足不发生桩身材料强度破坏时,其锚桩的抗拔极限承载力可取0.5-0.8倍抗压极限承载力。试桩过程中,每根锚桩仅承担试桩极限承载力的1/4,远小于其极限抗拔承载力,所以工程桩作锚桩是没有问题的。
锚桩出现问题,其一为桩筋拉断,其二为某根锚桩上拔量超标。两种情况皆造成试验不能继续进行。锚桩上拔量超标经分析可能是作为工程桩,锚桩布置不均匀对称,导致受力不均,再加上一些意外因素所致。同时也不排除锚桩配筋不足的原因。因此,工程桩作锚桩,除保证桩距满足规范要求外,还应使锚桩对称布置,使其受力均匀。
非工程桩锚桩对于上拔量是没有限制的,仅将“达到锚桩的最大抗拔力……”作为抗压试桩的终止条件之一。笔者认为,锚桩作为工程桩,如果上拔量过大,且不管对其承载力的影响如何,对桩基沉降(特别是独立基础)的影响将是肯定的。
2.3考虑基坑深度对试桩承载力的修正
鉴于工期安排及施工方便的原因,工程中一般均采取先打桩后挖基坑的施工顺序,工程试桩均在地表面进行。对此,规范中没有明文规定,在工程设计中一般作法为:
(1)根据地质勘察报告中所给定的基坑深度范围内各层土的极限侧阻力标准值,算出基坑深度范围桩侧的极限承载力,然后用试桩得出的极限承载力减去此部分,即可得到实际工程桩的极限承载力;
(2)在同一场区内做一桩长等于基坑深度的对比桩试验,此试验可采用堆载法进行。此种方法适用于基坑较深或较重要的建筑物,其误差在于桩端承载力的影响不过在浅土层中,桩端阻力一般不大,其影响可忽略不计。
(3)在制作试桩时,在基坑深度范围内,采用套桶或其它隔离材料消除桩侧土对桩身的影响。此种方法仅适用于浅基坑的情况,但由于施工麻烦,应用较少。
总之,基坑越深,土质条件越好,越应该考虑其对试桩承载力的影响。
以上是笔者对桩基工程在施工及测试工作中存在的一些问题的几点看法,在此提出,以期得到指教。