陈 超 王 霞
1 焦作建工集团有限公司(454000) 2 河南博辉建设工程有限公司(454000)
浅谈建筑工程桩基工程质量控制
陈 超1王 霞2
1 焦作建工集团有限公司(454000) 2 河南博辉建设工程有限公司(454000)
在高层和大跨度的建筑中,桩基础应用广泛。施工稍有不慎,便会造成质量问题或事故。若处理不及时或处理不当,就会给工程留下隐患。
建筑工程;桩基工程;质量
桩基础是由基桩和连接于桩顶的承台共同组成的。桩身全部埋于土中而承台底面与土体接触叫低承台桩基;桩身上部露出地面而承台底位于地面以上则叫高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。
桩基工程的施工现场条件复杂,工序繁多,工艺要求高。
桩基的质量主要取决于勘察、设计、施工等诸多方面。工程地质勘察报告是否详细准确、设计取值是否合理以及施工中的材料、工艺、设备等都是影响桩基工程质量的因素,稍有不慎,便会造成质量问题或事故。所以,对质量问题的分析与处理情况,通常都会影响到建筑物的安全使用、工程造价以及工期。为了防止类似的问题发生,在桩基工程施工中对质量问题及隐患进行正确分析与妥善处理,就显得尤为重要。
1)测量放线错误,使整个建筑物错位或桩位偏差过大。
2)单桩承载力低于设计值。
3)桩倾斜过大。
4)预制桩接头断离。
5)断桩。灌注混凝土施工质量失控,发生断桩事故。
6)桩基验收时出现的桩位偏差过大。
7)离析、桩身夹泥、混凝土强度达不到设计要求、钢筋错位变形严重等。
8)灌注桩顶标高不足。常见的有两种:一是施工控制不严,在未达到设计标高时混凝土停浇;另一种虽然标高达到设计值,但桩顶混凝土浮浆层较厚,凿出后桩顶标高不足。
下面主要就单桩承载力低于设计值、桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏差过大等问题进行详细地剖析。
2.1 桩承载力低于设计要求的常见原因
1)桩沉入深度不足。
2)桩端未进入设计规定的持力层,但桩深已达设计值。
3)最终贯入度过大。
4)诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降。
5)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。
2.2 倾抖过大的常见原因
1)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。
2)桩机安装不正,桩架与地面不垂直。
3)桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合,产生锤击偏心。
4)端遇石块或坚硬的障碍物。
5)桩距过小,打桩顺序不当,产生强烈的挤土效应。
6)基坑土方开挖不当。
2.3 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:
1)桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当。
2)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。
3)锤击过度。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。
2.4 桩接头断离的常见原因
当设计桩较长时,因施工工艺的需要,桩需要分段预制,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较为常见。其原因除了以上几点之外,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。
2.5 桩位偏差过大的常见原因
测量放线差错,沉桩工艺不良,如桩身倾斜造成竣工桩位出现较大的偏差等。
打(压)桩的过程中,如果发现质量问题,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,做出正确处理方案,由设计部门出具修改设计通知。对事故处理方案要求安全可靠,经济合理,施工期短,对未施工部分应提出预防和改进措施。还应考虑事故处理对已完工程质量和后续工程的影响,比如在事故处理中采取补桩时,会不会损坏混凝土强度较低的邻近桩等。事故应及时处理,防止留下隐患,避免事故的再次发生。桩基事故处理方法较多,但要对方案进行技术、经济比较,选择安全可靠、经济合理和施工方便的方案。要根据现场实际情况选用最佳的处理方案。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。下面分别作简要介绍:
3.1 补沉法
预制桩入土深度不足时,或打入桩因土体隆起将桩上抬时,均可采用此法。
3.2 补桩法
该方法就是会同设计、监理以及业主的意见,根据设计单位出具的补桩方案进行补打,但此种方法投资大、工期长,很难被各方共同认可。
3.3 补送结合法
当打入桩采用分节连接,逐根沉入时,有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。
3.4 纠偏法
桩身倾斜,未断裂,桩长较短;或因基坑开挖造成桩身倾斜,未断裂,可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。
3.5 扩大承台法
1)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。
2)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。
3)桩基质量不均匀,防止独立承台出现不均匀沉降。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,或设抗震地梁。
3.6 复合地基法
复合地基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,更有效地分担桩基的荷载。常用方法有以下几种。
1)承台下换土地基。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,然后在人工地基和桩基上施工承台。
2)桩间增设水泥土桩。当桩承载力达不到设计要求时,可采用在桩间土中干喷水泥形成水泥土桩的方法,形成复合地基基础。
3.7 修改桩型或沉桩参数法
1)改变桩型。如预制方桩改为预应力管桩等。
2)改变桩入土深度。例如预制桩在贯入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,此时可缩短桩长,增加桩数量,取密实的粉砂层(膨胀土层)作为持力层。
3)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,可改变桩位重新沉桩。
4)变沉桩设备。当桩沉入深度达不到设计要求时,可采用大吨位桩架,重锤低击法沉桩。
3.8 其他方法
1)底板架空。底层地面改为架空楼板,以减填土自重,降低承台的荷载。
2)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层数的方法减小桩基荷载。也可采用轻质高强度的隔墙或其他材料代替原设计的厚重结构,从而减轻上部建筑的自重。
3)结构验算。出现桩身混凝土强度不足、单桩承载力偏低等事故,也可通过结构验算等方法寻找处理方案。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。
4)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。
5)采用外围补桩,增加周边嵌固,防止或减少桩位侧移等。
建筑工程质量始终是建筑业和全社会普遍关注的热点问题,有些工程给国家和人民的生命财产造成了巨大的损失。我们只有引以为诫,防微杜渐,从点滴做起,严格把握从设计到施工质量控制当中的每一个环节,消除质量隐患,就能够杜绝质量事故,保证工程质量。