時間:2023-05-30 10:35:20
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地基樁基檢測,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:灌注樁、鉆芯、檢測
Abstract: This article through the met local geological conditions, combining various requirements and using the method and some factors corresponding detection.
Key words: Filling pile, got, test
中圖分類號:TU4文獻標識碼:A 文章編號:
1 概述
隨著經濟和城市建設的發展,符合威海地區地質條件的樁基地基形式也越來越多,比如螺旋鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁、CFG樁復合地基等等,相應的檢測方法有靜載試驗法、高應變法、低應變法、鉆芯法等等,檢測部門應根據規范的規定并結合各種檢測方法的特點和適用范圍,充分考慮地質條件、樁型及施工質量可靠性、使用要求等因素進行合理選擇搭配,檢測方法的實施順序是其中的重要環節,筆者就此淺談一下自己的一些看法。
2.1 提前打試樁的情況
有些工程在工程樁施工前先打幾根試樁,為設計提供依據,以求得最少的布樁數量和最佳經濟效果,這同時為檢測部門提供了積累動靜對比資料的好機會。當試樁的養護齡期到達后,宜先對每根試樁進行低應變法樁身完整性檢測,然后進行單樁豎向抗壓靜載試驗,如果直接做靜載,出現結果不理想或結果離散性太大時,再檢測樁身完整性就太晚了,無法分析造成這種結果的原因。對檢測部門來說,靜載試驗結束后宜再次檢測樁身完整性,對未達到破壞狀態的樁可間隔一定的養護期后進行高應變法檢測承載力,以積累充分的動靜對比資料。
2.2對于大直徑的嵌巖灌注樁
近年來人工挖孔灌注樁、沖擊成孔灌注樁等大直徑的嵌巖樁得到廣泛應用,尤其是挖孔樁以其承載力高、造價低而受到青睞,但有些地質情況下并不適合挖孔樁卻盲目應用,不能保證施工質量,從而存在質量隱患。對于這種端承型大直徑灌注樁,經常受設備或現場條件限制無法檢測單樁承載力,規范上允許采用鉆芯法測定樁底沉渣厚度并鉆取樁端持力層巖芯檢驗持力層,因此如何選取需要鉆芯的樁就顯得至關重要了。
檢測人員應首先采用低應變法檢測樁身完整性,根據地質情況、樁的施工記錄、測試曲線等資料對樁進行嚴格篩選,把對施工質量有懷疑的樁選出來,比如樁底反射異常明顯的樁、無樁底反射但樁底前面有明顯反射的樁、有樁底反射但波速很低的樁、地質條件復雜而且地下水異常豐富部位的樁、施工時有異常的樁等等;第二步再對選出來的樁進行鉆芯檢驗即可。
2.2對于CFG樁復合地基
應首先對CFG樁進行低應變法檢測掌握樁身質量情況,我們曾多次遇到CFG樁在開挖土方時被碰斷的情況,因此應結合樁身質量情況,選取那些樁身完整性較差的樁、比較短的樁、樁底反射異常明顯的樁再做復合地基靜載試驗,承載力能滿足設計要求的同時也排除了質量隱患。
2.3對于螺旋鉆孔、沉管等工藝的灌注樁
第一步應采用低應變法檢測樁身質量情況,首先分析有無樁身淺部缺陷比如縮頸、離析、斷樁等情況,如果有可采用開挖驗證并同時處理;然后結合地質情況和樁的施工記錄對檢測曲線進行分析:樁長和施工記錄是否對應等。第二步選取有代表性的樁檢測承載力,比如有深部缺陷的樁、樁端未進入設計持力層的樁、樁底反射異常明顯的樁、比較短的樁等等,方法可采用靜載試驗法或根據規范規定采用可靠的高應變法。我們曾經遇到一個工程,使用沉管灌注樁,持力層為中密-密實的細砂,設計要求樁端進入持力層約1米,有效樁長約11米,首先做了低應變檢測,發現有小部分樁樁長只有9米左右,樁底反射異常明顯,我們分析這些樁未進入持力層,而樁基施工單位有關人員卻說貫入度控制得很好;然后我們從其中選了3根樁做了靜載試驗,實際承載力特征值還不到設計值的二分之一,最后只好補了一部分樁。
3小結
結合各種要求和因素運用了一些方法進行相應的檢測,檢測方法的實施順序會正確直接影響到檢測的成敗,甚至留下工程質量隱患。
關鍵詞:工民建,軟土地區地基,質量檢測
一、軟土地區地基質量檢測的重要性
地基是指在建筑物的下面能夠承受一定重量的土體或者巖體。地基按照形成因素可以分為天然型的地基和人工地基兩大類。天然地基是不需要再進行人工加固的土層,而人工地基則需要由人工進行加固處理。但是在軟土地區,由于土層較為松動,而且經過強烈的震動后,松散的沙土會處于液化狀態,有高地勢向低地勢轉移,進而導致地基的穩定性較差,缺乏足夠的承載力,在承載力過大的情況下,甚至會出現建筑物倒塌的現象。因此,要對地基進行質量檢測,尤其是軟土地區的地基檢測。
目前,我們常說的軟土地區一般指濱海、湖沼、谷底和河灘等地區,這些地區具有天然的高含水量沉積、孔隙較大、具有較高壓縮性、抗剪強度低的細粒土。由于軟土地區的特點,在這些地區進行地基的建造,當地基的承載力過高時,會出現建筑錯位以至損壞的現象,同時,如果由于建造過程中的勘察設計不詳細、為做好地基處理等原因而導致地基的質量問題,會直接影響建設工程項目的質量問題,因此,在軟土地區進行工民建建設,要及時的對地基的質量進行檢測,進而保證建設工程的質量和人員安全。
二、工民建軟土地區地基質量檢測的方法
1、靜載荷試驗
所謂的靜載荷試驗檢測方法,就是通過按樁的使用功能,在樁頂分別逐級的進行軸向壓力、軸向上拔力的施加,或者在樁基承臺底面的標高一致的地方施加水平力,然后對樁基上的各個檢測點在實踐變化過程中所產生的各種沉降、上拔位移或者水平位移進行觀察記錄,并通過利用荷載與位移之間的關系來對樁基的豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力及水平承載力進行判定的一種檢測方法。目前,在所有樁基的檢測方法中,靜荷載試驗是較為常用且應用范圍最為廣泛的一種檢測方法,同時,這種檢測方法的檢測結果也具有很高的準確度和可靠性,被列入了各個國家的樁基工程規范中。靜荷載試驗方法通過利用各種方法進行人工加荷,進而模擬地基或者其他基礎在實際中的工作狀態,并對樁基或者基地在人工加荷后的承載性和變性特征進行測試。這種方法的顯著特征就是受力條件比較接近實際,而且容易操作,試驗結果的顯示也直觀易懂,為人們的理解和接受提供了便利,但是這種方法也存在著一個缺點,就是該試驗所耗費的成本過大,因為它需要較大的試驗規模。
但是盡管如此,在工民建軟土地區,這種方法仍然是較為常用的地基質量檢測方法。而且,較為常用的檢測方法是堆載法和自平衡法。
2、動力法檢測
與靜壓法相比較,動力法檢測的操作更為簡單,容易被人們所掌握,同時,動力法檢測所耗費的成本比其他檢測方法低,但是,由于動力法檢測的研究還處于初級階段,因此,這種方法無論是在理論指導還是在實踐上都不夠完善,需要專業人員給以進一步的探討,所以,即使這種方法的操作簡便易行,他的應用也具有一定的限制,特別是對復合地基進行動力法檢測,現在還沒有較為系統的規范,在我國,目前較為流行的兩種檢測方法就是附加質量法及瑞利波法。
所謂的附加質量法,它的使用原理與單自由度彈簧振動理論大體上相同,但是由于在地基土體系上額外增加了若干級的質量塊,可以直接得出地基土所具有的參振質量和動剛度,進而可以在土動力學中求地基土的參振質量所帶來的難度和困擾。此外,對于附加質量法來說,它的設備比其他的檢測方法也簡單,所以在使用這種方法時,可以集中于將承壓板放在地基檢測點上,同時在承壓板上安裝減震器,然后再將用于分析振動信號的儀器與地震儀相連接,這時,在承壓板上增加若干級的重量就會相應的增加由該增加的質量而激發出的圓頻率,頻率的激振用重錘在承壓板上敲擊,而增加的質量級數則控制在四級到五級之間,同時,要保證級數的加載能夠在一個足夠大且固定的頻率中實行。為了增加動力法檢測的精確度,一般使用高精度的儀器,而且質量加載的級數也以基礎差度大為標準,因為越大的極度差,檢測出的結果精確度越高。
而瑞麗波法的原理則是通過使用瑞麗波特征方程里進行地基的質量檢測。瑞麗波特征方程是通過地基各層之間的力和位移連續條件以及其他條件建立而成的方程,通常用于具有上軟下硬的成層地基。
以上兩種方法是目前在軟土地區進行地基質量檢測常用的方法,此外,還有標準貫入試驗、經濟觸探試驗及十字板剪切等方法,因此,在選擇檢測方法時要遵循具體情況具體分析的原則,選擇合理的檢測方法,提高檢測的精確度。
三、工民建軟土地區地基的質量檢測
1、軟土地區地基質量檢測的規定
在軟土地區進行地基的質量檢測,為了確保質量檢測結果的準確性,一般選擇兩種方法,而且檢測過程中遵循著先簡單后復雜,先粗略后精細,從面到點的檢測原則,對地基進行全面而系統的質量檢測。同時,地基的檢測工作要安排合理的時間,而且,檢測點的設置也是選在在容易出現異常的重要部位,在檢測的過程中,軟土地區的局部巖土的復雜性會給地基的質量檢測工作帶來困難,但是這些地區通常是軟土地區地基質量檢測更為重要的檢測點。此外,在設置地基檢測點時,要將檢測方為覆蓋到整個受檢部位,且檢測點設置要均勻分布,局部地區的檢測點可以較為密集。
與此同時,還要對樁基進行完整性和承載力的質量檢測,在通常情況下,樁基的檢測順序是先完整性再承載力檢測。在進行樁基質量檢測時,樁的選擇有以下幾種:第一,具有施工問題的樁;第二,在建筑設計階段認為較為重要的樁;第三,軟土地區中具有特殊地質條件地區的樁;第四,應用不同施工工藝進行施工的樁,除了選擇以上類型的樁之外,還要遵循選擇隨機、均勻的原則。
2、軟土地區地基質量檢測方法的選擇
在對軟土地區的地基進行質量檢測時,要根據檢測現場的具體情況來選擇適合、合理的方法,并將涉及要求和驗收要求考慮在內,與此同時,檢測方法的選擇還要以檢測現場的情況和儀器條件來進行選擇,即因地制宜的原則。
而在軟土地區對樁基質量檢測的方法選擇標準則是要以用于樁基檢測的方法特點和它的應用范圍,而地質條件、樁的類型和施工要求等問題則是附加標準,通常情況下是以兩種標準搭配為最佳。此外,為了保證質量檢測的準確性,在對樁基進行質量檢測后還可以采取其他方法對它進行驗證檢測,但是驗證檢測會耗費大量財力、人力和物力,增加了工程的成本消耗。
目前,由于軟土地區土層的特殊性質和結構,在軟土地區對工程地基進行質量檢測主要解決的問題主要有三個,即地基的強度及穩定性;地基的滲漏;地基高壓縮性。只有這些問題得到妥善、合理的解決,才能夠保證軟土地區的地基具有較高的可靠性及承載力,進而提高建筑物的質量。隨著建筑業的迅速發展,地基的質量檢測也面臨著大量不斷更新的問題,尤其是軟土地區,地基的質量問題會隨著該地區的土層變化而逐漸復雜化,因此,要不斷的研究軟土地區地基質量檢測理論及方法,以滿足軟土地區發展建筑業的需求。
參考文獻:
[1]孟祥瑞,馮嘉謨:《軟土地區地基加固處理及質量檢測》[J],《遼寧地質》,1999年第6期
[2]張鐵鎖:《樁基靜載荷試驗的幾種方法和應用》[J],《交通世界(建養.機械)》,2007年第12期
關鍵詞:樁基工程;施工問題;樁基礎;樁基檢測
樁基礎是工業與民用建筑工程一種常用的基礎形式。當采用天然地基淺基礎不能滿足建筑物對地基變形和強度要求時,可以利用下部堅硬土層或巖層作為基礎的持力層而設計成深基礎,其中較為常用的為樁基礎。樁基礎作為一種深基礎,具有承載力高、穩定性好、沉降量小而均勻、沉降穩定快、良好的抗震性能等特性,因此在各類建筑工程中得到廣泛應用,尤其適用于建造在軟弱地基上的各類建(構)筑物。
樁按材料可分為鋼筋混凝土樁、鋼樁、木樁等,按受力分類為摩擦樁和端承樁,按樁的入土方法可分為打入樁、壓入樁和灌注樁等。建筑工程樁基礎不論采用何種類型的樁,實際施工過程中保證樁基質量,使樁基符合設計要求,是基礎工程施工中經常遇到的問題。
1.樁基施工共性問題
隨著樁基礎應用的日益廣泛,其施工過程中出現的質量問題也多種多樣,比如:頸縮、斷樁、移位、斜樁、檢測等問題。本文就樁基礎施工中最容易忽略的幾點加以分析。
1.1測量施線
建筑工程樁基礎施工測量的主要任務:一是把圖上的建筑物基礎樁位按設計和施工的要求,準確地測設到擬建區地面上,為樁基礎工程施工提供標志,作為按圖施工、指導施工的依據;二是進行樁基礎施工監測;三是在樁基礎施工完成后,為檢驗施工質量和為地面建筑工程施工提供樁基礎資料,需要進行樁基礎竣工測量。
理論上,《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》(GB50202-2002)第5.1.3條規定,打(壓)入樁(預制混凝土方樁、先張法預應力管樁、鋼樁)的樁位偏差,必須符合規定,如蓋有基礎梁的樁,沿基礎梁中心線的允許偏差為150 mm,垂直基礎梁中心線的允許偏差100 mm。此條為工程建設標準強制性條文,必須嚴格控制。規范5.4.5條又將樁位偏差列入鋼筋混凝土預制樁質量檢驗標準的主控項目,即樁位偏差對樁基質量驗收具有否決權,如有超出允許偏差范圍,即為施工質量不符合要求。測量施線是樁基施工時最易發生的情況,一般情況下如果出現測量施線有誤,都會采取加大樁承臺或加樁的處理方式。但這樣一來,不僅會增加成本,而且還延誤了工期。
1.2地下水問題
當基礎深度在天然地下水位以下時,在基礎施工中常常會遇到地下水的處理問題。在樁基礎工程中,地下水對人工挖孔樁的施工影響最大。地下水的處理有多種可行的方法,從降水方式來說總分為止水法和排水法兩大類。止水法相對來說成本較高,施工難度較大;井點降水施工簡便、操作技術易于掌握,是一種行之有效的現代化施工方法,已廣泛應用。
除此之外,地下水的影響在有凍土地基時也是施工的難點。我們應根據不同的地質采取不同的施工方法。比如,在冬季我們經常采用凍結法施工技術,凍結法施工即是利用人工制冷的方法把土壤中的水凍結成冰形成凍土帷幕,用人工帷幕結構體來抵抗水土壓力,以保證人工開挖工作順利進行。我國采用凍結法施工技術至今也已有40多年的歷史,但主要用于煤礦井筒開挖施工。經過多年來國內外施工的實踐經驗證明,凍結法施工有以下特點:可有效隔絕地下水,其抗滲透性能是其他任何方法不能相比的。凍結法施工對周圍環境無污染,無異物進入土壤,噪音小,凍結結束后,凍土墻融化,不影響建筑物周圍地下結構。凍結施工用于樁基施工或其它工藝平行作業,能有效縮短施工工期。
1.3樁基檢測
《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)第10.1.8條規定施工完成后的工程樁應進行豎向承載力檢驗;《建筑基樁檢測技術規范》(JGJ106-2003)第3.1.1條規定工程樁應進行單樁承載力和樁身完整性抽樣檢測;《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》(GB50202-2002)第5.1.5條規定工程樁應進行承載力檢驗;樁的測試方法分為靜載荷試驗和動力測樁兩大類,還有抽芯法和靜力、動力觸探以及埋設傳感器法等輔助類方法。目前樁的靜載荷試驗主要采用錨樁法、堆載平臺法、地錨法、錨樁和堆載聯合法以及孔底預埋頂壓法等。
在樁基檢測中,各個檢測手段需要配合使用,利用各自的特點和優勢,按照實際情況,靈活運用各種方法,才能對樁基進行全面準確的評價。但實際工程中施工單位為趕工期往往是樁基施工完后不及時通知檢測單位,而擅自施工上部結構,待樁基檢測出來后上部已施工了幾層,如果樁基檢測不合格,再采取補救的措施,代價是相當大的。國內不少地方就曾出現這種案例。所以我們在樁基施工時一定要重視樁基檢測這道工序。
2.鉆孔灌注樁及預應力管樁的施工質量控制
對于鉆孔灌注樁來說,其成孔時孔深的控制對鉆孔灌注樁至關重要。在(GB50202-2002)第5.6.4中明確規定:孔深只深不淺。對設計采用中風化及以上強度的基巖作為持力層的樁,尤其是抗水平推移、坡地岸邊的樁,其樁尖進入持力層的深度對地基承載力及安全使用尤為重要。實際施工中,孔深往往是只淺不深,泥漿沉淀不易清除,影響端部承載力的充分發揮,并造成較大沉降,這給鉆孔灌注樁留下了致命的質量隱患。
近幾年,隨著國內管樁生產企業的不斷涌現,管樁產量大幅提高,價格也隨之下降,促使管樁特別是預應力高強混凝土管樁在工業與民用建筑中得到廣泛應用。但在施工過程中由于管理和質量控制不完善,管樁樁基礎施工也容易產生質量問題。樁位及樁身傾鈄超過規范要求;樁頭破裂;樁身(包括樁尖和接頭)破損斷裂;樁端達不到設計持力層;單樁承載力達不到設計要求;樁的長度不夠;樁身上浮,樁頂平面與樁的中心軸線不垂直及樁頂不平整等制作質量問題都會引起樁頂破碎。
關鍵詞:地基基礎;檢測;探討
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A文章編號:
1 地基基礎檢測中常見的問題分析
1.1對檢測機構缺乏規范性管理
目前,我國的建筑工程檢測機構具體分為兩部分:其一是國家指定的檢測機構,其二是中介檢測機構。由于檢測機構的不統一,致使在具體的檢測流程存在諸多問題,給工程質量埋下的隱患。如,壓價、壟斷經營等常有發生。個別的檢測單位,為了適應殘酷的市場競爭,甚至出賣檢測資質,或將空白的檢測報告出售給無檢測資質的單位及個人,這些現象都對工程檢測的質量產生了極大的影響,因此,必須對檢測機構進行規范化管理,從根本上杜絕這些現象的發生。
1.2地基基礎檢測工作存在安全隱患
近些年來,在地基基礎檢測工作中人身傷亡事故頻發,原因在于地基基礎檢測與建筑施工是交叉進行作業,所以,致使地基基礎檢測人員身處的工作環境較差,安全隱患較多。例如,在地基基礎檢測工作中一般都應用聲波投射法、低應變法、輕型動力觸探法等方法,由于這些檢測方法都是在施工過程中交叉進行的,因而從很大程度會給檢測人員的人身安全帶來隱患,因此,在使用各種方法進行檢測時,必須有相應的安全防護措施。
1.3檢測結果欠缺精確性
主要表現在以下3個方面:
1.3.1 某些單位沒有編制周詳的檢測方案與計劃,或編制的檢測方案較為簡單,未能對檢測作業起到良好的指導作用;
1.3.2 應該引用或反映的資料不全面,所得數據不準確,致使檢測結論過于簡單或含糊了事;
1.3.3 沒有按照相關規范進行檢測,導致原始資料涂改嚴重,未能給予足夠的觀測時間,極限基本值與承載力標準值判斷不準確,具體操作不規范,從而導致檢測結果存在較大誤差。
1.4檢測人員綜合素質有待于提高
由于建筑工程質量檢測機構內部未建立健全內部管理制度,對于檢測人員的管理較為松散,致使檢測人員的整體綜合素質不高,甚至有些不具備相應專業技能職稱及技術水平的人員也參與到檢測工作中,使其在不能嚴格執行相關規范要求的情況進行作業,致使檢測資料和結果欠缺科學性、嚴密性、規范性。
1.5 地基基礎檢測過程有待于進一步加強
對于地基基礎檢測工作需要加強過程管理和控制,每個檢測單位和施工單位都對基礎檢測工作有明確的規劃和設計,但是更多的是重視檢測的結果,忽略了地基基礎檢測的過程控制。過程控制環節的弱化,有可能導致數據收集的可行性、科學性大打折扣,對于施工單位的下步施工完成準確判斷會產生相應的影響。比如,有的地基基礎檢測報告有關重要數據的出具沒有施工方、監理方的雙方簽字確認,導致地基基礎出現質量問題的時候產生一些矛盾和糾紛,可見現場加強監督和管理的重要性。有的檢測單位工作人員由于業務知識不過關,安全操作的意識不夠強,對于現場檢測的危險系數沒有有效估算,導致存在一些檢測安全隱患。
1.6 地基基礎檢測報告有待于進一步完善
通過實地調查訪問得知,當前地基基礎檢測市場需要完善的地方,不僅在于檢測技術手段方面,有的時候檢測結果出來了,但是檢測單位工作人員在出具檢測報告時存在一些不嚴謹、不規范的情況。比如,有的檢測單位出具的檢測報告沒有嚴格按照國家有關規定和標準來撰寫,有的所引用的國家的檢測標準已經過期,不具備可操作性和參考價值。有的檢測報告所羅列的專業術語不符合要求,或者已經被禁止使用,降低了檢測報告的嚴謹性。有的檢測報告計量單位的使用不統一、不規范,導致施工單位使用檢測報告的時候無所適從。在檢測報告的最關鍵部分就是報告的結論和結語部分,有的表述不準確,甚至低應變測試僅適用基樁樁身完整性檢測,檢測結論存在多處的錯漏和矛盾,導致檢測報告規范科學性大大降低。
2 解決地基基礎檢測常見問題的對策
2.1建立健全市場監督約束機制
首先,應強化合同管理,可充分利用合同審查備案制度,加強對市場不正當行為的約束能力;其次,通過政府有關部門,對檢測市場進行規范化管理,對一些擾亂市場正常經營秩序及檢測水平較差的機構,可吊銷其檢測資質。同時,還需加大對惡性競爭單位及個人的打擊力度,一經查實應給予嚴厲懲處,以此維護檢測行業的健康有序發展。
2.2制定地基基礎檢測的安全防護措施
由于在地基基礎檢測過程中會存在著諸多危險因素,嚴重影響了地基基礎檢測工作的安全性、準確性,所以必須制定安全防護措施以確保檢測工作的順利進行。首先,制定切實可行的安全操作規章制度,并進一步完善與落實安全管理責任制,將責任落實到部門、落實到個人,以此形成安全生產保障體系,從而有效地預防地基基礎檢測過程中存在的安全隱患;其次,對從業人員進行安全培訓,提高安全防范意識及防范技能;再次,在地基基礎檢測前,按照開工安全驗收制度對檢測作業的現場進行嚴格的開工前檢查與驗收。在地基基礎檢測過程中,配備安全巡查員,重點巡查作業人員操作是否規范,是否處于安全區域,作業環境是否安全等。
2.3地基基礎檢測應以相關的技術規范為依據
JGJ106-2003技術規范詳細準確的對各類檢測方法之間的關系和適用范圍加以規定,并且還對各種方法同時使用的具體關系進行了強調,是目前體系比較完善的技術規范,因此筆者建議在對地基檢測中,應以此規范為主。同時,還可以參考GB50007-2002和GB50202-2002這兩個規范中的相關規定進行檢測。樁身的質量通常都是本身承載力決定的,承載能力強,則樁基穩定性高,承載能力低,則會導致樁基穩定性差。目前,對樁基質量的檢測通常都是通過靜荷載試驗來檢測的。若施工場地對做靜載試驗有一定限制時,可采用深層平板載荷試驗進行確定。
2.4 加強對人工挖孔樁基礎地基的檢測
人工挖孔樁基礎地基有其特殊的地形地貌限制,通常是在河流高地或丘陵地區施工,主要原因是基巖與覆土具有較為顯著的差距和區別,能夠比較容易實現持力層的鑒別。與此同時,也存在例外情況,如果施工過程中發現風化程度不均勻的巖層,對于相關工作就提出了更高的要求,需要極為審慎地判斷如何才能實現樁端持力層的最佳優化配置。建議在施工過程中,充分考慮上述這些不可抗拒的因素,將施工條件的最不利因素考慮進去,確保基地基礎檢測的準確無誤,保障地基基礎施工的萬無一失。針對復合型的地基更加注重基礎檢測,要堅持因地制宜的工作原則,及時根據地形條件的復雜情況進行調整。要堅持嚴格標準的工作原則,對于已經完成的檢測,必須進行相關的監督和復檢,真正尊重檢測結果,如果檢測結果不符合相關規定,要及時提出修改的意見建議,確保地基基礎施工質量符合要求。
2.5 全面提高檢測人員綜合素質
地基基礎檢測人員的從業素質和職業道德素質高低直接關系到檢測工作的質量和水平,所以必須把全面提高檢測人員素質作為一項重要的工作加以落實。對在崗的檢測人員進行定期或不定期的專業培訓,包括2方面內容:
2.5.1 關于檢測人員的技術水平的培訓,使其掌握與檢測相關的法律法規、指導文件、規程等,學習先進的檢測技術,不斷提高其整體技術素質;
2.5.2 關于檢測人員的思想教育,增強檢測人員的安全意識、責任意識、質量意識、道德意識,這樣才能保證檢測人員出具客觀、真實的檢測報告。
3 結束語
地基基礎是建筑的根基所在,其承載能力能否滿足設計標準直接關系到整體工程施工質量,影響建筑投入使用后的安全性和可靠性,而地基基礎檢測工作是驗收地基基礎質量是否達到設計要求及安全標準的重要環節,必須引起有關部門的高度重視。近年來,隨著我國檢測領域的不斷發展,使得地基基礎檢測技術日趨成熟與先進,對于規范地基工程的檢測工作,提高地基基礎檢測數據質量具有重要意義。但是在實際操作中,地基基礎檢測工作還存在著一些不容忽視的問題,嚴重影響了檢測工作的質量和效率,從而也為確保整體工程質量帶來了一定負面影響。因此,本文探討地基基礎檢測中的常見問題及解決對策,對于提高檢測工作有效性,保證檢測數據準確性具有重要意義。
參考文獻:
[1] 王耀禧. 樁基與地基質量檢測中注意的幾個問題[A]. 2010年全國樁基檢測技術研討會暨16屆PDI用戶會議論文集[C],2010.
關鍵詞 高層;地基;基礎
中圖分類號TU74 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2010)23-0102-02
1 樁基特點及其分類
由樁和連接樁頂的樁承臺(簡稱承臺)組成的深基礎,簡稱樁基。樁基具有承載力高、沉降量小而較均勻的特點,幾乎可以應用于各種工程地質條件和各種類型的工程,尤其是適用于建筑在軟弱地基上的重型建(構)筑物。因此,在沿海以及軟土地區,樁基應用比較廣泛。
當天然地基土不能滿足地基基礎設計承載力和變形的要求時,可以采用地基加固,也可以采用樁基礎將荷載傳至深部土層。樁基礎有比較大的整體性和剛度,能承受更大的豎向和水平荷載,能適用高、重、大的建筑物對地基的要求。樁基礎具有承載力高,沉降量小而均勻,沉降速率緩慢等特點。它能承受垂直荷載、水平荷載、上拔力以及機器的振動或動力作用,廣泛用于房屋地基、橋梁、水利等工程中。
工程中的樁基礎,往往由一定數量的樁組成,樁頂設置承臺,從而把各樁連成整體,將上部結構的荷載均勻傳遞給樁。樁基礎按承臺位置的高低可分為高承臺樁基礎、低承臺樁基礎等;按承載性質不同可分為端承樁、摩擦樁;按樁身材料不同可分為鋼筋混凝土樁、鋼樁、木樁、砂石樁、灰土樁等;按樁的使用功能可分為豎向抗壓樁、豎向抗拔樁、水平荷載樁、復合受力樁等;按制作工藝可分為預制樁、灌注樁等;此外還可按樁直徑、成孔方法以及截面的形式進行分類。
2 復合樁基及其發展方向
復合樁基是按大樁距(通常指5~6倍樁徑以上)稀疏布置的低承臺摩擦群樁或端承作用較小的端承摩擦樁與承臺體共同承載的樁基礎,也被稱為附加摩擦樁的補償基礎,減少沉降量的樁基礎,樁筏體系等。在淺基礎中,上部結構荷載通過基礎底板傳遞給底板下的地基土體。樁基礎中,上部結構荷載通過基礎底板傳遞給樁體,再通過側摩阻力和樁端端承力傳遞給地基土體,上部結構荷載全部由樁承擔。在復合樁基中,上部結構通過基礎底板和褥墊層將部分荷載傳遞給基礎底板下的地基土體,同時也通過基礎底板和褥墊層把另外一部分荷載直接傳給樁體(如下圖)。
復合樁基和復合地基是不同的概念。復合地基是指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強,或被置換,或在天然地基中設置加筋材料,加固區是由基體(天然地基土體或被改良的天然地基土體)和增強體兩部分組成的人工地基。在荷載作用下,基體和增強體共同承擔荷載的作用。根據復合地基荷載傳遞機理將復合地基分成豎向增強體復合地基和水平向增強復合地基兩類,又把豎向增強體復合地基分成散體材料樁復合地基、柔性樁復合地基和剛性樁復合地基3種。
復合樁基與復合地基兩者都同時考慮了樁和樁間同承擔荷載,在設計計算參數時,又都采用了樁基礎的兩個抗力公式,容易混淆,但它們是有本質區別的。從構造組成來看:復合樁基中的樁與承臺相連接,樁中鋼筋是插入承臺的,是基礎的一個組成部分,而復合地基的樁與承臺不連接,是地基的一個組成部分;從荷載受力來看,復合樁基的樁是將承臺上部荷載力傳至樁間和樁尖持力層地基上,屬傳力的基礎,而復合地基中的樁,是將承臺底地基土進行加固,以滿足承臺上部荷載承載力的要求,屬受力的地基比如 CFG樁;從承載力的確定和檢測方法來看:復合樁基中的樁與樁基礎的單樁豎向抗壓靜載荷試驗一樣,判定標準是用Q-s曲線的極限荷載值或沉降量來確定,樁身質量判斷可用高、低應變動測度驗來檢測,而復合地基中的樁,其單樁豎向承載力標準值,只是供設計人員從理論上去推導復合地基承載力,一般可以不檢驗,主要應該通過現場載荷試驗的Q-s曲線中比例極限或相對沉降量,來確定其復合地基承載力標準值,樁身質量判斷一般由予留混凝土試塊或現場標貫試驗確定。目前,復合樁基設計有以下幾個主要發展方向:
其一是沉降控制復合樁基。沉降控制復合樁基也稱減少沉降樁基礎或疏樁基礎。在這種設計中,考慮了樁同工作,樁的主要作用是用來減少建筑物沉降。沉降控制復合樁基是介于天然基礎和樁基礎之間的一種基礎形式,它從單純以承載力為控制條件進行樁基設計,過渡到以變形和承載力雙重控制。在軟土地基中,樁基設計往往以沉降為控制條件,即樁基設計的控制條件往往并不是因為地基的強度不足造成的,而主要是由于地基在荷載作用下產生過大的沉降。沉降控制復合樁基與常規樁基的設計方法相比,樁數可以大幅度減少,樁的長度也可以減小,具有可觀的經濟效益。
其二是帶褥墊層的復合樁基。在樁基的施工中,由于承臺下土的固結導致基礎沉降和差異沉降較大,過大的沉降導致了基礎內應力的增大,使承臺因應力集中產生過大的變形。特別是在軟土地基中,土層產生固結沉降,承臺可能與樁間土發生脫空現象,造成樁土不能共同工作。在承臺和樁之間設置褥墊層,避免承臺和樁間土出現脫空現象。由于墊層對樁和樁間土的應力和變形具有調節作用,能夠減少承臺的應力集中,從而可以減小承臺厚度,降低工程造價。
其三,以控制差異沉降為目標的樁基礎設計。建筑物的沉降可以分為平均沉降和差異沉降,在過去比較多的注重建筑物的總體沉降,而對差異沉降的研究較少。差異沉降是一個比平均沉降更為關鍵的因素,過大的差異沉降必然造成建筑物的開裂、傾斜,危及建筑物的安全。國內學者提出了“變剛度”調平的概念,其核心思想是將結構+承臺+樁土作為共同作用的整體進行設計,不拘泥于局部塑性區的出現和樁頂荷載的不均,而是著重于控制沉降變形的均勻度。該方法通過改變樁長、樁距、樁徑等方法減小了差異沉降,又節約了用樁量,使基礎的受力性能更加經濟合理。
參考文獻
[1]曹登武,江紅,張可可.以沉降控制的復合樁基設計[J].華中建筑,2009(5).
【關鍵詞】建筑;沉管灌注樁;質量檢測;實例分析
一、工程概況
某建筑物為八層,是居民的住宅樓。建筑物沿南北走向為16.0米,沿著東西走向為47.5米,采用磚混結構,振動式的沉管灌注樁是其基礎設計。該樁基礎是在條形基礎粱下形成的,樁長為5米到12米之間不等,其直徑為3.65米,樁身砼在設計時將其強度設計為C20的等級,礫砂層是其樁端的持力層,單樁在設計時承載力都在380千牛噸以上,鋼筋籠的長度為三米。主筋40Φ12,螺旋箍筋中Φ6@200,每隔1.5米加焊中Φ12加強箍一個,樁基造孔與成樁選用步履式zcB一45型振動沉管打樁機,整個工程工完成工程樁286根。場地地貌屬山前沖洪積傾斜平原的前端,地層主要由人工土層、第四紀沖湖積層和第四紀沖洪積層組成。
二、建筑樁基礎的質量檢測分析
對樁基進行了承載力和樁基完整性檢測,鑒于鄰近場地的靜載試驗資料齊全,該工程與鄰近場地地質條件、成樁工藝、樁徑、施工單位一致,故靜載僅取2根樁做施工檢驗性試驗,即加載至760千牛時,當不出現規范規定的破壞特征時,即認為承載力合格,后經靜載試驗檢驗,兩根試樁在760千牛時均未出現破壞特征。且沉降量不大于40毫米,故承載力檢驗合格。采用反射波法,動測樁基完整性,檢測儀器采用的是中科院武漢巖土力學所的RsM-12G,其中分兩次共隨機抽測35根樁,第一次測20根,發現有6根斷樁,這6根主要集中在西側.后又在西側加測15根樁。對建筑樁基進行檢測。其中為了驗證測試結果的準確性,由施工單位現場將236#樁開挖,實踐證明檢測結果正確,236#樁在2.65米處斷裂。
三、工程質量事故的分析
(1)目前軟地基建筑樁基由于沒有對工程地質進行全面勘察,沒有探明樁基下地質等的分布情況,對完整基巖的位置不清楚,無法選擇正確的樁型,且樁基的施工方式不對,在建筑物的荷載下,產生了沉降和滑移。
(2)工程樁間距偏小,根據相關規范中:對于飽和軟土中的擠土灌注樁,最小樁距為4d(d為樁徑),而該樁距僅為3d(即1.2m),當已灌砼初凝后。在鄰樁沉管過程中,土受擠壓產生水平推力使樁產生斷裂。
(3)有時遇到水位高水量大的情況,工程建設單位為了降低建設成本,通常強行采用反復抽水的方法使出水通道和含水層裂隙暢通度增加,但是抽水時攜帶的泥沙會惡化地質條件,甚至使相鄰的樁孔連通,造成地面的塌陷和基坑支護的不穩定,引起建筑物沉降。
(4)砼的級配不太合理,坍落度較小,施工灌注砼的坍落度為三到五厘米。而規范中規定對于擠土樁的坍落度至少為八到十厘米,由于坍落度小極易造成樁身砼離析,夾泥和蜂窩。
(5)由于是屬于擠土樁,土體受擠后,向薄弱處傳遞擠壓力,而使地面出現隆起現象,形成對鄰樁的摩擦,構成一個向上的拉力,而使樁斷裂。
(6)拔管速度過快,根據規范規定振動沉管灌注樁在管內灌滿砼后宜振五至十秒,再開始拔管,應邊振邊拔,每拔半米至一米就停拔振動五至十秒,如此反復,軟弱土層中宜控制0.6-0.8米每分鐘。由于拔管速度快,停拔振動時間短,或根本不停振,極容易造成縮徑、夾泥,樁身斷裂.造成工程樁質量事故。
四、處理工程質量事故的措施
首先,對于數量比較多的斷樁,不宜單獨逐個處理,可將原樁基上斷面500×500平方毫米的承臺梁改為片筏樁基礎,片筏基礎厚度為二百五十毫米,片筏配筋為中Φ14@200。
其次,對于缺陷深度在一至三米的斷樁,可將原來斷的樁段挖去,加套略大于原樁徑的鋼箍或鋼筋砼水泥管,清理干凈斷裂位置,設素水泥漿一道,再重新灌注砼補做樁段。
最后,對于缺陷深度在3米以下的樁,由于地下水位較高和土質較軟,開挖補樁對于施工是較為困難的,可采取在原500×500平方毫米承臺粱下作放大角,放大角寬度在1200-800毫米(根據單樁承載力和樁基在建筑平面上的位置確定),下設中Φ12@180受力筋及中Φ6@200分布筋,放大部分長度以相鄰軸線長度為準。組成一個復合的樁-梁-土受力體系,以保證荷載的重新分布,減輕原缺陷樁的荷載負擔。
五、沉管灌注樁的施工質量控制分析
在軟地基建筑振動沉管灌注樁的施工中,除了遵循施工的常規要求以外,還要注意:由于地基起伏較大,樁基長度不一,因此,在施工設計時要嚴格控制貫入度,以使樁端位于巖面上。當遇到巖面上有造成“零貫入度的”的碎石時,應該加大沉管的力度,使樁端從巖面上穿過碎石層。為了避免振動力太大,引起砼樁尖破碎且進入樁管中,應該制作專門的鋼鐵材質的引孔樁尖,利用該樁尖來預打巖面,使貫入度達到要求之后再更換原來的砼樁尖,打入巖面之后灌注砼成樁。將樁尖以上2m范圍內的拔管速度控制為小于0.3m/min,采用反插來增加樁端的承載力和穩定性。當局部巖面傾角過大時,不能強行沉管,否則會使振動錘的導向滑輪偏離機架軌道,成樁的質量也不能滿足要求。應該根據有關方的統一決定,進行局部處理。
其次,工程地質勘察對于軟地基樁基的選擇和施工具有重大意義,能為樁型設計提供依據,從而有利于施工進行。在軟地基中,為了探明地質水文條件,需要對地質進行初勘、詳勘以及補勘。初勘是在建筑的施工場地確定之后,對其進行初步階段的勘察,弄清該地質的地層結構、巖體等的性質以及水文地質條件,了解其不良地質現象的分布位置及對建筑物的影響,結合相關的技術規范,確定樁基的樁型。當施工過程中發現,地層的具體情況與之前的勘察結果不符時,需要進行補勘,以及時修改樁基的設計模式和施工工藝。
再者,應該加強對施工現場的監管。振動式的沉管灌注樁從其成孔一直到成樁整個過程中,隱蔽工程占了絕大多數,因此樁基施工單位應該嚴格按照施工規范中的要求和規定來進行,加強對工程施工的管理與監督。
最后,還應該不斷強化施工人員的質量意識,提高施工技術水平,以確保施工質量。
六、結束語:
總之,在軟地基建筑樁基的樁型一般選擇沉管灌注樁,沉管灌注樁在施工中由于地質條件、施工條件以及人為因素的影響,其施工質量常常存在較多問題,因此,本文對這些問題進行了分析,并提出了相應的處理措施,在此基礎上為沉管灌注樁的質量控制提出了若干建議。應嚴格遵循施工規范,把握好施工工藝,以有效解決沉管灌注樁中的質量問題。
參考文獻:
[1]袁衛華.關于建筑沉管灌注樁的質量檢測實例分析.工程科學.2010,36(22).
[關鍵詞]工業建筑;民用建筑;樁基檢測
中圖分類號:TU832.5+3 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)42-0227-01
引言:
在工業與民用建筑工程的基礎工程中,樁基礎以其承載力大、地層適應性強、施工方便、造價較低等特點,而被廣泛采用。樁基礎屬地下隱蔽工程,施工工藝復雜,容易出現各種質量問題,且不容易被發現。據國內外有關統計資料表明,出現樁身各種缺陷的概率約為15%~20%,如不及時發現,將對土工構筑物、建筑物的正常使用造成隱患。因此,對基樁的質量檢查是十分重要的。
一、樁基的檢測分類
目前樁的靜載荷試驗主要采用錨樁法、堆載平臺法、地錨法、錨樁和堆載聯合法以及孔底預埋頂壓法等。武漢地區已有幾家擁有1×104kN級以上的樁基靜載設備,最大加載能力達2×104kN。樁的動測技術在武漢起步于20世紀70年代。
目前武漢地區已擁有RS、RSM系列、CE系列、PDA、EFI系列動力設備,用低應變法檢測樁的完整性,用高應變法檢測樁的承載力和樁的完整性。高應變法試樁一般用CASE法、CAPWAP法;低應變法檢測常用應力波反射法(錘擊波動法)、聲波透射法。
(1)各類樁、墩、樁墻豎向或橫向承載力檢測,包括單樁及群樁承載力檢測;
(2)墩底持力層承載力及變形性狀的檢測;
(3)各類樁、墩及樁墻結構完整性檢測;
(4)考慮樁同作用或復合地基中樁土荷載分擔比的檢測,樁體及土體應力- 應變的檢測;
(5)施工中對環境影響(如震動、噪音、土體變形)的檢測;
(6)特殊條件下或事故處理中的其它檢測。
二、樁基按檢測時間分類
(1)為設計提供依據的先期檢測;
(2)施工階段的施工檢測;
(3)施工完畢后的驗收檢測;
(4)施工階段或使用階段的鑒定檢測。
為了防止設計瀝青混合料在交通運營內壓實過度,造成塑性和產生永久變形,Superpave要求在Nmax下的混合料的密度不超過最大理論密度的98%。本設計按確定的最佳瀝青用量3.6%,采用2號曲線,以最大旋轉壓實次數 N205 成型試件。根據檢測結果,當最佳瀝青用量為3.6%時,旋轉壓實205次,混合料的各項體積指標均滿足Superpave-25技術要求
三、檢測方法與討論
(1)各類樁、墩及樁墻結構完整性檢測,一般采用低應變或高應變動力試樁法檢測。大直徑樁宜采用聲波透射法或鉆芯法檢測。
(2)由散體材料樁或低粘結強度樁和土組成的復合地基(碎石樁、石灰樁等),采用靜載荷試驗也可采用靜力觸探分別對樁和土進行檢測,確定復合地基承載力。
(3)由高粘結強度樁和土組成的復合地基(水泥土樁、CFG樁、低標號混凝土樁等),采用靜載荷試驗檢測豎向承載力。單樁承載力的檢測同其它剛性樁。
(4)復合地基中,樁、土荷載分擔比的檢測一般采用鋼弦或壓力盒通過靜載荷試驗進行測定。也可采用特制的應力傳感器測試。
(5)施工中由于震動對環境的影響,一般采用質點速度監測系統或加速度監測系統進行測試,也可用地震儀檢測。
(6)施工中由于擠土效應對環境的影響,用變形傳感器(測斜儀)進行監測,也可用沉降變形標配合水平儀,經緯儀檢測。
(7)施工中噪音的測試可以采用分貝計加以判定。
(8)使用階段樁體應力- 應變的測試,使用鋼筋應力計,混凝土應力計或特制的傳感器。
(9)當樁長大于30m,用其它檢測手段難以準確判定樁完整性時,可采用抽芯的方法,抽芯還可以較準確地判斷樁體混凝土的強度。也可采用聲波透射法進行檢測。
壓樁時,先用起吊機構將樁吊入到壓機主機壓樁部位后,用液壓夾樁器將樁頭夾緊,開動壓樁油缸,利用伸長之力將樁壓入土中,接著回程再吊上第二節樁,用硫磺膠泥接樁后,繼續壓入,反復操作,至全部樁段壓入土中,然后開動行走機構,移至下一樁位壓樁。
四、值得探討的問題
(1)高、低應變動力試樁法有一定的適用范圍,當長徑比大于30,或樁體有兩個以上缺陷時,動力試樁均難以提供準確的樁體完整性信號,對于目前大量使用的超長樁,動力試樁必須加以改進。提高動測信噪比,提高檢測精度是需要解決的問題。
(2)樁靜載荷試驗目前盛行堆載平臺法,但目前的平臺對試樁及基準樁附近形成大面積堆載,應力高達300kPa以上,影響試樁工作狀態和基準樁的設置,甚至造成平臺失穩事故,因此,必須改進平臺的結構形式。
(3)降低動荷載頻率,增加載荷作用時間,可使樁土反應更接近靜態。加拿大Berming公司和荷蘭TON合作研究的壓重油缸引爆軟墊加載法是一種動- 靜試樁法,值得借鑒。
(4)深基坑支護樁的檢測,目前國內尚無明確規定。對于樁身質量可用動測法檢測,對于其橫向承載力沒有可行的檢測方法。用動測法測定支護樁的橫向承載力是值得研究的課題。
(5)研制和改進孔底沉渣測定儀,控制和檢測灌注樁孔壁泥皮厚度的設備,對提高施工階段的檢測水平具有重要意義。
關鍵詞:樁基;基礎;質量檢測;問題;措施
中圖分類號:F253.3 文獻標識碼:A 文章編號:
地基基礎質量對工程建設的影響很大,是工程建設安全的重要保障,因此地基基礎質量檢測工作尤為重要。但是在實際工作中,樁基檢測受到很多因素的影響,暴露出來許多問題,導致檢測結果不準確,對工程施工造成一定影響,留下安全隱患。對樁基基礎檢測中存在的問題進行研究,并通過采用科學的方法和有效的措施予以解決,是提高樁基施工質量的重要途徑。
一、樁基檢測常用方法
1、靜載荷實驗法
靜載荷實驗法多應用在對單樁豎向承載力的檢測方向,于樁基頂部作用一定載荷,慢速維持載荷情況下觀察樁基底部作用變化,繪制成載荷曲線圖,從曲線圖中分析單樁豎向承載力的變化。通常起始階段近似正比例一次函數,載荷不斷的增加曲線會呈越來越陡峭的趨勢,在曲線近似無窮垂直于載荷軸的時候達到最大承載力,將最大承載力與設計基準值相比較判定是否滿足要求。靜載荷實驗法的成本較高、檢測時間較長,在實際使用中應用較少。
2、聲波透射法
聲波透射法是一種較早應用的樁基檢測方法。利用聲波的傳播和反射原理對樁基給予檢測,首先在樁基內部埋設超聲波的發射和接收探頭,利用脈沖發生儀器發出周期性的聲波,聲波穿過混凝土層遇到的內部阻力作用因混凝土內結構成分差異而不同,這種差異被接收端轉換成具體的參數,根據時間、頻率、峰值、波形的分布綜合分析,得到混凝土內部的缺陷、分布、強度等信息,供分析人員參考。聲波透射法對周圍環境影響和制約小,普遍應用于各類檢測當中。
3、應變動檢測法
應變動檢測法分為高應變動測法和低應變動測法。高應變動測法利用重錘自由落體形式錘擊樁基頂部產生發射信號,低應變動測法利用小錘對樁基頂部進行敲擊產生發射信號,再由傳感器對來自樁基應力信號進行接收,再對接收信號進行對應數據分析后得到分析結果,應變動測法的應用準確度較高,使用更具有廣泛性和便捷性。
4、鉆孔取芯法
鉆孔取芯法是在公路橋梁上專設小孔,對橋梁實體取樣,具體分析強度、沉渣、缺陷、持力層及其他參數,這種方式檢測的數據具有高度的準確性,但是局限性又很大,因為取樣只能對部分橋體進行分析,不能代表整體分布情況,對橋梁本身又有一定傷害,因此應用范圍比較小。
二、樁基檢測中存在的主要問題
通過對大量樁基檢測工程進行調查研究發現,檢測中存在的問題主要體現在以下幾個方面上:
其一,有些檢測單位的檢測人員專業水平偏低,從而導致檢測工作不到位,常常會留下一些質量隱患;
其二,檢測儀器和設備陳舊,無法滿足樁基檢測相關規范和標準的要求,如有些檢測單位在進行低應變完整性檢測時采用速度計,這在一定程度上影響了檢測波形的質量。此外,有些檢測儀器上沒有準用標簽,并且儀器周期檢定的執行情況也不到位;
其三,檢測報告方面的問題也非常明顯,如有些單位采用非規范規定的檢測方法出具報告、檢測報告無編號、符號格式不規范、報告結論的隨意性較大等等;
其四,規范之間的協調問題。目前,雖然我國樁基檢測技術標準已基本完善,但是各標準和規范之間嚴重缺乏協調性和銜接性,并且適用范圍也不明確,還存在重復、矛盾和遺漏等問題,這為實際工程應用標準和規范帶來了一定的困擾;
其五,由于我國對檢測市場缺乏規范,致使常常會出現片面壓價的情況,有些檢測單位在承接工程后,為了獲取更大的經濟效益,在檢測過程中偷工減料,更有一些單位將自己的資質出賣給其他不具備檢測能力的單位從中獲利,這都嚴重影響了檢測質量。
三、提高樁基檢測質量的有效措施
想要進一步確保樁基檢測的整體質量,應當從技術和管理兩方面著手,下面就此展開詳細論述。
1、檢測技術方面的措施
1)樁基檢測應以JGJ106-2003作為主要依據。我國現行的JGJ106-2003規范整合了設計規范、驗收規范以及各類檢測標準中的有關內容,并對檢測數量、復檢規則、評價依據等進行了統一,同時還明確給出了各類檢測方法之間的關系及其具體適用范圍,這使得樁基檢測技術更加規范化和標準化。為此,各單位在進行樁基檢測的過程中,必須以該規范作為依據;
2)樁基承載力檢測應嚴格按照JGJ106-2003中的有關規定進行。樁基承載力設計等級為下列情況時,承載力驗收應采用靜荷載試驗,具體包括復雜地質條件、成樁可靠性低、新樁型新工藝、產生擠土效應等。由于大直徑灌注樁會受到設備以及現場條件等方面的限制,因而很難實現靜載荷試驗,針對這一情況可以采取鉆芯取樣法對樁底沉渣的厚度進行測定,并通過鉆取樁端持力層的巖土芯樣來檢驗樁端持力層。此外,大直徑預制樁、摩擦樁和嵌巖樁,可以采用高應變法對樁基的豎向承載力進行檢測,需要特別注意的是,采用該方法對灌注樁進行檢測時,必須有較為可靠的對比驗證資料,而擴底樁的檢測不得采用該方法;
3)采用樁端持力層巖性報告代替靜載荷試驗必須具備嚴格的條件。目前,有些施工單位在進行人工挖孔嵌巖樁施工時,為了降低工程造價和趕工期,常常將樁端持力層中的巖芯加工成試塊,并以此為試驗對象進行強度測試,將靜載荷試驗省去。這種做法的可行性與否是一個值得商榷的問題。現行的JGJ06-2003中并沒有這種提法,GB50202-2002中也沒有明確規定,所以這種做法必須謹慎采用或是不用,并在實際操作中,以JGJ106-2003中的相關規定為準;
4)大直徑嵌巖樁的檢測。對端承型大直徑嵌巖樁的檢測一般采用兩種方法:其一,鉆芯法檢測。采用該方法時,鉆芯取樣的樁基數量應不少于總樁基的10%且最低不得少于10根。鉆芯過程中應當鉆取樁端持力層巖土芯樣,并且應對沉渣厚度進行檢測。同時,一般工程還應另外抽取10%的樁,用小應變法對樁基的完整性進行檢測,若是重要工程則應當抽取20%的樁進行檢測,并確保每一柱下的檢測根數不少于1根;其二,聲波透射法。該方法主要是對樁基的完整性進行檢測,實際過程中抽取數量不得少于10%。
2、管理方面的措施
1)各級地方政府及建設行政主管部門應當進一步加強對樁基檢測的質量監督,尤其是應當加強對各單位強制性標準執行情況的檢查,對于未經驗收或是驗收不合格的樁基工程,嚴禁進行上部結構施工;應加大對樁基檢測市場的管理和規范力度,構建起一個公正、公平、開放的檢測市場,這有利于確保樁基檢測行業健康、穩定、持續發展;
2)提高檢測從業人員的職業素質和技術水平。應適當加大對樁基檢測人員的培訓力度,使他們了解并掌握現行的法律、法規和規范標準,并通過強化教育,提高他們的質量和責任意識,把好檢測質量關,這對于提高樁基檢測質量意義重大。
四、結語
樁基基礎質量檢測是一項全面、系統、綜合的工作。目前很多樁基檢測方法都等到了普遍使用,我們在實際應用中,對出現的問題及時采取有效的措施予以解決,是保證工程建設質量的重要手段。
參考文獻
[1]劉益民,王學松.建筑樁基檢測作業中的危險、有害因素及其對策與措施[J].安徽地質,2010(2).
[2]李大展,鄒慶祥,陳鐘.關于樁與地基靜載試驗幾種方法的比較[J].工程質量,2008(3).
關鍵詞:樁基;預制樁;灌注樁;測量
Abstract: With the development of modern science and technology, the pile types and type of pile foundation, construction technology and equipment as well as the pile foundation design theory and methodology, there are a lot of evolution. Pile foundation has become the construction of buildings in poor soil region especially in high-rise buildings, forms the basis of widely used in factories and some special requirements for structures. No matter what type of pile, should be in accordance with the requirements of design and construction, accurate measurement to the area on the ground, to provide data for the inspection of pile foundation construction quality of building engineering and ground. Based on the pile foundation of the whole construction techniques are studied in detail.
Key words: pile foundation; precast pile; pile; measurement
中圖分類號: 文獻標識碼:文章編號:
前言:樁基又叫樁基礎,是工程建筑基礎中的一種,由基樁和聯接于樁頂的承臺共同組成,樁基主要的作用是負責把荷載轉給持力層。分為低承臺樁基和高承臺樁基;低承臺樁基的樁身全部埋于土中,承臺底面與土體接觸;高承臺樁基的樁身上部露出地面而承臺底位于地面以上。建筑樁基通常為低承臺樁基礎。
一、做好高層建筑樁基施工前的準備工作
首先,應在樁基施工項目正式進行之前,應盡可能準備好工程所需要的基本資料。
其次,要組織相關技術人員對圖紙進行認真會審,要對圖紙做好監督及技術交底的工作。
再次,要對所使用的材料嚴格把關,落實材料使用的監理與審批制度,切實做好審批施工方案。
二、樁基的實用與選擇
對下列建筑工程要求情況,可以考慮選用樁基礎方案:
不允許地基有過大沉降和不均勻沉降的高層建筑或其他重要建筑物。重型工業廠房和荷載過大的建筑物,如倉庫、糧倉等。對煙囪、輸電塔等高聳高結構建筑物, 宜采用樁基以承受較大的上拔力和水平力,或用以防止結構物的傾斜。對精密或大型的設備基礎,需要減小基礎振動、減弱基礎振動對結構的影響,或應控制基礎沉降和沉降速率。軟弱地基或某些特殊性土上的各類永久性建筑物,或以樁基作為地震區結構抗震措施。
當地基上部軟弱而下部太深處埋藏有堅實地層時,最宜采用樁基。如果軟弱土層很厚,樁端達不到良好地層,則應考慮樁基的沉降等問題;通過較好土層而將荷載傳到下臥軟弱層,則反而使樁基沉降增加。
總之,樁基設計應該注意滿足地基承載力和變形這兩項基本要求。在工程實踐中,由于設計或施工方面的原因,致使樁基不合要求,甚至釀成重大事故者已非罕見。因此,做好地 基勘察,慎重選擇方案, 精心設計、精心施工,也是樁基工程施工必須遵循的準則。
三、樁基礎施工的測量技術要求
1、建筑物軸線測設的主要技術要求
建筑物樁基礎的定位測量,一般是根據建筑設計或者設計單位所提供的測量控制點與新建筑物的相關數據等,先進行測設建筑物的控制網,進行建筑物定位的測量,最后根據建筑物的定位矩形控制網,測設建筑物柱位軸線。
2、對高程測量的技術要求
樁基礎施工測量的高程應該以設計或建設單位所提供的水準點作為基準來進行引測,因此,在高程的引測前,應該對原水準點高程進行檢測。高程的測量可以按四等水準測量方法和要求來進行,在各方面確認無誤后才能進行。
四、樁的施工方法
1、預制樁的施工
1.1錘擊法。樁基施工中采用最廣泛的一種沉樁方法。以錘的沖擊能量克服土對樁的阻力,使樁沉到預定深度。一般適用于硬塑、軟塑粘性土。用于砂土或碎石土有困難時,可輔以鉆孔法及水沖法。常用樁錘有蒸汽錘、柴油錘(見打樁機)。
1.2振動法。振動法沉樁是以大功率的電動激振器產生頻率為700~900次/分鐘的振動,克服土對樁的阻力,使樁沉入土中。
1.3壓入法。壓入法沉樁具有無噪聲、無震動、成本低等優點,常用壓樁機有80噸及120噸兩種。壓樁需借助設備自重及配重,經過傳動機構加壓把樁壓入土中,故僅用于軟土地基。
1.4射水法。錘擊、振動兩種沉樁方法的輔助方法。施工時利用高壓水泵,產生高速射流,破壞或減小土的阻力,使錘擊或振動更易將樁沉入土中。射水法多適用于砂土或碎石土中,使用時需控制水沖深度。
2、灌注樁的施工
主要工序是成孔及灌注混凝土。成孔可分為套管成孔、干作業成孔、泥漿護壁成孔及爆擴成孔四類。
2.1套管成孔灌注樁。將帶有鋼筋混凝土預制樁尖或活瓣樁尖的套管用錘擊法或振動法沉入土中擠土成孔。在管中灌注混凝土后,邊振動邊將套管拔出,同時混凝土得到振實,在土中成圓柱樁體。套管成孔灌注樁適用于軟土地基,不受地下水位影響。由于套管灌注樁在淤泥中成孔,有時會出現縮頸和斷裂,施工時要嚴格掌握操作順序、灌注混凝土量和拔管時間,必要時可二次沉管、復打予以補救。
2.2干作業成孔灌注樁。用螺旋鉆成孔,不需泥漿護壁,孔壁自立,孔徑不變。經清底放入鋼筋骨架后灌注混凝土,用混凝土振搗器振實。適用于地下水位以上、土質較好的粘性土及砂土。
2.3泥漿護壁成孔灌注樁。以鉆(沖)機切削土體,排土成孔。灌入泥漿,泥漿稠度可根據土層情況確定。其作用是穩定孔壁,維持孔徑。
五、樁基施工的技術細節
1、施工時,如果樁身內部的混凝土強度與預先設計的強度相符時,應該將樁靜置而且經過蒸汽的養護之后方可施工;在進行沉樁的施工時,利用經緯儀嚴格的測量,使樁應該保持垂直,誤差不超過0.5%,因為偏差較大時,會導致樁身容易開裂。
2、進行接樁的操作施工時,接樁通常采用鋼端板焊接的方式,在樁身離地面一米的距離時即可進行焊接、接樁時要時刻觀察兩節樁身的銜接情況,保證圓角和直角相互正對,在樁頂清理干凈之后要進行定位板固定,接著再將上段的樁吊放在下段樁的端板上,利用定位板將上下段的樁接直,如果在兩段樁的銜接處有空隙,要利用鍥形的鐵片加以焊接固定。接頭處坡口槽電焊應分三層對稱進行,焊接時應減小焊接變形,焊縫連續飽滿;焊后清除焊渣,檢查焊縫飽滿程度焊接完成后應等接頭溫度與周圍環境溫差在100以內才能沉樁,一般情況下靜壓樁等候6分鐘錘擊樁等候8分鐘為宜,不得用水淋等方式快速冷卻。
3、在樁冒和送樁器的選擇上,要保持外形上的相互匹配,而且在強度和剛度等的選取上也一定要合格,樁冒和送樁器的下端應該采用開孔的方式來加強樁內部同外界的互通性能,盡量使得每次沉樁的操作都一次到底,避免中間的出現的短暫性停歇;在沉樁的過程中,如果出現貫入度不正常,樁身出現略微的偏差或位移時,為了避免樁身或者樁頂的損壞應立即停止沉樁,通過分析出現這種情況的原因并且加以解決,接著方可繼續施工。
4、對于空心樁一般不進行截樁的操作,如果遇到特殊的情況必須要截樁時,應該采用機械分割的方法將無需截掉的那部分樁身加以固定,然后再沿著鋼箍的上邊緣進行切割,鋼箍絕對不可以利用人力進行強行的截除,可以利用氣割法進行切割。
六、樁基檢測
《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)第10.1.8條規定施工完成后的工程樁應進行豎向承載力檢驗;《建筑基樁檢測技術規范》(JGJ106-2003)第3.1.1條規定工程樁應進行單樁承載力和樁身完整性抽樣檢測;《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》(GB50202-2002)第5.1.5條規定工程樁應進行承載力檢驗;樁的測試方法分為靜載荷試驗和動力測樁兩大類,還有抽芯法和靜力、動力觸探以及埋設傳感器法等輔助類方法。目前樁的靜載荷試驗主要采用錨樁法、堆載平臺法、地錨法、錨樁和堆載聯合法以及孔底預埋頂壓法等。
在樁基檢測中,各個檢測手段需要配合使用,利用各自的特點和優勢,按照實際情況,靈活運用各種方法,才能對樁基進行全面準確的評價。但實際工程中施工單位為趕工期往往是樁基施工完后不及時通知檢測單位,而擅自施工上部結構,待樁基檢測出來后上部已施工了幾層,如果樁基檢測不合格,再采取補救的措施,代價是相當大的。國內不少地方就曾出現這種案例。所以我們在樁基施工時一定要重視樁基檢測這道工序。
七、漏漿處理的注意事項
在處理漏漿時,首先必須先維持孔內水位,再根據鉆孔的原始記錄及相關資料,判別本處的地質情況,是裂隙或溶洞,然后根據以上資料及漏漿的程度來判別采用什么材料進行回填。如漏漿輕微,但巖層為軟弱夾層時,就不能采用單一的回填粘土。因為在軟弱夾層中鉆進時極易發生斜孔,故在回填粘土的同時,還必須回填一定數量的片石。施工時,必須綜合考慮施工環境及現場資料,處理的辦法也應相應變動。
關鍵詞:混凝土技術;市政工程質量;檢測;測試;優點
我國地域遼闊,地質條件極為復雜,特別是在沿海地區及內地湖河沉積地區存在著許多復雜的軟土地基,在這些地質條件下修建市政道路或建筑物都要進行軟基處理,以增加地基的穩定性及減少沉降. 軟基處理方法的選擇對工程質量、工期和經濟效益均有重要的影響. 目前軟基處理中使用的方法主要有樁基、水泥土攪拌樁、強夯法和真空預壓、超載預壓等加固方法. 每種加固技術都有它的適用性和局限性. 水泥土攪拌樁施工質量難以控制,檢測繁瑣且費用高,加固深度也有限;超載預壓方法由于軟弱地基土的強度很低,存在路堤的穩定性問題,不能快速加載,制約了工程的進度,因此施工工期很長,影響了工程投資的經濟性。強夯法主要是針對透水性較強的軟土,加固效果明顯,而對軟粘土不適宜,使沿海地區的粘土及淤泥質土的加固處理受到了限制.樁基在加固軟土地基中使用,由于施工速度快,可大大縮短工期,加固處理深度不受限制,適宜各種地質條件,能明顯增加路基的穩定性,提高地基的承載力和減小變形。長期以來,無論在建筑工程還是在道路工程中,都得到普遍采用. 樁基主要包括實心預制樁、現場灌注混凝土樁以及預制混凝土管樁等,預制實心樁較現場灌注樁造價要高;現場澆筑混凝土樁單方造價較低,但也不能節省混凝土材料。為此又發展了預制混凝土管樁,該樁形的單方混凝土承載力較實心混凝土樁有了較大的提高. 但預制混凝土管樁的使用需要在工廠預制,預制混凝土管樁從形式上是節省了材料,但考慮到施工和運輸因素,又必須加入大量的鋼筋以增加強度抵抗施工可能帶來的破壞性,從而增加了造價使基礎加固成本提高. 因此,尋求使用較少的混凝土方量,以實現造價低、承載力高,并且地基的穩定性增加明顯的新樁形成為巖土工程界的迫切需要解決的問題. 正是考慮到實心樁及預制管樁的不足,工程實踐中開發了高效經濟的現場澆筑混凝土薄壁管樁軟土地基加固技術和施工工藝,已開始在市政道路中推廣應用。
1 現澆混凝土管樁技術簡介
現澆混凝土管樁技術吸收了預應力混凝土管樁、振動沉管樁和振動沉模薄壁防滲墻等技術的優點,該管樁樁身強度高,直徑可達115m ,有效加固深度可達25m以上,施工工藝簡單,可操作性強,便于質量控制、監督,單樁承載力高而造價相對較低. 圖1為現澆混凝土管樁原理圖. 該技術采取自動排土振動灌注而成管樁,具體步驟是依靠管腔上部錘頭的振動力將內外雙層套管所形成的環形腔體在活瓣樁靴的保護下打入預定的設計深度,在腔體內現場均勻澆注混凝土,之后振動拔管,在環形域中土體與外部的土體之間便形成混凝土管樁. 為了保證樁與同承擔荷載,并調整樁與樁間土之間豎向荷載和水平荷載的分擔比例以及減少基礎底面的應力集中問題,在樁頂設置褥墊層,具體為待管樁中混凝土達到設計強度后,在樁頂鋪設一層砂石,并在砂石墊層中放置土工格柵,使樁間土與管樁共同發揮作用,從而形成現澆管樁復合地基.現澆混凝土管樁的設計和檢測可參照目前現行有關規范,如《建筑地基處理技術規范》(J GJ79 ―91) ;《建筑基樁技術規范》(J GJ94 ―94) 《; 建筑地基基礎設計規范》(GBJ7 ―89) 和《基樁低應變動力檢測規程》(J GJ / T 93 ―95) 等. 實際設計中一般選用如下參數:直徑800~1 500mm ,壁厚100~150mm ,樁長可達25 m 以上,混凝土等級C10~C25 ,坍落度5~8cm ,樁間距橫向215~410 m ,縱向間距排與排之間215~410m ,采用梅花形或正方形布置。
2 現澆混凝土管樁技術優點
現澆混凝土管樁復合地基技術在市政道路軟基加固中的使用,將有助于解決許多工程實踐問題,節約成本,縮短工期,提高工程質量. 這里僅與目前工程中廣為使用的粉噴樁復合地基進行比較,闡述其優點.
a. 施工適用性。現澆管樁:屬于剛性樁,樁身強度較高,可達到C20~C25 ,樁徑可達115m ,采用邊振動邊加壓的沉管方式,處理深度大于25m;粉噴樁:屬于柔性樁,樁身強度低,樁徑小,一般0―15m 左右,處理深度小,目前國內現有粉噴樁機最大處理深度15m 左右,且深度大于10m 以后,下部壓力增大,噴灰困難,粉噴樁固結往往較差。
b. 施工質量控制。 現澆管樁:施工工藝簡單,過程清晰,便于質量監督管理,可操作性強,混凝土現場質量易控制;粉噴樁:水泥灰量輸送由高壓氣流控制,實際施工時,土層變化大,造成送灰壓力不均勻,因而噴灰量分布不均勻,極易出現攪拌不均勻,局部固結差,施工隱蔽性強,現場質量監督管理困難。
c. 樁基檢測。現澆管樁:采用小應變或人工開挖進行檢測,測試費用低,一般占工程總造價的1 %~2 %.由于采用無損測試,檢測周期短,檢測范圍廣;粉噴樁:通常采用鉆探取芯,靜載等方法,檢測費用高,一般占工程總造價的3 %~5 % ,檢測周期長,范圍小(一般占總樁數2 %左右) ,不能全面反映整個工程質量。
d. 加固效果。現澆管樁:采用半排土半擠土沉管方式,大大提高路基承載力,如樁端至持力層,承載力是粉噴樁的10 倍,且系群樁基礎,沉降量很小;粉噴樁:樁身強度低,其承載效果、抗剪強度均遠遠不如現澆管樁,由于處理深度淺,下臥層沉降量大。
e. 經濟比較,以華東地區綜合單價為對象。現澆管樁:假設樁長同為12m ,樁徑1 000mm ,壁厚120mm ,樁距313m ,現澆管樁每延米綜合單價約為180元,加固費用為198 元/ m2;粉噴樁: 假設某樁長12m ,樁徑500mm ,樁距114m ,粉噴樁每延米綜合單價為32 元,加固費用為195 元/ m2 。基于以上比較分析:粉噴樁與現澆薄壁管樁軟基加固的兩種處理方法,造價方面相差不大,但現澆管樁具有地基適應性好、施工質量易控制,無需預壓、承載力高、總沉降量小、檢測方便、橋頭跳車改善程度好等粉噴樁無法比擬的優點,因此選現澆薄壁管樁加固軟基更經濟、更合理。 從目前對兩種不同處理方法效果從經濟性、安全性、效果性進行對比來看,振動沉模大直徑現澆管樁技術是代替粉噴樁技術的一個很好的方案。
3 現澆管樁技術在市政道路軟基加固中應用
3. 1 工程加固概況
口岸路市政道路工程地基土層為6-10m 粉質粘土,設計路堤填土最大高度為6.0m. 通過堆載預壓、真空預壓、粉噴樁等方案比較,最終確定了現澆管樁復合地基加固技術方案,設計樁長從6~1.18m 不等,工程總量為3780 延米,設計直徑1000mm ,壁厚120mm ,混凝土等級C20 ,坍落度5~8 cm ,樁間距橫向310m ,縱向間距排與排之間315m ,采用正方形布置, 設計7.8m 長管樁豎向極限承載力600KN。
3. 2 樁基檢測
該樁基工程檢測分3 種方式進行,即: (a) 現場開挖:檢查樁身外觀質量,該項工作在樁基完工14 天后進行,檢查數量不得少于3 根. 圖3 為開挖單根管樁樁頭. 開挖結果表明,樁身混凝土結構完整,無斷樁和空隙。
圖3 現場開挖單根管樁樁頭
(b) 低應變檢測:采用反射波法對樁身完整性進行檢測,檢測數量為總樁數的25%. 檢測機構“樁基低應變動力檢測報告”表明:樁身混凝土強度等級達到設計C20要求,實測各樁樁身完整,為A 類樁。
(c)靜載荷試驗:對單樁承載力進行檢測,檢測數量為3根樁,《基樁靜荷載試驗報告》表明:718m 管樁豎向極限承載力大于730 KN ,滿足設計要求。圖4 為靜載試驗結果.
3. 3 現場測試
在樁基實施過程中,進行了現場埋設儀器和測試研究,測試結果如下:
a. 樁周地表土的位移。從實測資料可以看出,在沉樁過程中對于地表土體的擠密近于指數形式的衰減,在距樁心215m 處樁周土的位移量均小于2 mm ,說明本次設計的樁間距是合理的, 圖5是成樁結束后地表位移的分布。
b. 沉樁過程土壓力的變化。 為了測試沉樁過程中的擠土壓力,在距施打樁中心115m 和3m 處成孔,在215m、510m、715m 深度處埋設垂直向土壓力盒,樁機每下沉2 m觀測一次;施打完成后不同時間進行觀測. 成樁后在該樁側壁再埋設兩只土壓力盒,深度分別為215m和4m ,目的是為了檢測在施打相鄰樁時該樁所受到的擠土壓力.從距沉樁中心3m 處實測資料中反映出的特點:在單樁沉入時,且無相鄰樁存在的情況下,沉樁的擠土壓力在上部5m 范圍內近于一致的,下部由于土質較硬擠土作用明顯,因此,在5m以下土壓力要高于上部壓力, 隨著沉樁深度的變化,下部土壓力也隨之上升,圖6 為距樁心3m 壓力。
圖7顯示打樁結束后,樁周土壓力隨時間不斷地減小,由于已經存在的樁對樁周土體已經擠密,因此,在打入相鄰樁時,對在已成樁的邊緣產生較大的擠壓應力,其應力變化特點為隨沉樁深度的加深有增加的趨勢,但增量有限, 沿徑向土壓力也是衰減的,這一點與已有的觀點是一致的,即應力松弛現象
4 .結論
關鍵詞:軟土地基;管樁基礎;錘擊;靜壓檢測;監測
Abstract: the pile foundation treatment is a very difficult problem, in this paper, through the process of a case of monitoring, this paper expounds the pile foundation processing steps, and hammer the PHC pipe pile vertical bearing capacity of the single pile construction parameters and values of the choice, and Ⅲ and Ⅳ kind of pile of processing method, put forward views and Suggestions.
Keywords: soft soil foundation; Pile foundation; Hammer blow; Static pressure detection; monitoring
中圖分類號:TU4文獻標識碼:A 文章編號:
1 工程概況
某小區的小高層住宅樓工程位于江門市江海區,設計由1#、2#、3#和4#四座群樓組成,地下為整體 1 層,地上的四幢群樓為 6~9層,總建筑面積 26062m2, 地下室剪力墻結構,主體框架結構, 抗震設防烈度 7 度,基底面積 8000 m2。基礎采用 D=400mm、壁厚 95mm 的 AB 型 PHC管樁(該工程采用靜壓法壓樁) , 總樁數300根 , 設計單樁豎向承載力特征值 Ra=1200KN, 樁的人土深度 25~30m。
工程樁基礎施工于2008年9月份,正是江門地區臺風雨水的季節,由于工期比較緊,故地下室在后澆帶位置分開,先對1#樓部份的基礎管樁工程和上部結構工程進行施工。業主方把樁基礎部分施工分包,樁基礎分包單位對地質條件不太清楚,采用1臺JP2-300T型全液壓步履式反靜力靜壓樁機施工,造成施工期間曾因為地面土質下陷造成壓樁機的陷機情況,導致附近的基樁被推斜或推斷。業主方沒有及時對有關單位或專家反應情況,而是采用表層回填300~500mm的磚頭和石渣來處理壓樁機陷機問題。下述為1#樓所發生的樁基礎事故處理過程的監測概述。
2 工程地質概況
本工程場地勘察深度范圍內土層可細分為5個工程地質單元,依次為①素填土、②淤泥質土、③粉質粘土、④全風化片巖、⑤強風化片巖。該場地基巖埋藏較深,大部分在 20m 以下且強風化巖面上的覆蓋層土質軟弱 , 標貫擊數較低 , 而強風化巖表層中有標貫擊數很高的硬夾層 , 類似于 " 上軟下硬 , 軟硬突變 " 的場地 , 給管樁的施工帶來一定的難度。土層分布見表l 。
表l場地內各土層分布表
注:表中數據均取自本工程巖土工程勘察報告。
3 基樁檢測情況
打樁結束后,我們對本工程樁基分別進行了低應變 (PIT) 和靜載荷試驗檢測。
(1)低應變 (PIT)動測。低應變檢測數量為256 根,僅發現І類樁185根,占所測樁數的72.3% ;Ⅱ類樁0根,占所測樁數的0%;Ⅲ類樁36根,占所測樁數14%;Ⅳ類樁35根,占所測樁數13.7%。
(2)靜載荷試驗。本工程基樁在基礎開挖前做了3根單樁靜載荷試驗。試驗結果3根樁的豎向抗壓極限承載力均大于2400kN,滿足設計要求。
(3)抽取第249號Ⅳ類樁樁的低應變檢測結果見圖1。
圖1事故樁低應變檢測曲線圖
4 事故原因分析
(1)斷樁原因分析。首先排除設計原因。因為設計布樁已經考慮了打樁擠土效應,樁間距最小也達到3倍樁徑,說明斷樁不是壓樁過程中樁間土擠壓造成的。其次,排除機械挖土的原因。土建單位機械開挖前,經過現場勘測,肉眼已經發現部分露出地面的管樁發生傾斜現象。再次,排除PHC管樁在吊裝、運輸、堆放過程中折裂的可能。管樁進入工地時都經過了驗收,有齊備的檢驗合格文件;現場面積寬廣,堆放大都為單層平放;管樁施工過程中的吊立就位、垂直度校準均得到監控,并有詳細記錄。
根據地質報告顯示,樁的上半部處在流塑~軟塑狀淤泥質土和粉質粘土中,土的抗側壓性能很差,對樁體的束縛力弱;下半部處在中密~密實的粉砂土中, 土的各項力學指標均較好,承載能力強,樁身在粉砂土中得到了很好的限制。樁身集中在軟~硬土層 (即2層與3層土)交界面附近斷裂,說明樁上部受到了很大的水平擠壓力。這個水平力會在軟~硬生層交界處產生很大彎矩。當彎距超過樁身預應力鋼筋混凝土抗彎能力時,樁身就會開裂破壞。這個水平擠壓力應該是由350T重的靜壓樁機在軟土中行走時所產生的,是造成此次管樁大面積斷裂的直接原因。
另外,在成排連續施工的樁中,斷樁樁頂傾斜方向的一致性與樁機行走路線直接相關,也有力地佐證了上述論斷。
(2)樁基開挖時沒有嚴格按照土方開挖方案進行,使用PC220等的大型勾機進行表土開挖,土方開挖前做了低應變檢測,Ⅲ~Ⅳ類樁合共只有60根,但開挖完成后的復查,卻增加到了71根,由此可見挖機的碰損和擠壓加重樁基的損壞和Ⅲ~Ⅳ類樁的增加。
5 樁基處理方案
根據基樁檢測報告建設單位召集了有關各方共同研究處理方案,并聘請專家組出具了咨詢報告,根據管樁損壞的不同程度和平面分布情況,設計部門采取了以下處理方案:
(1)有較淺輕微損傷的樁基(Ⅲ類樁)處理方法:對于微創傷的樁體(按低應變PIT檢測結果),根據創損的深度位置,先把樁心里的雜物清理出來,孔內壁清洗干凈,抽干孔內積水,安放鋼筋籠,用高強度混凝土灌注至樁頂,且采用小型振動棒進行插入振搗。對分散的微創傷樁,適當增加承臺截面尺寸,同時增設縱橫地梁,與臨近承臺拉接起來,以提高承臺的承載能力和穩定性。
(2)有損傷在較淺(-2.5~-5m)位置的Ⅳ類樁處理方法:制定專項土方開挖方案,對有損傷的樁進行獨立開挖,開挖深度至損傷位置以下lm處,然后把損傷位置以上樁體吊走,把樁心里的雜物清理出來,孔內壁清洗干凈,抽干孔內積水,安放鋼筋籠,用ф600的水泥管做模,然后灌注高強度混凝土至設計樁頂標高。
(3)有損傷在較深(-6m以下)位置的Ⅳ類樁處理方法:A.棄用原來壓樁的液壓履帶式反靜力靜壓樁機施工,而是使用樁機重量較輕的柴油錘式擊樁機,柴油錘式擊樁機的重量在25~30T之間,因為柴油錘擊樁機是滾筒行走,重量均布在較寬的枕木上,減小集中荷載,使在施工時產生對附近管樁的壓力減至最小。B.合理安排打樁路線,避免打樁時產生的土壓力對舊有存在較小損傷的樁體產生影響,若因樁距太短小于1.5m時,按設計要求必須進行跳打。C.在樁機行走路線的地方有不少已完成的管樁,為防止在樁機行走工程中對這些樁體造成破壞,所以要在補樁回填土方之前,先對這些管樁進行鋸樁和搗樁芯砼的工作,再回填土方,把這些管樁埋在土方下,并且使樁頂面距離泥面不少于1.5m,使樁機能順利進行打樁施工。
6 樁基礎處理完成后的主體沉降監測情況
(1)在全部樁基礎工程處理完成后,對原來的Ⅳ類樁抽取了2根進行靜載荷試驗,2根樁的豎向抗壓極限承載力均滿足設計要求。其試驗結果見表2。
表2 處理后的樁靜載荷檢測結果
試驗編號 工程樁號 樁長(m) 樁徑(mm) 單樁承載力特征值(KN) 極限承載力(KN) 最大沉降量(mm) 殘余沉降量(mm) 承載力特征值對應沉降量(mm)
1 249 25.0 400 1200 ≥2400 10.9 3.01 4.30
2 補272 23.7 400 1200 ≥2400 13.36 4.99 5.74
(2)由于工程地基出現了問題,施工方為了保證主體工程質量,嚴格按《JGJT8-97建筑變形測量規程》規范制定沉降觀測監控措施:
A.完成地下室剪力墻柱混凝土后,立即采用了的DZS2型水準儀和精度鋁合金水準尺對該幢號工程進行了沉降觀測點的埋設和觀測工作。根據工程的特點布局、現場的環境條件制訂測量施測方案,由建設單位提供的水準控制點(或城市精密導線點)根據工程的測量施測方案和布網原則的要求建立水準控制網。依據沉降觀測點的埋設要求或圖紙設計的沉降觀測點布點圖,確定沉降觀測點的位置。在控制點與沉降觀測點之間建立固定的觀測路線,并在架設儀器站點與轉點處作好標記樁,保證各次觀測均沿統一路線。
B. 根據編制的工程施測方案及確定的觀測周期,首次觀測應在觀測點安穩固后及時進行。首次觀測應按設計好的位置埋設沉降觀測點,等臨時觀測點穩固好,進行首次觀測。首次觀測的沉降觀測點高程值是以后各次觀測用以比較的基礎,并且要求每個觀測點首次高程應在同期觀測兩次后決定。因為基礎出現了問題,故按周一次的時間間隔嚴密觀測工程的各部位沉降情況,直至竣工。
C. 根據各觀測周期平差計算的沉降量,列統計表,進行匯總。 繪制各觀測點的下沉曲線圖,做好觀測記錄存檔和上報工作。
D.工程觀測結果見下表3。
表3 工程沉降觀測結果一覽表
注:沉降按每周一次進行監測,直至七層面時各觀測點均均勻沉降,符合設計和有關規范要求。
7 后續工程按處理方案施工的監測情況
(1)后續開工的2#樓工程上采用了柴油錘擊樁機進行樁基礎施工,嚴格按照編制的基礎土方開挖方案執行,采用PC60小勾機進行土方開挖,嚴禁載重汽車進入樁基范圍,且在管樁施打工程中進行嚴密監控,減少管樁傾斜現象。
(2)在2#樓的樁基開挖后,沒有發現出現1#樓樁基的情況,從而說明采用上述措施是可行的。所以后續的3#和4#樓施工可以按照2#樓的樁基礎施工方法進行推廣施工。
8小結
本工程慶幸開始時因為資金原因分拆了1#樓先進行樁基礎施工,避免了四幢群樓同時大面積的樁基事故現象,但值得反思得是:(1)本次監測詳實地反映了1#樓樁基礎的質量事故情況,1#樓處本來為一口魚塘,由于業主方為了節省成本和時間,回填素土,堆填時間只有短短的一個月,且在雨水季節進行樁基礎分部施工,沒有聽取有關專家和單位的建議盲目進行日夜搶工期施工,樁基礎施工沒有通知有關單位進行監測,樁基礎施工單位發現問題沒有及時停工上報,造成開挖時發現才處理,造成更大的損失,從上述數據結果可知,現場各分部分項工程的施工監測是多么重要。(2)基礎質量監控時,必須考慮多種條件因素,尤其應考慮場地地質條件對施工的影響,勘察單位遇軟土地基時,應提醒建設、設計、 施工各方,靜壓管樁方案應用時必須考慮地基土承載力低,可能影響基樁施工。可提出合適的地基預處理方案,如基土面進行一定深度的換土、軟土中打砂樁、在條件允許下使用錘擊樁等。(3)對已發生問題的樁基礎,必須正視問題,嚴禁弄虛作假,對社會負責,對人民負責,及時反映,積極配合問題處理,一定不要使一般的樁基施工問題發展成嚴重事故,工程的各分部施工和監測工作都是密不可分的,往往一個細節的錯漏,造成大的經濟損失和不良的社會影響。(4)本工程對 IV 類樁進行了補樁處理 , 但對修補后滿足豎向承載力要求的Ⅲ類樁則未作處理。從結構上考慮本工程樁基以承受豎向壓力為主,低應變 (PIT)檢測結果顯示工程樁缺陷一般在2.5~6m 范圍,在按設計及有關專家的措施進行修補后豎向承載力滿足豎向承載力要求的,我們認為是可以接受的,但并非認為Ⅲ類樁就不需處理,只是目前尚未有可行的辦法。對該類樁通常的做法是把基樁內腔中的泥水清洗抽干,放下鋼筋籠和灌注樁芯混凝土,但工期長且費用高,尤其是樁心的堵塞清理,其實際處理效果會不理想,事實上在背水面 ( 樁內腔 ) 灌注混凝土是無法達到封堵樁身混凝土裂縫的效果的,希望有關部門及科研單位作進一步的研究并提出相關規定。
參考文獻
[1]GB50009-2001 建筑抗震設計規范。
[2]DBJ15-31-2003 廣東省建筑地基基礎設計規范。
[3]JGJ106 建筑基樁檢測技術規范。
[4]DBJ/T15-22-98 預應力混凝土管樁基礎技術規程。
[5]JGJ9444 建筑樁基技術規范。
[6]JGJT8-97建筑變形測量規程。
關鍵詞:高層建筑;地基基礎;樁基基礎;施工技術
中圖分類號:TU97 文獻標識碼:A
引言:
地基是高層建筑施工的基礎,它質量的好壞直接影響著高層建筑的質量。因此,在高層建筑施工中,要加強地基基礎施工質量控制,了解其施工技術、容易出現的問題以及施工要點,進一步提高高層建筑地基基礎的質量,促進整個項目工程建設綜合效益的提高。
一、 概念
地基是指建筑物下支撐基礎的巖體或土體,也可以說是在建筑物荷載力的作用下發生形變部分的巖體或土體,但這一部分在建筑當中是不可或缺的;基礎則指一種結構,其作用就是將建筑物的承載力傳遞給地基。
樁基礎是一種比較典型的基礎,是需要借助特殊的施工手段才能達到的一種埋深更大的基礎形式,一般可以用于建筑場地的地質狀況不好,且采用天然基礎達不到預期的建筑物強度及穩定性等的要求的情況。
二、 地基基礎施工技術
2.1、幾種地基基礎的處理技術
2.1.1、分層填土的方式換土墊層
某些施工場地的土體濕潤膨脹性較強,并且土體的承載能力也很小,達不到建筑設施地基基礎的穩定性和強度的相關要求。一種解決這種問題的合理措施是采用高強度和高穩定性的材料來替換這種強度較低的軟土層。在施工時為了避免在土體中出現孔洞和縫隙,需要采用分層填土的方式,這樣能夠保證土體滿足承載能力的要求。
2.1.2、碾壓和夯實
高層建筑竣工后,為了最大化的降低其地基產生的沉降值,就要在地基加固施工時進一步的提高地基的強度,所以在過程中只有通過極大的沖擊力對松軟的土層進行夯實或碾壓,方能實現保證地基的穩定。由于該工藝的施工方法不同,在處理這樣的地基基礎的技術可分為機械碾壓法和振動夯實法。
2.1.3、使土壤固結
地基的土層含有的水分會降低土層的承載能力,如果排除其中的水分則土層就會自動固結。因此這種排除土層中的水分使土壤固結的方法也是一種提高地基強度的有效措施,并且這種方法操作極為方便簡單,經濟效益較好,目前已廣泛應有于建筑工程施工中。
2.1.4、使用化學方法加固土層
此種地基基礎加固技術是改變原土層的構成成分,使其符合建筑施工的要求,具體做法就是向土體中加入水泥漿、丙烯酸鉸、堿液等能夠固化的化學物質,通過發生化學反應,土體與加入的化學物質粘結起來。比如高層建筑需建在膨脹土上時,施工人員可以用石灰來和膨脹土中的親水礦物質產生化學反應,從而改變膨脹土的土質,增強原來膨脹土層的承載力。根據施工方法的不同,化學加固法又分為噴漿法、灌漿法和深層攪拌法。
2.2、高層建筑地基基礎設計的基本要求
與普通的多層建筑設計相比,由于影響高層建筑地基基礎的因素較多,所以設計過程中需要考慮的設計要求也相對復雜。地基的牢固性、建筑結構的穩定性與抗震性、地基豎向的承載力與橫向的抗滑移、地基的沉降指數、地基土層的抗壓能力和地基壓力變形范圍等,都是對地基基礎設計的基本要求。所以,在地基基礎設計過程中,要重點考慮的是地面條件和建筑本身結構對高層建筑提出的相關要求。
2.3、高層建筑地基基礎施工要點
2.3.1、測量放線
測量放線是加強地基基礎質量控制的基礎性工作,它能夠引導施工的順利進行,對地基基礎施工產生重要的影響。需要注意的是,測量放線必須準確、嚴密,只有這樣才能為工程建設提供技術保障,才能保證施工的順利進行。
2.3.2、施工材料質量控制
施工材料質量是保證地基基礎質量的基礎,如果材料質量不合格,運用再先進的施工工藝也難以提高地基基礎質量。所以,必須加強對施工質量的控制工作。具體來說,在材料質量控制工作中,需要做好以下兩個方面的工作:一方面,對材料供應廠家進行審核,熟悉供應商的基本情況,選擇信譽度高、質量可靠的供應廠家,保證采購的材料的質量。另一方面,加強對材料的現場檢測,對于不符合條件的材料一律不能進入施工現場。對于進入施工現場的材料,應該做好抽樣檢測工作,并出具相應的檢測報告,保證建筑材料合格。
2.3.3、嚴控關鍵工序質量
高層建筑常采用深基礎,或對地基進行處理。深基礎和地基處理質量關系著整個建筑物質量安全。常用的深基礎有樁基、箱基等。樁基如鉆孔灌注樁,在進行鉆孔之前,首先應該檢查鉆機的安裝是否準確,保證底座與頂端平穩,在施工的時候不會出現沉陷或者位移;然后要檢查鉆機的角度,保證其符合相關的標準和要求。此外,還要進行終孔檢驗,包括孔深、孔徑、孔底清理,并填寫相應的檢測記錄。灌注要連續進行,并保證砼有良好的塌落度,控制拔管速度。
2.3.4、實施信息動態化管理
施工管理信息的動態化管理,能保證信息溝通的及時準確性,獲得及時準確信息對施工管理者尤為重要,對工程質量、安全和經濟有著重大的影響。
2.4、地基基礎處理過程中容易出現的問題
2.4.1、塌方的問題
出現塌方現象,主要原因還是因地質結構無法承載過大的重量或顫動,所以在地基基礎施工前,要求設計人員對當地的地質結構和質量進行充分的考察分析,以確保施工區域地質結構和質量滿足工程建設的要求。土層出現塌方問題,勢必將影響整個地基的穩定性,從而導致地基承載力將會減弱,不僅給整個工程造成影響,還會給施工安全帶來隱患,甚至會造成安全事故,引發不必要的生命財產損失。
2.4.2、對地基保護措施不夠
在對地基基礎進行施工時如果對其采取的保護措施不夠科學合理(如在雨季或者雨水比較多的地區,對地基采取的防水措施不夠導致地基進水等),則會降低地基的強度,從而影響施工的質量。所以,在施工時應根據具體的施工情況以及相關的規范要求對其采取科學的保護措施。
2.4.3、施工不善
施工過程中要加強管理,保證施工的質量,對出現的問題要認真、科學的分析,并要采取相應的措施給予解決。在現實中,一些施工單位在施工的過程中管理松懈,導致在施工的過程中出現嚴重的錯誤,比如實際挖出的基坑與設計的存在偏差,這樣會造成在處理地基基礎的過程中,很容易產生地基基礎的質量問題,引起整個地基的承載能力下降,無法保證整個工程的質量。
三、 樁基礎的土建施工技術
3.1、樁基礎的土建施工技術
3.1.1、振動沉樁施工技術
在樁的頂部固定振動器,使樁通過振動效果和自身重力的綜合作用,自動下沉至基地土層。這種施工技術簡單易于操作,打樁效果也較好,有效地降低了勞動強度,提高施工的效率,降低施工的成本。
3.1.2、靜力壓樁施工技術
靜力壓樁施工技術的工作原理為:通過樁架上的配重以及樁自身重力的綜合作用效果將樁壓入土層中。這種施工方法要求施工過程中不能暫停,具有成本低、噪音小以及工藝簡單的優勢,目前常用于粘土層作業。
3.2、建筑工程樁基處理應注意的問題
如果樁基出現了質量問題而沒有及時采取措施進行處理,便會給工程項目本身的安全帶來威脅,設置會給到施工人員的生命財產造成重大損失。一般情況下,施工人員為了有效地防止這些問題的產生,便會采取下面幾種措施進行處理:
3.2.1、解決問題前需做好的工作
(1)認真調查事故發生的原因,熟悉掌握施工的性質以及波及范圍。
(2)處理的目標要明確,另外還需制定一些可行性非常強而且能夠取得較好效果的預定處理方案。
3.2.2、解決事故問題應具備的基本條件
(1)事故的處理人員一定要制定科學可靠并且經濟合理的處理方案,盡量的將工程損失降到最低。
(2)對于一些沒有來得及完工的施工流程,施工作業人員要及時采取有效地預防及改進措施,這樣才能很好地避免安全事故發生。
3.2.3、事故處理不妥當、殘留安全隱患問題
(1)施工人員在樁成孔之后,要認真檢查一遍樁孔嵌到里面的持力層深度以及巖石和沉渣的厚度,另還需對樁孔的垂直度等諸多數據也要再行檢查一遍,確保它們都能滿足施工設計的需要,假如有任意一項不符合施工設計所需,就要盡快采取措施解決,這樣才能確保灌注砼和移動鉆機的施工作業可以順利開展,并有效地防止相似問題的產生。
(2)施工人員在開挖基坑前需全面檢查一遍成樁記錄以及有關樁的測試資料,假如有質量問題存在,就需要認真進行眼球確保不存在任何問題后才能正式挖土,以免在開挖基樁后再去處理帶來不必要的困難。
3.3、建筑灌注樁施工技術要點
3.3.1、鉆孔灌注樁
對各種鉆孔樁進行施工前都需將鉆孔位置上面的土排出地面,并將孔底的殘渣清除干凈,隨后安裝好鋼筋籠,最后才呢過澆灌混凝土。一般會采用直徑在600毫米或者650毫米的鉆孔樁,并借助回轉機具進行開孔,而樁長一般控制在10米到30米之間,單樁的承載力則需保持在1MN到2MN之間。
3.3.2、挖孔樁
挖孔樁可以采用人工或者機械進行挖掘開孔。人工挖土時,要在將深度挖到0.9m到-1.0m之間時就對圈混凝土護壁進行澆灌或者噴射,且上下圈之間的插筋要連接。達到所需深度時,再進行擴孔。最后在護壁內安裝鋼筋籠和澆灌混凝土。
四、結束語
總而言之,在高層建筑地基基礎和樁基礎施工中,我們應該結合實際的工程建設,從材料、人員、質量等方面,嚴格施工程序,積極采取相應的策略,做好施工工程。除此之外,還要提高技術人員的技術能力和素質,多組織專業技術能力培訓,使技術人員熟練的掌握地基基礎處理技術和樁基礎土建施工技術。
參考文獻: