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【摘 要】 阐述了桩基质量事故,对产生工程质量事故的原因进行了分析,对比常见桩基质量事故的处理方法,结合该工程的具体情况选取了相适应的方法,为以后工程桩基质量事故處理提供参考。
【关键词】 桩基;钻芯法;自拌式混凝土
1 工程概况
本工程为安置房一期工程,建筑面积12692m2,4幢楼房均为6层加跃层,总高21.74m,设计结构为底层框架砖混结构,基础采用机械冲孔灌注桩,设计桩身混凝土采用C25,导管灌注桩身,骨料粒径不大于40mm,坍落度为5~7cm,桩长度根据持力层确定,且有效长度大于6m,持力层为中风化钙质泥岩。
2 工程地质状况
根据工程地质勘察报告,该工程在勘察深度范围内,按其岩性、成因类型划分为碎卵石填土、砾卵石土、强风化和中风化钙质泥岩三大工程地质层。各土层的主要特征如下:
1)碎卵石填土:褐黄色、灰色,松散,场地均匀分布,为新近堆土,未经压实和自重结固左右,层厚为5.00~7.30m;
2)砾卵石土:灰黄、灰白色,稍密状,卵石含量不均,层厚为0.70~5.60m;
3)强风化钙质泥岩:褐黄色、青灰色,岩体裂隙发育,局部已风化成土,层厚为0.50~5.00m;
4)中风化钙质泥岩:青灰色,节理裂隙发育,全场区均有分布,勘探孔内均未穿透该层。
3 桩基检测情况
该工程桩基工程施工结束后,根据规范[1]和设计要求,对该工程232根桩基全部进行低应变检测,并随机抽取3根(编号29#、150#、212#)采用钻芯法对桩长和桩身完整性进行检测。
低应变检测结果为:Ⅱ类桩11根,占总测试桩4.7%,Ⅲ类桩221根,占总测试桩95.3%。钻芯法检测结果为:29#、150#、212#桩桩身完整性类别均为Ⅳ类不合格桩,桩身混凝土强度均不满足设计要求。
为了更准确地了解桩基质量的基本情况,保证建筑物的安全,有关单位一起讨论研究决定,再随机抽取3根桩(编号10#、152#、223#)进行钻芯法检测。检测结果显示:10#、152#、223#
桩桩身完整性类别均为Ⅳ类不合格桩,桩身混凝土强度均不满足设计要求。
4 事故原因分析
从上述检测结果来看,该桩基工程低应变检测基本不合格,钻芯法检测全部不合格,钻芯法取样试件可以看出0~4.7m芯样采取率较低,呈松散状,基本无完整芯样,4.7~9.0m芯样采取率约85%,局部破碎、短柱状、麻面连续。其他检测桩整桩呈松散状,无完整芯样。这些混凝土芯样全部无法加工,桩身混凝土芯样抗压强度无法检测。
根据桩身检测情况及施工现场的观察,并向现场操作人员了解施工情况,经过分析判断,该工程桩基事故的原因有如下几个方面:
1)原材料问题。根据设计要求,该工程灌注桩应采用商品混凝土,施工单位考虑到周边取材方便,成本较低,桩基混凝土为现场人工搅拌。自拌式混凝土质量离散性较大,质量不易控制,特别是水下灌注桩,质量更不好控制,自拌式混凝土是导致本次事故的主要原因。
2)施工队施工有误。施工队施工技术较差,素质较低,桩基施工操作不规范,拔管速度、混凝土充盈系数未按规范控制[2];在混凝土浇灌过程中导管在水下提升过慢,上部混凝土已初凝,在提升时将其破坏[3],导致桩身缩颈或断桩。
3)施工技术人员有误。施工技术人员施工管理不严,未按规定配置混凝土配合比及拌制混凝土采用的本地河砂含泥较多,本地卵石级配不良,导致桩身强度不足。
5 事故处理措施
桩基事故常见的处理措施有接桩、补桩、补强、扩大承台梁、改变施工方法、修改设计等方案[4]。
1)接桩法:成桩后桩顶标高不足,常采用开挖接桩或嵌入式接桩方法处理。
2)补桩法:桩基承台(梁)施工前补桩,如钻孔桩距过大,不能承受上部荷载时,可在桩与桩之间补桩。
3)补强法:此法又名钻孔补强法。常用高压注浆法来处理桩身混凝土严重蜂窝、离析、松散、强度不够及桩长不足、桩底成渣过厚等事故。此法一般不宜采用。
4)扩大承台梁法:桩位偏差过大,原设计的承台(梁)断面满足不了规范要求,或单桩承载力达不到设计要求,可采用扩大承台(梁)来处理。
5)改变施工方法:施工顺序错误或方式、工艺不当所导致的桩基事故的处理方法。
6)修改设计:对地质资料与实际情况不符,造成桩基施工质量事故,可采用改变桩型的方法处理;对灌注桩出现废桩或遇到地下管网障碍,可采用改变桩位方法处理;对有些重大桩基事故处理困难,耗资巨大,只有采取削减建筑层数或用轻质材料代替原设计材料,以减轻上部结构荷载的方法。
桩基事故处理是在保证安全的前提下,以尽量减少处理的费用为原则。根据该桩基工程检测结果,经过充分论证,结合已有工程桩基处理经验,采用加固措施是可行的,考虑到该工程为民生工程,为确保工程质量,依据主管部门专题会议讨论,确定采取修改设计,改变桩位的方法进行处理。
6 事故处理效果
通过修改设计改变桩位,将桩基工程平移重建,施工结束后进行低应变检测和静载实验,低应变检测全部合格,静载实验选取的4根桩单桩竖向抗压承载力极限值为3600kN,均满足设计要求。
7 结语
通过对该工程桩基质量事故的分析与处理,桩基工程质量问题应吸取以下经验教训:
1)施工选用原材料应严格遵照规范和设计要求,精心组织施工,不应因小失大;施工管理方应严格把关,不留隐患。
2)在施工过程中,应着重对孔径、钻进参数、泥浆配比、持力层判断、孔底清渣、水下混凝土灌注等关键工序进行控制,确保工程质量。
3)认真分析工程质量事故产生的原因,找出质量问题的源头,从技术、经济的角度对比多种处理方案,确保处理方案的可行性和经济性,从根本上解决工程质量事故。
参考文献:
【1】JGJ94—2008建筑桩基技术规范[S].
【2】姚建明.某工程桩基质量事故原因分析与处理方法[J].莆田学院学报,2005(2):67-69.
【3】刘思涵.浅析钻孔灌注桩桩基质量事故成因及其处理[J].河南科技,2004(12):32-33.
【4】王大勇,赵宏伟.灌注桩桩基质量事故的处理方法[J].黑龙江水利科技,2010(5):195-196.
【关键词】 桩基;钻芯法;自拌式混凝土
1 工程概况
本工程为安置房一期工程,建筑面积12692m2,4幢楼房均为6层加跃层,总高21.74m,设计结构为底层框架砖混结构,基础采用机械冲孔灌注桩,设计桩身混凝土采用C25,导管灌注桩身,骨料粒径不大于40mm,坍落度为5~7cm,桩长度根据持力层确定,且有效长度大于6m,持力层为中风化钙质泥岩。
2 工程地质状况
根据工程地质勘察报告,该工程在勘察深度范围内,按其岩性、成因类型划分为碎卵石填土、砾卵石土、强风化和中风化钙质泥岩三大工程地质层。各土层的主要特征如下:
1)碎卵石填土:褐黄色、灰色,松散,场地均匀分布,为新近堆土,未经压实和自重结固左右,层厚为5.00~7.30m;
2)砾卵石土:灰黄、灰白色,稍密状,卵石含量不均,层厚为0.70~5.60m;
3)强风化钙质泥岩:褐黄色、青灰色,岩体裂隙发育,局部已风化成土,层厚为0.50~5.00m;
4)中风化钙质泥岩:青灰色,节理裂隙发育,全场区均有分布,勘探孔内均未穿透该层。
3 桩基检测情况
该工程桩基工程施工结束后,根据规范[1]和设计要求,对该工程232根桩基全部进行低应变检测,并随机抽取3根(编号29#、150#、212#)采用钻芯法对桩长和桩身完整性进行检测。
低应变检测结果为:Ⅱ类桩11根,占总测试桩4.7%,Ⅲ类桩221根,占总测试桩95.3%。钻芯法检测结果为:29#、150#、212#桩桩身完整性类别均为Ⅳ类不合格桩,桩身混凝土强度均不满足设计要求。
为了更准确地了解桩基质量的基本情况,保证建筑物的安全,有关单位一起讨论研究决定,再随机抽取3根桩(编号10#、152#、223#)进行钻芯法检测。检测结果显示:10#、152#、223#
桩桩身完整性类别均为Ⅳ类不合格桩,桩身混凝土强度均不满足设计要求。
4 事故原因分析
从上述检测结果来看,该桩基工程低应变检测基本不合格,钻芯法检测全部不合格,钻芯法取样试件可以看出0~4.7m芯样采取率较低,呈松散状,基本无完整芯样,4.7~9.0m芯样采取率约85%,局部破碎、短柱状、麻面连续。其他检测桩整桩呈松散状,无完整芯样。这些混凝土芯样全部无法加工,桩身混凝土芯样抗压强度无法检测。
根据桩身检测情况及施工现场的观察,并向现场操作人员了解施工情况,经过分析判断,该工程桩基事故的原因有如下几个方面:
1)原材料问题。根据设计要求,该工程灌注桩应采用商品混凝土,施工单位考虑到周边取材方便,成本较低,桩基混凝土为现场人工搅拌。自拌式混凝土质量离散性较大,质量不易控制,特别是水下灌注桩,质量更不好控制,自拌式混凝土是导致本次事故的主要原因。
2)施工队施工有误。施工队施工技术较差,素质较低,桩基施工操作不规范,拔管速度、混凝土充盈系数未按规范控制[2];在混凝土浇灌过程中导管在水下提升过慢,上部混凝土已初凝,在提升时将其破坏[3],导致桩身缩颈或断桩。
3)施工技术人员有误。施工技术人员施工管理不严,未按规定配置混凝土配合比及拌制混凝土采用的本地河砂含泥较多,本地卵石级配不良,导致桩身强度不足。
5 事故处理措施
桩基事故常见的处理措施有接桩、补桩、补强、扩大承台梁、改变施工方法、修改设计等方案[4]。
1)接桩法:成桩后桩顶标高不足,常采用开挖接桩或嵌入式接桩方法处理。
2)补桩法:桩基承台(梁)施工前补桩,如钻孔桩距过大,不能承受上部荷载时,可在桩与桩之间补桩。
3)补强法:此法又名钻孔补强法。常用高压注浆法来处理桩身混凝土严重蜂窝、离析、松散、强度不够及桩长不足、桩底成渣过厚等事故。此法一般不宜采用。
4)扩大承台梁法:桩位偏差过大,原设计的承台(梁)断面满足不了规范要求,或单桩承载力达不到设计要求,可采用扩大承台(梁)来处理。
5)改变施工方法:施工顺序错误或方式、工艺不当所导致的桩基事故的处理方法。
6)修改设计:对地质资料与实际情况不符,造成桩基施工质量事故,可采用改变桩型的方法处理;对灌注桩出现废桩或遇到地下管网障碍,可采用改变桩位方法处理;对有些重大桩基事故处理困难,耗资巨大,只有采取削减建筑层数或用轻质材料代替原设计材料,以减轻上部结构荷载的方法。
桩基事故处理是在保证安全的前提下,以尽量减少处理的费用为原则。根据该桩基工程检测结果,经过充分论证,结合已有工程桩基处理经验,采用加固措施是可行的,考虑到该工程为民生工程,为确保工程质量,依据主管部门专题会议讨论,确定采取修改设计,改变桩位的方法进行处理。
6 事故处理效果
通过修改设计改变桩位,将桩基工程平移重建,施工结束后进行低应变检测和静载实验,低应变检测全部合格,静载实验选取的4根桩单桩竖向抗压承载力极限值为3600kN,均满足设计要求。
7 结语
通过对该工程桩基质量事故的分析与处理,桩基工程质量问题应吸取以下经验教训:
1)施工选用原材料应严格遵照规范和设计要求,精心组织施工,不应因小失大;施工管理方应严格把关,不留隐患。
2)在施工过程中,应着重对孔径、钻进参数、泥浆配比、持力层判断、孔底清渣、水下混凝土灌注等关键工序进行控制,确保工程质量。
3)认真分析工程质量事故产生的原因,找出质量问题的源头,从技术、经济的角度对比多种处理方案,确保处理方案的可行性和经济性,从根本上解决工程质量事故。
参考文献:
【1】JGJ94—2008建筑桩基技术规范[S].
【2】姚建明.某工程桩基质量事故原因分析与处理方法[J].莆田学院学报,2005(2):67-69.
【3】刘思涵.浅析钻孔灌注桩桩基质量事故成因及其处理[J].河南科技,2004(12):32-33.
【4】王大勇,赵宏伟.灌注桩桩基质量事故的处理方法[J].黑龙江水利科技,2010(5):195-196.