建筑樁基工程施工工序多,工藝要求高,影響樁基質(zhì)量的因素較多,所以要做好在樁基施工中對(duì)質(zhì)量問(wèn)題及隱患的分析與處理。
典型案例分析
1湖北武漢市橋苑新村住宅樓樁基整體失穩(wěn)
爆破拆除案例
造成這次事故的原因是樁基整體失穩(wěn),失穩(wěn)的原因是大量工程樁偏斜,偏斜的原因是多種因素綜合影響的結(jié)果。
首先,是樁基選型不當(dāng),該樓的地基是經(jīng)過(guò)工程勘察的,在勘察報(bào)告中建議選用大口徑鉆孔灌注樁,樁尖持力層可選用埋深40m的砂卵石層。但為了節(jié)約投資,又改選用夯擴(kuò)樁,而這種樁容易產(chǎn)生偏位。
其次,是基坑支護(hù)方案不合理。為了節(jié)約投資,建設(shè)單位自行決定在基坑南側(cè)和東南段打5排粉噴樁,在基坑西端打2排粉噴樁,其余坑邊采用放坡處理,致使基坑未形成完全封閉。這樣基坑開(kāi)挖后,邊坡發(fā)生滑移,出現(xiàn)險(xiǎn)情,專(zhuān)家們分析認(rèn)為該支護(hù)方案存在嚴(yán)重缺陷,導(dǎo)致大量工程樁傾斜,這是樁基整體失穩(wěn)的重要原因。
2長(zhǎng)春市二、三小區(qū)五號(hào)倉(cāng)庫(kù)倒塌案例
倒塌的原因一是這個(gè)工程的設(shè)計(jì)是由沒(méi)有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位和人員設(shè)計(jì)的,沒(méi)有勘察就設(shè)計(jì),將三個(gè)磚柱基礎(chǔ)置于雜填土上,基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安全度嚴(yán)重不足;二是施工質(zhì)量低劣,獨(dú)立毛石基礎(chǔ)采用包心砌筑,砌筑砂漿又明顯受凍,基礎(chǔ)砌體強(qiáng)度過(guò)低,無(wú)法承受上部荷載,磚柱將毛石基礎(chǔ)壓壞,甚至插入基礎(chǔ)內(nèi)。這是一起無(wú)證設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量低劣造成的重大事故。
案例分析
常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生原因分析及處理方法
01常見(jiàn)問(wèn)題
打(壓)樁工程常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題有:?jiǎn)螛冻休d力低于設(shè)計(jì)值,樁傾斜過(guò)大、斷樁、樁接頭斷離、樁位偏差過(guò)大等五大類(lèi)。
02產(chǎn)生原因
1、單樁承載力低于設(shè)計(jì)要求
樁沉人深度不足
樁端未進(jìn)入設(shè)計(jì)規(guī)定的持力層,但樁深已達(dá)設(shè)計(jì)值
最終貫人度過(guò)大
其他,諸如樁傾斜過(guò)大、斷裂等原因?qū)е聠螛冻休d力下降
勘察報(bào)告所提供的地層剖面、地基承載力等有關(guān)數(shù)據(jù)與實(shí)際情況不符
2、樁傾斜過(guò)大
預(yù)制樁質(zhì)量差,其中樁頂面傾斜和樁尖位置不正或變形,最易造成樁傾斜
樁機(jī)安裝不正,樁架與地面不垂直
樁錘、樁帽、樁身的中心線(xiàn)不重合,產(chǎn)生錘擊偏心
樁端遇石子或堅(jiān)硬的障礙物
樁距過(guò)小,打樁順序不當(dāng)而產(chǎn)生強(qiáng)烈的擠土效應(yīng)
基坑土方開(kāi)挖不當(dāng)
3、出現(xiàn)斷樁
樁堆放、起吊、運(yùn)輸?shù)闹c(diǎn)或吊點(diǎn)位置不當(dāng)
沉樁過(guò)程中,樁身彎曲過(guò)大而斷裂。如樁制作質(zhì)量造成的彎曲,或樁細(xì)長(zhǎng)又遇到較硬土層時(shí),錘擊產(chǎn)生的彎曲等
錘擊次數(shù)過(guò)多。如有的設(shè)計(jì)要求的樁錘擊過(guò)重,設(shè)計(jì)貫入度過(guò)小,以致于施工時(shí),錘擊過(guò)度而導(dǎo)致樁斷裂
4、樁接頭斷離
上、下節(jié)樁中心線(xiàn)不重合
樁接頭施工質(zhì)量差,如焊縫尺寸不足等
5、樁位偏差過(guò)大的常見(jiàn)原因:
測(cè)量放線(xiàn)差錯(cuò)
沉樁工藝不良,如樁身傾斜造成竣工樁位出現(xiàn)較大的偏差
03處理方法
1、補(bǔ)沉法
預(yù)制樁人土深度不足時(shí),或打入樁因土體隆起將樁上抬時(shí),均可采用此法。
2、補(bǔ)樁法
(1)樁基承臺(tái)前補(bǔ)樁。當(dāng)樁距較小時(shí),可采用先鉆孔,后植樁,再沉樁的方法。
(2)樁基承臺(tái)或地下室完成再補(bǔ)靜壓樁。此法的優(yōu)點(diǎn)是可以利用承臺(tái)或地下室結(jié)構(gòu)承受靜壓樁的施工反力,設(shè)施簡(jiǎn)單,操作方便,不延長(zhǎng)工期。
3、補(bǔ)送結(jié)合法
當(dāng)打入樁采用分節(jié)連接,逐根沉人時(shí),差的接樁可能發(fā)生連接節(jié)點(diǎn)脫開(kāi)的情況,此時(shí)可采用送補(bǔ)結(jié)合法。首先是對(duì)有疑點(diǎn)的樁復(fù)打,使其下沉,把松開(kāi)的接頭再頂緊,使之具有一定的豎向承載力;其次,適當(dāng)補(bǔ)些全長(zhǎng)完整的樁,一方面補(bǔ)足整個(gè)基礎(chǔ)豎向承載力的不足,另一方面補(bǔ)打的整樁可承受地震荷載。
4、糾偏法
樁身傾斜,但未斷裂,且樁長(zhǎng)較短,或因基坑開(kāi)挖造成樁身傾斜,而未斷裂,可采用局部開(kāi)挖后用千斤頂糾偏復(fù)位法處理。
5、擴(kuò)大承臺(tái)法
由于以下三種原因,原有的樁基承臺(tái)平面尺寸滿(mǎn)足不了構(gòu)造要求或基礎(chǔ)承載力的要求,而需要擴(kuò)大樁基承臺(tái)的面積。
(1)樁位偏差大。原設(shè)計(jì)的承臺(tái)平面尺寸滿(mǎn)足不了規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求,可用擴(kuò)大承臺(tái)法處理。
(2)考慮樁土共同作用。當(dāng)單樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,需要擴(kuò)大承臺(tái)并考慮樁與天然地基共同分擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載。
(3)樁基質(zhì)量不均勻,防止獨(dú)立承臺(tái)出現(xiàn)不均勻沉降,或?yàn)樘岣呖拐鹉芰Γ刹捎冒血?dú)立的樁基承臺(tái)連成整塊,提高基礎(chǔ)整體性,或設(shè)抗震地梁。
6、復(fù)合地基法
此法是利用樁土共同作用的原理,對(duì)地基作適當(dāng)處理,提高地基承載力,更有效的分擔(dān)樁基的荷載。常用方法有以下幾種。
(1)承臺(tái)下做換土地基。在樁基承臺(tái)施工前,挖除一定深度的土,換成砂石填層分層夯填,然后再在人工地基和樁基上施工承臺(tái)。
(2)樁間增設(shè)水泥土樁。當(dāng)樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí),可采用在樁間土中干噴水泥形成水泥土樁的方法,形成復(fù)合地基基礎(chǔ)。
7、修改樁型或沉樁參數(shù)
(1)改變樁型。如預(yù)制方樁改為預(yù)應(yīng)力管樁等。
(2)改變樁人土深度。例如預(yù)制樁過(guò)程中遇到較厚的密實(shí)粉砂或粉土層,出現(xiàn)樁下沉困難,甚至發(fā)生斷樁事故,此時(shí)可采用縮短樁長(zhǎng),增加樁數(shù)量,取密實(shí)的粉砂層作為持力層。
(3)改變樁位。如沉樁中遇到堅(jiān)硬的、不大的地下障礙物,使樁產(chǎn)生傾斜,甚至斷裂時(shí),可采用改變樁位重新沉樁。
(4)改變沉樁設(shè)備。當(dāng)樁沉人深度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí),可采用大噸位樁架,采用重錘低擊法沉樁。
8、其他方法
(1)底板架空。底層地面改為架空樓板,以減填土自重,降低承臺(tái)的荷載。
(2)上部結(jié)構(gòu)卸荷。有些重大樁基事故處理困難,耗資巨大,耗時(shí)過(guò)多,只有采取削減上部建筑層數(shù)的方法,減小樁基荷載。也有采用輕質(zhì)高強(qiáng)的隔墻或其他材料代替原設(shè)計(jì)的厚重結(jié)構(gòu)而減輕上部建筑的自重。
(3)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。但出現(xiàn)樁身混凝土強(qiáng)度不足、單樁承載力偏低等事故,可通過(guò)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算等方法尋找處理方案。如驗(yàn)算結(jié)果仍符合規(guī)范的要求時(shí),可與設(shè)計(jì)單位協(xié)商,不作專(zhuān)門(mén)處理。但此方法屬挖設(shè)計(jì)潛力,必須征得設(shè)計(jì)部門(mén)的同意,萬(wàn)不得巳時(shí)用之,且應(yīng)慎之又慎。
(4)綜合處理法。選用前述各種方法的幾種綜合應(yīng)用,往往可取得比較理想的效果。
(5)采用外圍補(bǔ)樁,增加周邊嵌固,防止或減少樁位側(cè)移等。
為了保證樁基的質(zhì)量,我們還要通過(guò)各種檢測(cè)儀確保樁身質(zhì)量,那么我們要先搞清楚以下這幾個(gè)問(wèn)題。
01混凝土樁的樁身完整性檢測(cè)的抽檢數(shù)量應(yīng)符合那些規(guī)定?
答:混凝土樁的樁身完整性檢測(cè)的抽檢數(shù)量應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1) 柱下三樁或三樁以下的承臺(tái)抽檢樁數(shù)不得少于1 根。
(2) 設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí),或地質(zhì)條件復(fù)雜。成樁質(zhì)量可靠性較低的灌注樁,抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的30%,且不得少于20 根;其他樁基工程的抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的20%,且不得少于10 根。對(duì)端承型大直徑灌注樁,應(yīng)在上述兩款規(guī)定的抽檢樁數(shù)范圍內(nèi),選用鉆芯法或聲波透射法對(duì)部分受檢樁進(jìn)行樁身完整性檢測(cè)。抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的10%。地下水位以上且終孔后樁端持力層已通過(guò)核驗(yàn)的人工挖孔樁,以及單節(jié)混凝土預(yù)制樁,抽檢數(shù)量可適當(dāng)減少,但不應(yīng)少于總樁數(shù)的10%,且不應(yīng)少于10 根。當(dāng)符合第2問(wèn)第1~4 款規(guī)定的樁數(shù)較多,或?yàn)榱巳媪私庹麄€(gè)工程基樁的樁身完整性情況時(shí),應(yīng)適當(dāng)增加抽檢數(shù)量。
02對(duì)于端承型大直徑灌注樁,什么情況下可采用鉆芯法檢測(cè)?抽檢數(shù)量怎么確定?
答: 對(duì)于端承型大直徑灌注樁,當(dāng)受設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)條件限制無(wú)法檢測(cè)單樁豎向抗壓承載力時(shí),可采用鉆芯法測(cè)定樁底沉渣厚度并鉆取樁端持力層巖土芯樣檢驗(yàn)樁端持力層。抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的10%,且不應(yīng)少于10 根。
03什么情況下應(yīng)進(jìn)行單樁豎向抗拔、水平承載力檢測(cè)?檢測(cè)數(shù)量怎么確定?
答:對(duì)于承受拔力和水平力較大的樁基,應(yīng)進(jìn)行單樁豎向抗拔、水平承載力檢測(cè)。檢測(cè)數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的l%,且不應(yīng)少于3 根。
04什么情況時(shí)應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證與擴(kuò)大檢測(cè),并闡述驗(yàn)證與擴(kuò)大檢測(cè)的方法?
答:
(1)低應(yīng)變檢測(cè)時(shí),對(duì)于嵌巖樁,樁底時(shí)域反射信號(hào)為單一反射波而且與錘擊信號(hào)同向時(shí);實(shí)測(cè)信號(hào)復(fù)雜,無(wú)規(guī)律,無(wú)法對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià);樁身截面漸變或多變,而且變化幅度較大的混凝土灌注樁時(shí)刻采用靜載法或鉆芯法驗(yàn)證。
(2)高應(yīng)變檢測(cè)時(shí),樁身存在缺陷,無(wú)法判定樁的豎向承載力;或樁身缺陷對(duì)水平承載力有影響;單擊貫入度大,樁底同向反射強(qiáng)力且反射峰較寬,側(cè)阻力波、端阻力波反射弱,即波形表現(xiàn)出豎向承載性狀明顯與勘察報(bào)告中的地質(zhì)條件不符合時(shí),可采用靜載法進(jìn)一步驗(yàn)證。
(3)嵌巖樁樁底同向反射強(qiáng)烈,且在時(shí)間2l/c后無(wú)明顯端阻力反射,可采用鉆芯法核驗(yàn)。
(4)樁身淺部缺陷可采用開(kāi)挖驗(yàn)證。
(5)樁身或接頭存在裂隙的預(yù)制樁可采用高應(yīng)變法驗(yàn)證。
(6)單孔鉆芯檢測(cè)發(fā)現(xiàn)樁身混凝土質(zhì)量問(wèn)題時(shí),宜在同一基樁增加鉆孔驗(yàn)證。
(7)對(duì)低應(yīng)變法檢測(cè)中不能明確完整性類(lèi)別的樁或ⅲ類(lèi)樁,可根據(jù)實(shí)際情況采用靜載法、鉆芯法、高應(yīng)變法、開(kāi)挖等適宜的方法驗(yàn)證檢測(cè)。
(8)當(dāng)單樁承載力或鉆芯法抽檢結(jié)果不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí),應(yīng)分析原因,并經(jīng)確認(rèn)后擴(kuò)大抽檢。
(9)當(dāng)采用低應(yīng)變法、高應(yīng)變法和聲波透射法抽檢樁身完整性所發(fā)現(xiàn)的ⅲ、 ⅳ類(lèi)樁之和大于抽檢樁數(shù)的20%時(shí),宜采用原檢測(cè)方法(聲波透射法可改用鉆芯法),在未檢樁中繼續(xù)擴(kuò)大抽檢。