灌注樁質量監督從驗收規范來看十分簡單,無非是地基承載力的鑒定、鋼筋籠的檢查與樁砼質量的判定,但由于地下工程不可見的因素很多,因此判定起來比較難以準確。本文分三個問題:從樁的承載機理看質量監督的關鍵,樁的缺陷與防治措施,樁質量的判定,圍繞樁監督問題進行探討。
一、從樁基承載機理看質量監督的關鍵
端承樁的承載機理是樁把荷載傳遞到樁的底部,它支承在堅固的巖土層上,不難得出樁的承載力取決于樁身強度與地基承載力。
㈠樁質量監督關鍵之一──地基承載力的鑒定
從樁的施工程序來講,在質量監督中,首先確保地基承載力符合設計要求,否則將使樁失效。
地基承載力取決巖層的構造情況、樁嵌入巖石的深度、巖石單軸飽和抗壓強度。
如果施工地區處于斷裂帶,在施工中就要注意夾層的存在。
㈡樁質量監督關鍵之二──樁身強度的監督(在于施工工藝)
地基承載力符合設計要求,如樁身強度不足,樁的承載力亦得不到保證,樁身強度是樁質量監督的另一關鍵。
樁身質量監督主要在于監督混凝土的質量,樁身強度取決于鋼筋籠的制作質量與砼質量。鋼筋籠的制作檢查,簡單明了;而影響砼質量因素則很多,有些是可見的,有些是不可見的。在工程實踐中,不少樁由于砼質量問題而使樁身強度達不到設計要求,因此樁身質量的監督主要在于監督砼的質量。
砼的缺陷往往是由于施工工藝不合理引起,因此必須對樁基工程的施工工藝、質量保證措施進行嚴格的監督,否則,起不到質量監督效果,工程驗收時,對工程質量如何,將沒有把握,檢測出現的問題亦無從分析。
人工挖孔樁砼缺陷主要產生于砼澆搗工藝。成孔時,在土層設置護壁,而在巖石層,孔壁巖石自然護壁,一般不存在孔壁質量對砼產生多大的影響。主要監督砼澆搗工藝特別是有地下水的水下部分砼的澆搗,必須采用水下砼配合比與水下導管灌注等。
二、砼灌注樁基礎缺陷及防治措施
樁身砼強度不足
原因:砼遭受孔內水的危害,引起砂漿稀釋,砂石下沉,嚴重破壞砼的強度。
防治措施:
1、對于孔內有地下水,水位低、水量小的樁孔,在澆搗時把砼拌均,水抽干,可以采用串筒迅速澆搗,但是在水位以下部分,必須調整砼配合比,適當減少用水量并增加水泥用量等;
2、對于水位高、出水量大的樁孔,在水位下必須采用水下砼配合比與導管灌注法灌注,在水位之上,為了避免水下導管灌注通病──樁身上部砼強度低,則可采用簡單串筒澆搗,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,用插搗器穿過反復插搗。
三、砼灌注樁質量判定之探討
㈠人孔挖孔樁強風巖承載力的判定
如果端承樁荷載要求較小(小于1000kPa), 而且地層是由強風化逐漸變到中、微風化,這時在樁底就可能遇到殘積強風化物夾硬碎石層,這種情況樁底的承載力就視風化物的結構緊密、軟硬情況、硬碎塊的大小及含量而來判斷地基承載力,即參照碎石土的承載力;但是對于風化成砂土狀者,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告中往往誤差很大,這是由于該類巖層標準取值的誤差太大,再加上缺乏必要的荷載試驗作對比,又因為工程勘察時,取土的樣不全面。作為質監部門,有條件的話要盡量做荷載試驗作對比,對于人工挖孔樁,要下孔全面了解樁底巖石情況,參照有關經驗知識來鑒定。
㈡中微風化巖承載力判定。
影響樁底承載力的因素有:結構情況、樁底嵌入巖石深度、巖石單軸抗壓強度。
一般承載力的判定方法是依據巖樣的單軸抗壓強度乘以回歸系數,換算成巖石單軸飽和抗壓強度標準值。
f=yfrk
式中f──巖石地基承載力的設計值(kPa);
y──折減系數;
frk──巖石飽和單軸抗壓強度標準值(kPa)。
上述的式子是規范中判定地基承載力的公式,該公式只反映所取巖樣水化能力與單軸飽和抗壓強度,在單軸抗壓強度相同的情況下,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度越長,樁底地基承載力越高;在巖石段,對于人工挖孔樁,樁周摩擦阻力非常大,使得巖石對樁的承載力大增強;當然構造上的問題影響更大。
在樁基基底驗收時,樁承載力的判定:
對于人工挖孔樁
應檢查巖石的構造情況。如果巖石裂隙發育較少,巖石完整性好,樁承載力可以取高值;反之取低值。同時還應檢查巖層下面有沒有夾層,發現巖石夾層方法:
1、參考地質勘察報告;
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,根據巖石走向,說明有下臥軟夾層。
如發現巖石下臥軟夾層,施工時應挖除軟夾層。
㈢樁身混凝土質量判定。
比較準確判斷樁身砼質量的是靜載與抽芯,但是由于靜載、抽芯為損傷性檢驗,且費用高、時間長,所以常常采用動測法判定樁身混凝土的質量,而動測法具有一定的局限性,動測結果不能作為樁基工程竣工的驗收依據,用于普查質量僅供驗收參考。
判斷混凝土質量還要依施工單位素質,掌握施工過程實際情況與施工記錄。主要依據:掌握施工過程情況與施工記錄。
1、審查主要施工人員、施工單位所施工過的工程質量情況。
2、審查施工工藝是否適合于施工的實際情況,采取了什么質量保證措施。如:挖孔樁水位高、水量大、有沒有采用水下砼配合比與水下導管法灌注,如沒有,依出水量大及澆搗方法,就可推斷混凝土嚴重離析等;
3、對施工記錄進行審查,要求施工單位認真做好成孔記錄與灌注記錄,認真分析記錄中出現的機械故障及孔內異常情況、事故等,并進行推斷。比如:在成孔記錄中沒有發現塌孔現象,而樁的充盈系數又大,說明在澆注的過程中有塌孔現象,必然導致樁底沉渣量過多或樁身砼夾砂、夾泥,樁體形成“大肚子”;如果在施工過程中曾發生過堵管事故,撥管后進行二次灌注,就會存在斷樁或夾泥層。但缺陷的嚴重程度還要分析其事故具體處理措施而得知。筆者曾在福州火電廠罐基礎樁施工時,其中的一個樁孔砼灌了一段,因機械出現故障,導管很難拔上來,最后強行拔上,由于底部泥漿很濃,沖洗孔底孔壁會坍塌,泥漿循環渣不能徹底清除,該孔再進行二次灌注肯定出現斷樁,因此該樁孔報廢。如用套管護壁就可以把孔底清洗干凈,再二次灌砼;
總之,質量監督中樁砼質量的判定,要掌握現場施工實際情況與工藝情況、準確的現場施工記錄,并了解施工單位素質,方可比較準確判定砼質量。
綜上所述,砼樁質量監督的關鍵環節在于地基承載力的鑒定,審查砼施工工藝是否合理,掌握樁缺陷的防治措施。這樣才能對砼樁質量進行控制,達到質量監督的目的。