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第13章 施工测量与地基基础工程质量控制(2)

C.设置隔离板桩;

D.开挖地面防震沟可消除部分地面震动,可与其他措施结合使用,沟宽0.5~0.8,深度按土质情况以边坡能自立为准;

E.限制打桩速率;

F.沉桩过程应加强邻近建筑物、地下管线等的观测、监护。

⑤在沉桩过程中,当桩尖处土质条件没有特殊变化,而贯入度逐渐增大或突然增大,同时当桩锤跳起后,桩身随之出现回弹现象,可判断为断桩。

(2)静压沉桩

①根据具体工程地质情况审查施工单位选择的配重,应认真检查压桩设备配置的加载反力读数系统是否经过检测,是否有效。

②当管桩插入地面和接桩时,督促施工人员用两台经纬仪或线锤,在两个成90度的侧面观察,调整好桩的垂直度,然后开始压桩。在施压过程中,决不允许用桩机拖桩,以免桩倾斜而影响桩的质量。

③压桩的质量控制:根据地质资料控制压桩,沉桩速度不能过快,一般控制在每分钟1米左右为宜。压桩时,应不间断抽查压力表的读数并做好记录,以判断桩的质量和承载力。

同时督促施工单位对周围建筑物,地下管线等进行观测、监护,并及时做好记录。当遇到压力值突然下降,沉降量突然增大;桩身突然倾斜、跑位;桩身混凝土出现裂缝;地面隆起,邻桩上浮;按设计桩长压桩但未达到设计值,或单桩承载力已达设计值但压桩长度不能满足设计要求等情况时,应要求施工单位立即停止压桩,及时与设计、地质、施工等有关人员研究处理,分析原因采取相应措施处理后方可继续沉桩。压桩时应督促施工单位合理调配管桩长度,同一承台桩的接头位置宜相互错开。压桩时若遇条石、块石等地下障碍物,宜采用引孔解决。

④对承受反力的结构应加强观测。

⑤终止压桩的质量控制。终止值由设计确定或试桩后由设计确认,相关控制值包括压桩压力值和贯入度,一般控制原则与锤击桩基本相同。

⑥为避免或减小沉桩挤土效应和对邻建筑物、地下管线等的影响,施打大面积密集桩群时,可督促施工单位采取④条所述的措施。

3.钢筋混凝土预制管桩施工常见质量问题

(1)桩身断裂

主要原因:一是桩制作时混凝土强度不够,管壁厚薄不均匀,桩身弯曲超过规定,桩尖偏离桩的纵轴线较大,桩在堆放、吊运过程中产生裂纹或断裂未被发现,沉入过程中桩身发生倾斜或弯曲;二是接桩焊缝不饱满,焊后自然冷却时间不够,接桩时两节桩不在同一轴线上,产生了曲折;三是地质土层软硬变化或有坚硬障碍物时,把桩尖挤向一侧;四是施工场地不平、烂泥、积水多,造成压桩时机身不平稳。

预防措施:一是对桩身质量进行全面检查,测量管桩的外径、壁厚、桩身弯曲度等有关尺寸,并详细记录,发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用。桩的堆放、吊运应严格按照有关规定执行;二是在沉桩过程中如发现桩不垂直应及时纠正,桩压入一定深度发生严重倾斜时,不宜采用移架方法来校正。接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,接头处应严格按照操作规程;三是施工前应对桩位下的障碍物进行清理,必要时对每个桩位用钎探了解;四是应保证施工场地平整坚实,有排水措施,让机台行走或施压过程机身平稳不晃动。

(2)桩顶位移

在沉桩过程中,相邻的桩产生横向位移和桩身上浮,主要原因:一是桩入土后,遇到大块坚硬障碍物,把桩尖挤向一侧;二是两节桩或多节桩施工时,相接的两桩不在同一轴线上,产生弯曲;三是桩数较多,土饱和密实,桩间距较小,在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起,相邻的桩被浮起;四是在软土地基施工较密集的群桩时,由于沉桩引起的孔隙水压力把相邻的桩推向一侧或浮起。

预防措施:一是施工前应对桩位下的障碍物进行清理,对桩构件要进行检查,发现桩身弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上的不宜使用;二是在稳桩过程中,如发现桩不垂直应及时纠正,接桩时要保证上下两节桩在同一轴线上,接头处应严格按照规程操作;三是采用井点降水、砂井和盲沟等降水或排水措施;四是沉桩期间不得开挖基坑,需要沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖,相隔时间应视具体地质情况、基坑开挖深度、面积、桩的密集程度及孔隙水压力消散情况来确实。

(3)沉桩达不到设计深度

桩设计是以最终贯入度和最终桩长作为施工的最终控制,如发现个别桩长达不到设计深度时,主要原因:一是勘探资料内容粗糙,勘探点不够,对局部硬夹层、软夹层及地下障碍物了解不够;二是中断沉桩时间过长,由于设备故障或其他特殊原因,致使沉桩过程突然中断,或接桩时,桩尖停留在硬土层内,若延续时间过长,沉桩阻力增加,使桩无法沉到设计深度;三是在群桩施工时穿越较厚的砂夹层,由于其结构的不稳定,同一层土的强度差异很大,桩沉入到该层时,砂层越挤越密,最后会有沉不下的现象。

预防措施:发生管桩沉不下去时,应详细查明工程地质情况,正确选择持力层或标高,合理选择施工方法及压桩顺序,冷静分析原因,找出对策才能继续施工。

三、验收及应核查的施工资料

(一)桩位要随打(压)随记录,预防错打、漏打。当桩顶设计标高与施工场地标高相同时,或桩基施工结束后,有可能对桩位检查时,桩位验收可在施工结束后进行;当桩顶设计标高低于施工场地标高,送桩后无法对桩位进行检查时,对打(压)入桩可在每根桩桩顶沉至场地标高时,进行中间验收,待全部桩施工结束,承台或底板开挖到设计标高后,再做最终验收。

(二)钢筋混凝土预制管桩的桩位偏差,必须符合表2‐11的规定,斜桩倾斜度的偏差,不得大于倾斜角正切值的15%(倾斜角系指纵向中心线与铅垂线间的夹角)。

(三)施工结束后,应做承载力检验及桩身质量检验。桩身质量的检验,检验数量不应少于总桩数的10%,且不得少于10根。每个柱子承台下不得少于1根。具体检测方法和要求按国家现行行业标准《建筑工程基桩检测技术规范》JGJ106所规定方法执行。

(四)应核查的施工资料

1.原材料的质量合格证和质量鉴定文件;

2.钢筋混凝土预制管桩的产品合格证书;

3.经各方签证的试桩记录;

4.施工测量定位、放线的验收记录及签证;

5.设计变更,各种质量事故的处理意见、措施、记录、签证;

6.施工记录及隐蔽工程验收文件;

7.检测试验文件;

8.检验批验收记录和分项工程验收记录。

第四节 灌注桩的质量控制

灌注桩主要包括振入式或压入式沉管灌注桩、平底大头桩、夯扩桩、钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩。

一、施工准备

(一)灌注桩施工应具备下列资料:

1.桩基工程施工图(包括同一单位工程中所有的桩基础)及图纸会审纪要;

2.建筑场地和邻近区域内的地下管线(管道、电缆)、地下构筑物、危房及精密仪器车间等的调查资料;

3.主要施工机械及其配套设备的技术性能资料;

4.桩基工程的施工组织设计或施工方案;

5.水泥、砂、石、钢筋等原材料及其制品的质检报告;

6.为核对地质资料、检验设备、工艺以及技术要求是否适宜,桩在施工前,应进行试成孔,并根据试桩结果和地质经验确定有关施工参数。

(二)施工组织设计应经过专业监理工程师和总监理工程师的审核和审批。

1.成桩机械必须经鉴定合格,不合格机械不得使用。

2.施工前应组织图纸会审,会审纪要连同施工图等作为施工依据并列入工程档案。

3.桩基施工用的临时设施,如供水、供电、道路、排水、临时设施房屋等,必须在开工前准备就绪,施工场地应进行平整处理,以保证施工正常作业。

4.监理根据建设单位移交的控制点对施工单位布设的控制轴线网和标高控制点进行验收并签证,并督促施工单位做好保护措施。基桩轴线的控制点和水准基点应设在不受施工影响的地方。开工前,经复核后应妥善保护,施工中应经常复测。检查桩位的放样,群桩允许偏差为20mm,单排桩允许偏差为10mm。

二、施工阶段

(一)成孔深度控制

摩擦型桩:摩擦桩以设计桩长控制成孔深度;端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进入持力层深度;当采用锤击沉管法成孔时,桩管入土深度控制以标高为主,以贯入度控制为辅;

端承型桩:当采用钻(冲)、挖掘成孔时,必须保证桩孔进入设计持力层的深度;当采用锤击法成孔时,沉管深度控制以贯入度为主,设计持力层标高对照为辅。

(二)钢筋笼除符合设计要求外,尚应遵守下列规定:

1.钢筋笼的制作允许偏差。

2.分段制作的钢筋笼,其接头宜采用焊接并应遵守《混凝土结构工程施工及验收规范》

(GB50204-2002)。

3.主筋净距必须大于混凝土粗骨料粒径3倍以上。

4.加劲箍宜设在主筋外侧,主筋一般不设弯钩,所弯钩不得向内圆伸露,以免妨碍导管工作。

5.钢筋笼的内径应比导管接头处外径大100mm以上。

6.搬运和吊装时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,就位后应立即固定。

7.钢筋笼主筋的保护层允许偏差:水下浇筑混凝土桩±20mm,非水下浇筑混凝土桩±10mm。

(三)振入或压入式沉管灌注桩

1.沉管灌注桩适用于黏性土、粉土、淤泥质土、砂土及填土;在厚度较大、灵敏度较高的淤泥和流塑状态的黏性土等软弱土层中采用时,应制定质量保证措施,并经工艺试验成功后方可实施。

2.根据土质情况和荷载要求,沉管灌注桩施工可分别选用单打法、反插法、复打法等。

单打法适用于含水量较少的土层,且一般采用预制桩尖。反插法及复打法适用于饱和土层。

3.混凝土预制桩尖或钢桩尖的加工质量和埋设位置应与设计相符,桩管和桩尖的接触有良好的密封性。对于穿越饱和黏性土的桩,可在预制桩尖与桩管接触面处,可用环形铁圈。如在沉管过程中水或泥浆有可能进入桩管时,应在桩管内先灌入高1.5m左右的封底混凝土,方可开始沉管。

4.沉管全过程必须有专职记录员做好施工记录,每根桩的施工记录,对于振动式:应包括贯入速率、电流、电压变化情况和最后两分钟的贯入速度;对于静压桩:应包括贯入速度、压桩力变化情况、最后贯入度及抬架情况。两者的最后贯入度一般均按试成桩结果和地质经验确定。

5.沉管至设计标高后,应立即灌注混凝土,尽量减少间隔时间,灌注混凝土之前,必须检查桩管内有无吞桩尖或进泥、进水。

6.拔管速度要均匀。

对于振动式,先振动5~10s 再开始拔管,边振边拔,每拔0.5~1.0m停拔振动5~20s,如此反复,直至桩管全部拔出。在一般土层中,拔管速度宜为1.2~1.5m/min,用活瓣桩尖时宜慢,用预制桩尖时可适当加快,在软弱土层中,宜控制在0.6~0.8m/min。

对于静压式,目前一般均采用振拔,其拔管要求可参见振动式。

7.充盈系数:对于振动式和静压式(振拔),不得小于1.10。

8.反插法施工应遵守下列规定:桩管灌满混凝土后,每次拔管高度为0.5~1.0m,反插深度0.3~0.5m。在拔管过程中,应分段添加混凝土,并保持管内混凝土面始终不低于地表面或高于地下水位1.0~1.5m范围内,可多次反插以扩大桩的端部断面,穿过淤泥夹层时,应当放慢拔管速度,并减少拔管高度和反插深度,在流动性淤泥中不宜采用反插法。

9.复打法施工分为局部复打和全复打,对于可能有断桩和缩颈的桩,应采用局部复打,局部复打应超过断桩或缩颈后1m以上。

全复打尚应遵守下列规定:

(1)第一次灌注混凝土应达到自然地面;

(2)应随拔管随清除黏在管壁上和散落在地上的泥土;

(3)前后两次的轴线应重合;

(4)复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前完成。

10.沉管灌注桩常见的质量问题:

(1)缩颈:成桩后的桩身局部直径小于设计要求,一般发生在地下水位以下,上层滞水层和饱和性黏土中。

治理办法:在淤泥质土层中出现缩颈时,可采用复打法解决;在其他土层中出现缩颈时,最好采用预制桩尖,在缩颈部位采用反插法施工。

(2)断桩及桩身混凝土坍塌:桩身局部分离,甚至有一段没有混凝土;桩身的某一部位坍塌,在坍塌处没有混凝土。

治理办法:采用跳打法施工,跳打进必须等相邻成形的桩达到设计强度的60%以上方可进行;采用复打法或反插法施工。

(3)套管内混凝土拒落:灌完混凝土后拔管时,混凝土不从管底流出,拔出一定高度后,混凝土才流出管外,产生桩的下部没有混凝土或混凝土不密实。

治理办法:在混凝土拒落部位采用反插法施工。

(4)套管内进入泥浆及水:套管沉入过程中,地下水及泥浆进入套管内。

治理办法:在套管沉至地下水位以上0.5m时,灌0.05~0.10m3的封底混凝土,把套管底部的裂缝用混凝土填住,使水和泥浆不能进入套管;采用预制桩尖时,在预制桩尖与套管接触处缠绕上麻绳或垫硬纸板块等材料,使桩头和套管接头处封严密。

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