【摘 要】通過現(xiàn)場施工中不合格樁身的暴露檢查，探討振動(dòng)沉管灌注樁施工中常見的質(zhì)量問題、產(chǎn)生原因及預(yù)防措施。
【關(guān)鍵詞】灌注樁；問題；原因；措施
【中圖分類號(hào)】 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1007-7723（2005）03-
【收稿日期】2005-01-11
【作者簡介】吳紅梅（1969-）, 女, 湖南常德人，注冊監(jiān)理工程師，研究方向：振動(dòng)沉管灌注樁質(zhì)量控制。
振動(dòng)沉管灌注樁是用振動(dòng)沉樁機(jī)將有活瓣式樁尖或鋼筋混凝土預(yù)制樁靴的樁管（上部開有加料口），利用振動(dòng)錘產(chǎn)生的垂直定向振動(dòng)和錘、樁管自重等對樁管施加壓力，使樁管沉入土中，然后邊向樁管內(nèi)澆筑混凝土，邊振邊拔出樁管，使混凝土留在土中而形成樁。一般適用于粘性土、淤泥、淤質(zhì)泥土、粉土、濕陷性黃土、稍密及松散的砂土。由于該成樁的工藝所產(chǎn)生的樁承載力高、造價(jià)低、施工方便而廣泛被采用。但由于該樁是在土中成型，成樁過程中的振動(dòng)時(shí)間、拔管速度、反插次數(shù)、深度以及混凝土的坍落度、和易性等，常因土質(zhì)條件的千變?nèi)f化而很難有統(tǒng)一定量的尺度，致使操作者常難以控制，施工質(zhì)量不易檢查和控制，在近年的工程施工中也出現(xiàn)了一些質(zhì)量問題。下面就振動(dòng)沉管灌注樁在實(shí)際施工中出現(xiàn)的質(zhì)量問題及應(yīng)采取的預(yù)防措施做一探討。
一、沉管樁灌注樁質(zhì)量問題
目前對振動(dòng)沉管灌注樁成樁質(zhì)量的檢測主要運(yùn)用動(dòng)測法和靜載試驗(yàn)法進(jìn)行檢測。為了更好地了解成樁質(zhì)量的原因，對于檢測出質(zhì)量不合格的樁，進(jìn)行了挖出樁檢查，從暴露的樁身真實(shí)地反映了樁身實(shí)際情況。從成樁的質(zhì)量情況基本反映以下幾個(gè)方面：
1．裂縫和縮頸
從實(shí)際檢查中發(fā)現(xiàn)，樁身斷裂一般都發(fā)生在樁頭位置，裂縫由上向下斜向開展，長度在500?左右。特別是靜載檢查出現(xiàn)問題的樁，由于加荷時(shí)樁身突然斷裂，裂縫寬度十分明顯，裂縫開展范圍內(nèi)的樁身都存有不同程度的縮頸，縫內(nèi)夾有泥砂，灰漿不飽滿，混凝土不密實(shí)。如圖一。
2．?dāng)鄻丁渡砘炷撂?o:p>
樁身局部分離，甚至有一段沒有混凝土或是樁身某一部位混凝土坍塌處沒有混凝土。從暴露的樁身反映出個(gè)別樁身局部殘缺，夾有泥土，或樁身的某一部位混凝土坍塌，上部被土填充。
3．混凝土拒落
成樁的下部無混凝土或混凝土不密實(shí)。
4．樁身夾泥
從暴露樁發(fā)現(xiàn)個(gè)別樁身混凝土內(nèi)存在泥夾層，使樁身截面減少，削弱樁承載能力，造成質(zhì)量問題。從挖出樁總的來看，采用單打工藝施工的樁，樁徑沿樁身變化不大。樁身表面大部分灰漿飽滿，混凝土密實(shí)，但在樁身斷裂處出現(xiàn)縮徑，混凝土內(nèi)夾有泥砂，此處附近樁身石子外露，表面粗糙不密實(shí)。采用復(fù)打工藝施工的樁，樁徑隨土層的不同而產(chǎn)生變化，樁周圍土較密實(shí)時(shí)樁徑小一些，樁周圍土松軟時(shí)樁徑就大一些，樁徑變化較大，在淤泥質(zhì)粘土層樁身局部增大成磨茹狀。而接近樁尖1ｍ左右的位置常因土層較密實(shí)使二次復(fù)打不能到位。樁身斷裂處有不同程度的縮徑，混凝土里夾有泥砂，樁身上部局部區(qū)段混凝土的密實(shí)度明顯不好，大大降低了樁身的承載能力。從暴露的樁身來看，除縮徑區(qū)域外，樁徑都能滿足設(shè)計(jì)要求，充盈系數(shù)符合要求。
二、問題產(chǎn)生的原因
1．對于縮頸造成的原因主要是拔管速度過快，混凝土來不及下落，而被泥土填充。在流塑淤泥質(zhì)土中，由于下套管產(chǎn)生的振動(dòng)作用，使混凝土不能順利地灌入，被淤泥質(zhì)土填充進(jìn)來，而造成縮頸。樁身間距過小，施工時(shí)受鄰樁擠壓。在地下水位以下或飽和淤泥或淤泥質(zhì)土中沉樁管時(shí)，土受強(qiáng)制性擾動(dòng)擠壓，土中水和空氣未能很快擴(kuò)散，局部產(chǎn)生孔隙壓力，當(dāng)套管拔出時(shí)，混凝土強(qiáng)度尚低，把部分樁體擠成縮頸。在靠近地面處由于樁管的摩阻力減小，拔管速度容易加快，而管內(nèi)混凝土自重壓力又小，不易流出管外，泥砂擠入樁孔而使樁身混凝土斷面變小，產(chǎn)生縮頸。
2．對于斷樁、樁身混凝土坍塌產(chǎn)生的原因主要是樁下部遇軟弱土層，樁成型后，還未達(dá)到初凝強(qiáng)度時(shí)，在軟硬不同的兩層土中振動(dòng)下沉套管，由于振動(dòng)對兩層土的波速不一樣，產(chǎn)生了剪切力把樁剪斷。拔管時(shí)速度過快，混凝土尚未流出套管，周圍的土迅速回縮，形成斷樁。在流態(tài)的淤泥質(zhì)土中，孔壁不能自立，澆筑混凝土?xí)r，混凝土密度大于流態(tài)淤泥質(zhì)土，造成混凝土在該層中坍塌。樁中心距過近，打鄰樁時(shí)受擠壓斷裂，混凝土終凝不久，受外力振動(dòng)。
3．對于混凝土拒落產(chǎn)生的原因主要有在低壓縮性粉質(zhì)粘土層中打拔管樁，灌完混凝土開始拔管時(shí)，活瓣樁尖被周圍的土包圍壓住而打不開，使混凝土無法流出而造成拒落。預(yù)制樁頭混凝土質(zhì)量較差，強(qiáng)度不夠，沉管時(shí)樁頭被擠入套管內(nèi)阻塞混凝土下落。在有地下水的情況下，套管下沉?xí)r間較長，封底混凝土過干，套管底形成“塞子”堵住管口，使混凝土無法流出。
4．對于樁身夾泥產(chǎn)生的原因主要是在飽和淤泥質(zhì)土層中施工，拔管速度過快，混凝土骨料粒徑過大，坍落度過小，混凝土還未流出管外，土即涌入樁身，造成樁身夾泥。采用復(fù)打法時(shí)，套管上的泥土未清理干凈，而帶入樁身混凝土內(nèi)。
三、預(yù)防措施
1．結(jié)合場地情況確定施工技術(shù)條件
施工前應(yīng)認(rèn)真研究分析、掌握場地內(nèi)的地質(zhì)資料及設(shè)計(jì)要求，仔細(xì)察看現(xiàn)場地形、地貌及其它現(xiàn)場特殊情況。必須進(jìn)行試樁，結(jié)合試樁校核所提交的地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)計(jì)算，如有不符，應(yīng)協(xié)商研究，取得統(tǒng)一看法，將試樁的技術(shù)數(shù)據(jù)，諸如樁長、混凝土坍落度、灌注量、拔管速度等作為工程樁施工控制的依據(jù)。除遵照有關(guān)沉管樁規(guī)程要求外，還要制定本工程的施工方案。
2．加強(qiáng)施工作業(yè)控制
樁的施工質(zhì)量在相當(dāng)程度上取決于操作人員的技術(shù)水平和負(fù)責(zé)程度，因此，施工單位應(yīng)建立建全施工質(zhì)量保證體系，對打樁施工全過程實(shí)行質(zhì)量管理，并將振樁施工記錄視為工程檔案的重要部分，一份完整的真實(shí)的記錄可以反映出樁基的施工質(zhì)量。
（1）對于縮頸在施工時(shí)每次向樁管內(nèi)盡量多裝混凝土，借其自重抵消樁身所受的孔隙水壓力，一般使管內(nèi)混凝土高于地面或地下水位1.0~1.5ｍ，使之有一定的擴(kuò)散力。樁間距過小，宜用跳打法施工，樁拔管速度不得大于0.8~1.0ｍ/min。樁身混凝土應(yīng)用和易性好的低流動(dòng)性混凝土澆筑，樁輕度縮頸，可采用翻插法，每次拔管高度以1.0ｍ為宜，局部縮頸宜采用半復(fù)打法，樁身多段縮頸宜采用復(fù)打法施工。
（2）對于斷樁和樁身混凝土坍塌應(yīng)采用跳打法施工，跳打應(yīng)在相鄰成型的樁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%以上進(jìn)行。認(rèn)真控制拔管速度，一般以1.2~1.5ｍ/min為宜。對于松散性和流態(tài)淤泥質(zhì)土，不宜多振，以邊振邊拔為宜，對已出現(xiàn)斷樁，采用復(fù)打法解決。混凝土終凝不久避免振動(dòng)和擾動(dòng)，樁中心過近，可采用跳打或控制時(shí)間的方法。
（3）對于混凝土拒落可根據(jù)工程和地質(zhì)條件，合理選擇樁長，盡量使樁不進(jìn)入低壓縮性土層。嚴(yán)格檢查預(yù)制樁頭的強(qiáng)度和規(guī)格，防止樁尖在施工時(shí)壓入樁管。在有地下水的情況下，混凝土封底不要過干，套管沉至設(shè)計(jì)要求后，應(yīng)用浮標(biāo)測量預(yù)制樁尖是否進(jìn)入樁管，如樁尖進(jìn)入樁管，應(yīng)拔出處理。澆筑混凝土后，拔管時(shí)應(yīng)用浮標(biāo)經(jīng)常觀測測量，檢查混凝土是否有阻塞情況。已出現(xiàn)混凝土拒落情況時(shí)，可在拒落部位采用翻插法處理。
（4）樁身夾泥多出現(xiàn)在飽和淤泥質(zhì)土層中，所以在該土層施工時(shí)應(yīng)注意控制拔管速度和混凝土骨料粒徑（小于30mm）、坍落度（小于5~7cm），拔管速度以0.8~1.0ｍ/min較合適。混凝土應(yīng)攪拌均勻，和易性要好，拔管時(shí)隨時(shí)用浮標(biāo)測量，觀察樁身混凝土灌入量，發(fā)現(xiàn)樁徑減少時(shí)，應(yīng)采取措施，采用翻插法時(shí)，翻插深度不宜超過活瓣長度的2/3。復(fù)打時(shí)，在復(fù)打前應(yīng)把套管上的泥土清除干凈。
對于拔管速度，主要應(yīng)根據(jù)土質(zhì)，地下水等條件及工程技術(shù)要求，并參照本地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以區(qū)分，不宜硬性規(guī)定為某一定值，其主要原則是：均勻有致，宜慢忌快，密振慢拔，邊振邊拔，振拔相間，只有這樣方可使管內(nèi)砼完全流出管外。
工程實(shí)例：在某小區(qū)工程中，根據(jù)小區(qū)土質(zhì)的細(xì)砂較厚，圓礫的地耐高力等特點(diǎn)，選擇了大型的振動(dòng)錘頭，如選用江蘇東臺(tái)工程機(jī)械廠生產(chǎn)的雙電機(jī)振拔錘頭或遼寧撫順六四零九軍工廠生產(chǎn)的雙電機(jī)振動(dòng)錘頭（DZ60KS）樁管選用Φ325mm無縫鋼管，在小區(qū)11＃、12＃、15＃樓等復(fù)打樁的單樁承載力的設(shè)計(jì)值可達(dá)600KW以上。
由于本小區(qū)土質(zhì)較好，拔管速度可控1.0mm／min以內(nèi)，拔管速度要均勻，在樁尖1.5M范圍進(jìn)行反插，反插深度不宜過大，不宜超過活瓣長度2/3，采用復(fù)打時(shí)，要把套管上的泥清理干凈，這樣可以避免樁身夾泥。鋼筋籠放入砼，上部用木棍將鋼筋籠架起固定，這樣，相鄰樁振動(dòng)時(shí)鋼筋籠就不會(huì)下沉
四、結(jié) 語
振動(dòng)沉管灌注樁施工是一項(xiàng)專門技術(shù)，又屬重要的隱蔽工程，這就要求有相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)基礎(chǔ)公司負(fù)責(zé)施工。施工中要有嚴(yán)格的施工管理，正確的技術(shù)指導(dǎo)和熟練的技術(shù)工人，同時(shí)還需要設(shè)計(jì)單位、勘察單位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位和質(zhì)量監(jiān)督等部門的共同努力。各部門按各自的職能認(rèn)真工作，嚴(yán)格把關(guān)，只有這樣才能做好振動(dòng)沉管灌注樁施工這項(xiàng)工作。
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