灌注樁(這里主要指嵌巖樁,以下簡稱樁)質量管理從驗收規(guī)范來看還是比較簡單的,無非是地基承載力的鑒定、鋼筋籠的檢查與樁砼強度的判定。但由于地下工程不可見的因素多,因此判定起來還是比較復雜的。筆者依據多年的施工、監(jiān)理實踐經驗及理論知識,對砼灌注樁的質量管理從下面幾個方面進行探討。
一、灌注樁承載原理分析
嵌巖樁的承載原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。當樁身強度>地基承載力,樁的承載力=地基承載力;反之,樁身強度<地基承載力,樁的承載力=樁身強度。
上面公式在孔底沒有沉渣情況下成立。對挖孔樁沉渣不是問題,而沉渣問題主要是對鉆孔灌注樁而言的,沉渣量過大,樁在荷載的作用下產生沉降,從而導致灌注樁失效。
㈠樁質量管理重點之一是地基承載力的鑒定
從樁的施工程序來講,在質量管理中,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等。如果施工地區(qū)處于斷裂帶,在施工中就要注意夾層的存在。
㈡樁質量管理重點之二是樁身強度的管理(關鍵在于施工工藝管理)
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,樁身強度是樁質量管理的另一關鍵。
樁身強度取決于鋼筋籠的制作質量與砼質量,因此樁身質量管理主要在鋼筋籠的制作質量和混凝土的質量管理。鋼筋籠的制作檢查比較較簡單;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,因此樁身質量的管理主要在于管理砼的質量。
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管理,否則起不到質量管理效果;工程驗收時對工程質量如何沒有把握,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。主要是砼澆搗工藝管理,特別是對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措施。
鉆孔樁砼質量不僅與澆注工藝有關,還與成孔工藝有很大的關系。要確保樁孔成孔質量與灌注工藝的合理性,操作得當。鉆孔樁成孔質量在于:樁徑不小于設計樁徑,護壁可靠;關系到砼質量的灌注工藝主要是:a.控制好混凝土質量的和易性,防止出現堵管、埋管,引起斷樁事故。b.控制導管埋深在2~4m左右,使砼面處于垂直頂升狀,不使浮漿、泥漿卷入砼,防止提漏引起斷樁事故。
㈢樁質量管理重點之三是沉渣量的檢查。
對摩擦樁來說,由于其受力機理是通過樁表面和周圍土壤之間的摩擦力或依附力,逐漸把荷載從樁頂傳遞到周圍的土體中,如果在設計中對樁底地基承載力要求不大時,樁底的沉渣量對樁承載力亦影響不大;而對于鉆孔嵌巖樁,如果沉渣量過大,勢必造成樁受荷時發(fā)生大量沉降,同樣使樁的承載力失效。因此鉆孔灌注樁另一個監(jiān)督的關鍵還在于沉渣量的檢查。
總而言之,人工挖孔樁質量管理的關鍵在于樁身混凝土澆搗工藝是否合理與地基承載力是否符合設計要求;鉆孔灌注樁的關鍵不僅在于施工工藝與地基承載力,還在于沉渣量是否符合規(guī)范要求,因此對于人工挖孔樁來說,如樁存在質量問題,不是混凝土有缺陷,就是沒有挖到持力層。而鉆孔灌注樁檢驗不合格,就可能是樁底沉渣量過大,或砼有缺陷,或沒有鉆到持力層,或兼而有之。
一、灌注樁承載原理分析
嵌巖樁的承載原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。當樁身強度>地基承載力,樁的承載力=地基承載力;反之,樁身強度<地基承載力,樁的承載力=樁身強度。
上面公式在孔底沒有沉渣情況下成立。對挖孔樁沉渣不是問題,而沉渣問題主要是對鉆孔灌注樁而言的,沉渣量過大,樁在荷載的作用下產生沉降,從而導致灌注樁失效。
㈠樁質量管理重點之一是地基承載力的鑒定
從樁的施工程序來講,在質量管理中,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等。如果施工地區(qū)處于斷裂帶,在施工中就要注意夾層的存在。
㈡樁質量管理重點之二是樁身強度的管理(關鍵在于施工工藝管理)
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,樁身強度是樁質量管理的另一關鍵。
樁身強度取決于鋼筋籠的制作質量與砼質量,因此樁身質量管理主要在鋼筋籠的制作質量和混凝土的質量管理。鋼筋籠的制作檢查比較較簡單;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,因此樁身質量的管理主要在于管理砼的質量。
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管理,否則起不到質量管理效果;工程驗收時對工程質量如何沒有把握,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。主要是砼澆搗工藝管理,特別是對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措施。
鉆孔樁砼質量不僅與澆注工藝有關,還與成孔工藝有很大的關系。要確保樁孔成孔質量與灌注工藝的合理性,操作得當。鉆孔樁成孔質量在于:樁徑不小于設計樁徑,護壁可靠;關系到砼質量的灌注工藝主要是:a.控制好混凝土質量的和易性,防止出現堵管、埋管,引起斷樁事故。b.控制導管埋深在2~4m左右,使砼面處于垂直頂升狀,不使浮漿、泥漿卷入砼,防止提漏引起斷樁事故。
㈢樁質量管理重點之三是沉渣量的檢查。
對摩擦樁來說,由于其受力機理是通過樁表面和周圍土壤之間的摩擦力或依附力,逐漸把荷載從樁頂傳遞到周圍的土體中,如果在設計中對樁底地基承載力要求不大時,樁底的沉渣量對樁承載力亦影響不大;而對于鉆孔嵌巖樁,如果沉渣量過大,勢必造成樁受荷時發(fā)生大量沉降,同樣使樁的承載力失效。因此鉆孔灌注樁另一個監(jiān)督的關鍵還在于沉渣量的檢查。
總而言之,人工挖孔樁質量管理的關鍵在于樁身混凝土澆搗工藝是否合理與地基承載力是否符合設計要求;鉆孔灌注樁的關鍵不僅在于施工工藝與地基承載力,還在于沉渣量是否符合規(guī)范要求,因此對于人工挖孔樁來說,如樁存在質量問題,不是混凝土有缺陷,就是沒有挖到持力層。而鉆孔灌注樁檢驗不合格,就可能是樁底沉渣量過大,或砼有缺陷,或沒有鉆到持力層,或兼而有之。