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摘要:桩基施工质量关系到整个建筑的的工程质量, 在桩基施工过程中, 遇到各种意外情况, 应及时通过业主、监理与设计部门联系,按设计部门的设计修改通知会议纪要进行施工。本文主要介绍打(压)桩施工中常见质量问题的类别、原因分析、常用处理方法,以供参考。
关键词:桩基施工;常见质量;问题处理
中图分类号:TU473文献标识码: A
在建筑工程桩基施工过程中,打(压)桩工程施工工序多,工艺要求高,影响桩基质量的因素较多,一般有:工程地质勘察报告不够详尽准确;设计的合理取值;施工中的各种原因等情况。在桩基施工过程中对质量问题及隐患的分析与处理,将影响建筑物的结构安全。
一、有关桩基施工中常见质量问题类别及原因分析
打(压)桩工程常见质量问题有:单桩承载力低于设计值,桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏差过大等五大类。
1.单桩承载力低于设计要求的常见原因:第一桩沉人深度不足;第二桩端未进入设计规定的持力层,但桩深已达设计值;第三最终贯人度过大;第四其它,诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降;第五勘察报告所提供的地层剖面、地基承载力等有关数据与实际情况不符。
2.桩倾斜过大的常见原因:第一预制桩质量差,其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形,最易造成桩倾斜;第二桩机安装不正,桩架与地面不垂直;第三桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合,产生锤击偏心;第四桩端遇石子或坚硬的障碍物;第五桩距过小,打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应;第六基坑土方开挖不当。
3.出现断桩的常见原因。除了桩倾斜过大可能产生桩断裂外,其他原因还有三种:第一桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当;第二沉桩过程中,桩身弯曲过大而断裂。如桩制作质量造成的弯曲,或桩细长又遇到较硬土层时,锤击产生的弯曲等;第三锤击次数过多。如有的设计要求的桩锤击过重,设计贯入度过小,以致于施工时,锤击过度而导致桩断裂。
4.桩接头断离的常见原因。设计桩较长时,因施工工艺的需要,桩分段预制,分段沉人,各段之间常用钢制焊接连接件做桩接头。这种桩接头的断离现象也较常见。其原因,除以上叙述的情况外,还有上、下节桩中心线不重合;桩接头施工质量差,如焊缝尺寸不足等原因。
5.桩位偏差过大的常见原因。测量放线差错;沉桩工藝不良,如桩身倾斜造成竣工桩位出现较大的偏差。
二、有关桩基施工中的处理方法分析
打桩过程中, 发现质量问题, 施工单位切忌自行处理, 必须报监理、业主然后会同设计、勘察等相关部门分析、研究, 作出正确处理方案。由设计部门出具修改设计通知。一般处理方法有: 补沉法、补桩法、送补结合法、纠偏法、扩大承台法、复合地基法等, 下面分别简要介绍:
1.补沉法。预制桩人土深度不足时,或打人桩因土体隆起将桩上抬时,均可采用此法。
2.补桩法。可采用下述两种的:第一桩基承台前补桩。当桩距较小时,可采用先钻孔,后植桩,再沉桩的方法。第二桩基承台或地下室完成再补静压桩。此法的优点是可以利用承台或地下室结构承受静压桩的施工反力,设施简单,操作方便,不延长工期。
3.补送结合法。当打人桩采用分节连接,逐根沉人时,差的接桩可能发生连接节点脱开的情况,此时可采用送补结合法。首先是对有疑点的桩复打,使其下沉,把松开的接头再顶紧,使之具有一定的竖向承载力;其次,适当补些全长完整的桩,一方面补足整个基础竖向承载力的不足,另一方面补打的整桩可承受地震荷载。
4.纠偏法。桩身倾斜,但未断裂,且桩长较短,或因基坑开挖造成桩身倾斜,而未断裂,可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。
5.补送结合法。当打人桩采用分节连接, 逐根沉人时, 差的接桩可能发生连接节点脱开的情况, 此时可采用送补结合法。首先是对有疑点的桩复打, 使其下沉, 把松开的接头再顶紧, 使之具有一定的竖向承载力;其次,适当补些全长完整的桩, 一方面补足整个基础竖向承载力的不足, 另一方面补打的整桩可承受地展荷载。
6.扩大承台法。由于以下三种原因,原有的桩基承台平面尺寸满足不了构造要求或基础承载力的要求,而需要扩大桩基承台的面积。第一桩位偏差大。原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求,可用扩大承台法处理。第二考虑桩土共同作用。当单桩承载力达不到设计要求,需要扩大承台并考虑桩与天然地基共同分担上部结构荷载。第三桩基质量不均匀,防止独立承台出现不均匀沉降,或为提高抗震能力,可采用把独立的桩基承台连成整块,提高基础整体性,或设抗震地。
7.复合地基法,此法是利用桩土共同作用的原理,对地基作适当处理,提高地基承载力,更有效的分担桩基的荷载。常用方法有2种:第一承台下做换土地基。在桩基承台施工前,挖除一定深度的土,换成砂石填层分层夯填,然后再在人工地基和桩基上施工承台;第二桩间增设水泥土桩。当桩承载力达不到设计要求时,可采用在桩问土中干喷水泥形成水泥土桩的方法,形成复合地基基础。
8.修改桩型或沉桩参数,第一改变桩型。如预制方桩改为预应力管桩等。第二改变桩人土深度。例如预制桩过程中遇到较厚的密实粉砂或粉土层,出现桩下沉困难,甚至发生断桩事故,此时可采用缩短桩长,增加桩数量,取密实的粉砂层作为持力层。第三改变桩位。如沉桩中遇到坚硬的、不大的地下障碍物,使桩产生倾斜,甚至断裂时,可采用改变桩位重新沉桩。第四改变沉桩设备。当桩沉人深度达不到设计要求时,可采用大吨位桩架,采用重锤低击法沉桩。
9.桩底沉渣量过多,清孔是桩基施工方法中的重要环节。第一当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足时,桩底的沉渣浮起困难,沉渣将堆积在桩底,影响桩与地基的结合。工程中需采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和黏度,不能用清水进行置换。第二清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为30-40mm,应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土而以下不少于1.0m,以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的口的。
10.其他方法,第一底板架空。底层地面改为架空楼板,以减填土自重,降低承台荷载。第二上部结构卸荷。有些重大桩基事故处理困难,耗资巨大,耗时过多,只有采取削减上部建筑物数的方法,减小桩基荷载。也有采用轻质高强的隔墙或其他材料代替原设计的厚重结构而减轻上部建筑的自重。第三结构验算。但出现桩身混凝土强度不足、单桩承载力偏低等事故,可通过结构验算等方法,制定处理方案。如验算结果仍符合规范的要求时,可与设计单位协商,不作专门处理。但此方法必须征得设计部门的同意,万不得已时用之,且应慎之又慎。第四综合处理法。选用前述各种方法的几种综合应用,往往可取得比较理想的效果。第五采用外围补桩,增加周边嵌固。防止或减少桩位侧移等。
桩基属隐蔽工程范围,故桩基工程的设计、施工、质量检测等方面都比上部建筑结构更为复杂,桩基工程的质量将直接危及主体结构的正常使用与安全。因其事故后的处理较困难,会给国家和企业造成巨大损失。所以遇到各种意外情况, 应及时通过业主、监理门联系, 按设计部门的设计修改通知再进行施工。
参考文献:
[1] 徐维钧.桩基施工手册[M].北京:人民交通出版社,2007.
[2] 朱奎.桩基质量事故分析与对策[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[3]徐小甘,韩亚良,徐亮.预应力管桩施工及质量缺陷处理[J].水利科技与经济,2007,13(10):761.
[4]王宝禄.浅谈堤防工程施工质量控制[J].水利科技与经济,2007,13(3):204.
[5] 建筑施工手册编写组.建筑施工手册[K].北京:中国建筑工业出版社,2008.
关键词:桩基施工;常见质量;问题处理
中图分类号:TU473文献标识码: A
在建筑工程桩基施工过程中,打(压)桩工程施工工序多,工艺要求高,影响桩基质量的因素较多,一般有:工程地质勘察报告不够详尽准确;设计的合理取值;施工中的各种原因等情况。在桩基施工过程中对质量问题及隐患的分析与处理,将影响建筑物的结构安全。
一、有关桩基施工中常见质量问题类别及原因分析
打(压)桩工程常见质量问题有:单桩承载力低于设计值,桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏差过大等五大类。
1.单桩承载力低于设计要求的常见原因:第一桩沉人深度不足;第二桩端未进入设计规定的持力层,但桩深已达设计值;第三最终贯人度过大;第四其它,诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降;第五勘察报告所提供的地层剖面、地基承载力等有关数据与实际情况不符。
2.桩倾斜过大的常见原因:第一预制桩质量差,其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形,最易造成桩倾斜;第二桩机安装不正,桩架与地面不垂直;第三桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合,产生锤击偏心;第四桩端遇石子或坚硬的障碍物;第五桩距过小,打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应;第六基坑土方开挖不当。
3.出现断桩的常见原因。除了桩倾斜过大可能产生桩断裂外,其他原因还有三种:第一桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当;第二沉桩过程中,桩身弯曲过大而断裂。如桩制作质量造成的弯曲,或桩细长又遇到较硬土层时,锤击产生的弯曲等;第三锤击次数过多。如有的设计要求的桩锤击过重,设计贯入度过小,以致于施工时,锤击过度而导致桩断裂。
4.桩接头断离的常见原因。设计桩较长时,因施工工艺的需要,桩分段预制,分段沉人,各段之间常用钢制焊接连接件做桩接头。这种桩接头的断离现象也较常见。其原因,除以上叙述的情况外,还有上、下节桩中心线不重合;桩接头施工质量差,如焊缝尺寸不足等原因。
5.桩位偏差过大的常见原因。测量放线差错;沉桩工藝不良,如桩身倾斜造成竣工桩位出现较大的偏差。
二、有关桩基施工中的处理方法分析
打桩过程中, 发现质量问题, 施工单位切忌自行处理, 必须报监理、业主然后会同设计、勘察等相关部门分析、研究, 作出正确处理方案。由设计部门出具修改设计通知。一般处理方法有: 补沉法、补桩法、送补结合法、纠偏法、扩大承台法、复合地基法等, 下面分别简要介绍:
1.补沉法。预制桩人土深度不足时,或打人桩因土体隆起将桩上抬时,均可采用此法。
2.补桩法。可采用下述两种的:第一桩基承台前补桩。当桩距较小时,可采用先钻孔,后植桩,再沉桩的方法。第二桩基承台或地下室完成再补静压桩。此法的优点是可以利用承台或地下室结构承受静压桩的施工反力,设施简单,操作方便,不延长工期。
3.补送结合法。当打人桩采用分节连接,逐根沉人时,差的接桩可能发生连接节点脱开的情况,此时可采用送补结合法。首先是对有疑点的桩复打,使其下沉,把松开的接头再顶紧,使之具有一定的竖向承载力;其次,适当补些全长完整的桩,一方面补足整个基础竖向承载力的不足,另一方面补打的整桩可承受地震荷载。
4.纠偏法。桩身倾斜,但未断裂,且桩长较短,或因基坑开挖造成桩身倾斜,而未断裂,可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。
5.补送结合法。当打人桩采用分节连接, 逐根沉人时, 差的接桩可能发生连接节点脱开的情况, 此时可采用送补结合法。首先是对有疑点的桩复打, 使其下沉, 把松开的接头再顶紧, 使之具有一定的竖向承载力;其次,适当补些全长完整的桩, 一方面补足整个基础竖向承载力的不足, 另一方面补打的整桩可承受地展荷载。
6.扩大承台法。由于以下三种原因,原有的桩基承台平面尺寸满足不了构造要求或基础承载力的要求,而需要扩大桩基承台的面积。第一桩位偏差大。原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求,可用扩大承台法处理。第二考虑桩土共同作用。当单桩承载力达不到设计要求,需要扩大承台并考虑桩与天然地基共同分担上部结构荷载。第三桩基质量不均匀,防止独立承台出现不均匀沉降,或为提高抗震能力,可采用把独立的桩基承台连成整块,提高基础整体性,或设抗震地。
7.复合地基法,此法是利用桩土共同作用的原理,对地基作适当处理,提高地基承载力,更有效的分担桩基的荷载。常用方法有2种:第一承台下做换土地基。在桩基承台施工前,挖除一定深度的土,换成砂石填层分层夯填,然后再在人工地基和桩基上施工承台;第二桩间增设水泥土桩。当桩承载力达不到设计要求时,可采用在桩问土中干喷水泥形成水泥土桩的方法,形成复合地基基础。
8.修改桩型或沉桩参数,第一改变桩型。如预制方桩改为预应力管桩等。第二改变桩人土深度。例如预制桩过程中遇到较厚的密实粉砂或粉土层,出现桩下沉困难,甚至发生断桩事故,此时可采用缩短桩长,增加桩数量,取密实的粉砂层作为持力层。第三改变桩位。如沉桩中遇到坚硬的、不大的地下障碍物,使桩产生倾斜,甚至断裂时,可采用改变桩位重新沉桩。第四改变沉桩设备。当桩沉人深度达不到设计要求时,可采用大吨位桩架,采用重锤低击法沉桩。
9.桩底沉渣量过多,清孔是桩基施工方法中的重要环节。第一当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足时,桩底的沉渣浮起困难,沉渣将堆积在桩底,影响桩与地基的结合。工程中需采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和黏度,不能用清水进行置换。第二清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为30-40mm,应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土而以下不少于1.0m,以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的口的。
10.其他方法,第一底板架空。底层地面改为架空楼板,以减填土自重,降低承台荷载。第二上部结构卸荷。有些重大桩基事故处理困难,耗资巨大,耗时过多,只有采取削减上部建筑物数的方法,减小桩基荷载。也有采用轻质高强的隔墙或其他材料代替原设计的厚重结构而减轻上部建筑的自重。第三结构验算。但出现桩身混凝土强度不足、单桩承载力偏低等事故,可通过结构验算等方法,制定处理方案。如验算结果仍符合规范的要求时,可与设计单位协商,不作专门处理。但此方法必须征得设计部门的同意,万不得已时用之,且应慎之又慎。第四综合处理法。选用前述各种方法的几种综合应用,往往可取得比较理想的效果。第五采用外围补桩,增加周边嵌固。防止或减少桩位侧移等。
桩基属隐蔽工程范围,故桩基工程的设计、施工、质量检测等方面都比上部建筑结构更为复杂,桩基工程的质量将直接危及主体结构的正常使用与安全。因其事故后的处理较困难,会给国家和企业造成巨大损失。所以遇到各种意外情况, 应及时通过业主、监理门联系, 按设计部门的设计修改通知再进行施工。
参考文献:
[1] 徐维钧.桩基施工手册[M].北京:人民交通出版社,2007.
[2] 朱奎.桩基质量事故分析与对策[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[3]徐小甘,韩亚良,徐亮.预应力管桩施工及质量缺陷处理[J].水利科技与经济,2007,13(10):761.
[4]王宝禄.浅谈堤防工程施工质量控制[J].水利科技与经济,2007,13(3):204.
[5] 建筑施工手册编写组.建筑施工手册[K].北京:中国建筑工业出版社,2008.