從本工程的地質(zhì)資料可以看出,鉆孔灌注樁全孔段土層主要為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土及粉土,自造漿能力較弱,泥漿護(hù)壁直接影響成孔的質(zhì)量,是成孔質(zhì)量?jī)?yōu)劣的關(guān)鍵。當(dāng)鉆孔中出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象時(shí),可加大泥漿比重穩(wěn)定護(hù)壁,或者在坍孔地段投入粘土,使鉆機(jī)空轉(zhuǎn)不進(jìn)尺進(jìn)行固壁。根據(jù)施工記錄及施工人員對(duì)施工過(guò)程的回顧,在鉆孔過(guò)程中較少采用加大泥漿比重的措施。
摘要:某工程鉆孔灌注樁樁身出現(xiàn)縮頸或離析缺陷,從地質(zhì)情況、施工工藝等方面對(duì)缺陷產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,并采用錨桿靜壓樁進(jìn)行基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)。
關(guān)鍵詞:樁身縮頸或離析;Ⅲ類(lèi)、Ⅳ類(lèi)樁;錨桿靜壓樁
前言
鉆孔灌注樁施工工藝成熟,在工程項(xiàng)目中應(yīng)用廣泛。然而由于地質(zhì)水文情況、施工人員素質(zhì)、施工設(shè)備等因素的影響,縮頸、離析、沉渣、斷樁等缺陷仍然時(shí)而出現(xiàn),有時(shí)甚至達(dá)到比較多的數(shù)量。Ⅲ類(lèi)樁樁身有明顯的缺陷,對(duì)樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響,Ⅳ類(lèi)樁樁身存在嚴(yán)重缺陷,不能使用。因此Ⅲ類(lèi)、Ⅳ類(lèi)樁不能滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)安全性和耐久性的要求,需要對(duì)有缺陷的樁基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。
1.工程概況
某項(xiàng)目地下室建筑面積6500平方米,主要為地下汽車(chē)庫(kù)和地下自行車(chē)庫(kù),部分為設(shè)備用房。地下室采用框架結(jié)構(gòu)。
本工程樁基采用直徑分別為600mm和700mm的鉆孔灌注樁,樁基承載力特征值分別650KN和950KN。其中直徑為600mm的樁為400根,直徑為700mm的樁為180根。持力層為粉質(zhì)粘土、粘土、砂質(zhì)粉土的聯(lián)合層,樁端進(jìn)入持力層深度不少于3m,樁長(zhǎng)為27m~33m。
本工程地質(zhì)情況較差,原以農(nóng)田及農(nóng)地為主,地形起伏較大,場(chǎng)地地貌屬長(zhǎng)江三角洲沖積平原,土層分布為:
、匐s填土:褐黃-雜色,松實(shí)不均。主要為建筑垃圾、碎石、粘性土,底部為原耕作土,全場(chǎng)分布,層厚0.3m~1.3m。
、诜圪|(zhì)粘土:黃灰-灰黃色,軟可塑。土體切面光滑,韌性和干強(qiáng)度中等,無(wú)搖震反應(yīng)。本層為縱向均勻性差、橫向變化較大,全場(chǎng)分布。層厚0.9m~1.9m。
③淤泥質(zhì)粘土:灰色,流塑。含腐爛植物殘骸、黑斑,偶見(jiàn)泥質(zhì)結(jié)核。土體切面光滑,韌性和干強(qiáng)度中等,無(wú)搖震反應(yīng)。全場(chǎng)分布,層厚2.5m~3.5m。
、壅迟|(zhì)粉土:黃-褐黃色,濕-中濕,中密-密實(shí)。含少量云母屑、鐵質(zhì)黃斑,局部夾粉砂。土切面粗糙,韌性和干強(qiáng)度低,搖震反應(yīng)迅速?v向、橫向變化均勻,呈上弱下強(qiáng)。全場(chǎng)分布。層厚3.5m~6.5m。
、苡倌噘|(zhì)粉質(zhì)粘土:灰色,流塑。含有機(jī)質(zhì)黑斑,層理不明顯。土體切面光滑,韌性和干強(qiáng)度中等,無(wú)搖震反應(yīng)。全場(chǎng)分布,層厚5.5m~8.0m。
、菡惩粒夯疑浰,含有機(jī)質(zhì)黑斑,質(zhì)地均勻。土體切面光滑,韌性和干強(qiáng)度高,無(wú)搖震反應(yīng)。全場(chǎng)分布,層厚3.40~11.1m。
⑥粉質(zhì)粘土:青灰-黃灰-褐灰色,硬可塑,局部軟可塑,含泥質(zhì)膠結(jié)硬粒、黑斑。土切面較光滑,韌性和干強(qiáng)度中等,無(wú)搖振反應(yīng),含鐵錳質(zhì)結(jié)核。全場(chǎng)分布,層頂標(biāo)高-11.51~-13.72m,層厚8.40m~11.50m。
2.工程事故概況
施工完成后,按照規(guī)范要求,對(duì)工程樁進(jìn)行豎向承載力及樁身完整性檢驗(yàn)。其中用RS-1616K(P)基樁動(dòng)測(cè)儀對(duì)工程基樁進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)時(shí),發(fā)現(xiàn)有較多數(shù)量的樁在距離樁頂5m~11m的位置存在縮頸或離析的現(xiàn)象,依據(jù)規(guī)范判定為Ⅲ類(lèi)、Ⅳ類(lèi)樁,樁基不合格率較高。依據(jù)《基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程》,當(dāng)抽測(cè)不合格的樁數(shù)超過(guò)抽測(cè)數(shù)的30%,應(yīng)全數(shù)檢測(cè)。鑒于本工程首次檢測(cè)合格率偏低,對(duì)全部工程樁進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)。
3.形成Ⅲ類(lèi)、Ⅳ類(lèi)樁的原因分析
樁基施工為地下隱蔽工程的施工,影響施工質(zhì)量的因素較多且不可見(jiàn)。根據(jù)施工單位的施工記錄,在樁基施工過(guò)程中基本不存在機(jī)械故障、堵管及施工時(shí)間間隔較長(zhǎng)情況。
本工程Ⅲ類(lèi)、Ⅳ類(lèi)樁的縮頸或離析部位位于距離樁頂1/3樁長(zhǎng)范圍,除去縮頸或者離析位置外,樁底及樁身其余部位的混凝土正常。那么不存在混凝土坍落度過(guò)大而使混凝土離析的情況。同時(shí),樁身缺陷部位距離樁頂和樁端均有一定距離。結(jié)合本工程地質(zhì)資料,發(fā)現(xiàn)縮頸或離析部位位于淤泥層或者淤泥層與粘土層相交接的部位。
綜上所述,成孔質(zhì)量是引起樁身質(zhì)量缺陷的原因之一。另外,本工程的地質(zhì)情況較差,淤泥層較厚,呈流塑狀態(tài),在澆搗混凝土的過(guò)程中,相對(duì)于該較差的地質(zhì)情況,拔管速度過(guò)快,導(dǎo)致樁身混凝土出現(xiàn)離析情況。
4.補(bǔ)強(qiáng)措施
由于樁身缺陷部位較深,且缺陷樁數(shù)量較多,擠土較嚴(yán)重,同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)成本及施工工期,采用開(kāi)挖樁身搭接法或補(bǔ)加鉆孔樁法均不適用。而錨桿靜壓樁能在狹小的空間進(jìn)行壓樁作業(yè),并且并不影響主體結(jié)構(gòu)的下一步施工工序,受力性能明確,同時(shí)施工中無(wú)振動(dòng)和噪音,操作方便。因此本工程最終采用補(bǔ)加錨桿靜壓鋼筋混凝土預(yù)制樁法對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。
錨桿靜壓樁采用250mmx250mm和300mmx300mm兩種規(guī)格,承載力特征值分別為350KN和450KN,壓樁力要求分別不少于550KN和700KN,錨桿靜壓樁要求以粘土層或粉質(zhì)粘土夾粉土層作為樁端持力層,樁長(zhǎng)為20m~25m。壓樁施工采用壓樁力和樁長(zhǎng)雙控原則,以壓樁力控制為主、樁長(zhǎng)控制為輔。
補(bǔ)樁過(guò)程中,在原直徑為600mm的廢樁兩側(cè)各補(bǔ)一根250mmx250mm的錨桿靜壓樁;在原直徑為700mm的廢樁兩側(cè)各補(bǔ)一根300mmx300mm的錨桿靜壓樁,錨桿靜壓樁邊貼承臺(tái)邊設(shè)置,同時(shí)加強(qiáng)聯(lián)梁的剛度。樁孔采用芯模由總包單位在底板、承臺(tái)砼澆注中預(yù)留,250x250錨桿靜壓樁樁孔上口300X300,下口400X400;300x300錨桿靜壓樁樁孔上口350X350,下口450X450。樁孔留設(shè)必須準(zhǔn)確,承臺(tái)澆注后及時(shí)清除孔內(nèi)混凝土和水泥漿。
錨桿靜壓樁是將后種錨桿和靜力壓樁結(jié)合起來(lái)而形成的一種施工方法,壓樁孔和錨桿孔在建筑物底板中預(yù)設(shè),用結(jié)構(gòu)膠種植錨桿,然后安裝反力架,利用上部建筑物自重提供的反力,用千斤頂將樁壓入土中。壓樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,盡量減少接樁時(shí)間中途不得長(zhǎng)時(shí)間停頓,以免土體固結(jié)超靜水壓力消散,引起摩阻力劇增。如必須中途停頓,樁尖應(yīng)停留在軟土中,且停留時(shí)間不宜超過(guò)24小時(shí)。當(dāng)壓樁力和壓入深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,將樁和基礎(chǔ)連結(jié)在一起,從而達(dá)到提高基礎(chǔ)承載力和控制建筑物沉降的目的。
因此補(bǔ)加錨桿樁需上部結(jié)構(gòu)能夠提供足夠反力的情況下才能實(shí)施。本工程的補(bǔ)樁施工在主體結(jié)構(gòu)施工至二層樓面時(shí)進(jìn)行。由于主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)部分施工完成,而基礎(chǔ)卻沒(méi)有加強(qiáng),因此應(yīng)加強(qiáng)主體結(jié)構(gòu)施工及補(bǔ)樁期間的基礎(chǔ)沉降的監(jiān)測(cè)。
封樁施工是壓樁過(guò)程的又一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。樁、承臺(tái)及混凝土底板能否連接牢固,承載力是否達(dá)到要求,聯(lián)結(jié)節(jié)點(diǎn)形式是否合理,都是封樁后樁能否發(fā)揮作用的關(guān)鍵。封樁采用C35或C40早強(qiáng)微膨脹混凝土,注意振搗密實(shí),加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),并設(shè)置防水措施,確保底板的防滲效果。樁錨桿規(guī)格及根數(shù)由加固公司計(jì)算確定,在底板砼澆注前由補(bǔ)樁單位進(jìn)行安裝埋設(shè),錨桿露出頂面150mm。
5.結(jié)語(yǔ)
本工程已完工兩年時(shí)間,期間進(jìn)行了多次沉降觀測(cè),目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)建筑開(kāi)裂或傾斜等異常情況,加固效果良好。
鉆孔灌注樁作為地下隱蔽工程,在施工過(guò)程中容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。在施工前,結(jié)合工程項(xiàng)目的地質(zhì)資料,全面了解地質(zhì)土層分布情況及各個(gè)土層的特點(diǎn),選擇合適的施工方案。同時(shí),做好施工預(yù)案,當(dāng)施工過(guò)程中出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí),及時(shí)采取相應(yīng)的技術(shù)措施,盡可能解決鉆孔灌注樁的樁身缺陷問(wèn)題,減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
當(dāng)不可避免出現(xiàn)Ⅲ類(lèi)、Ⅳ類(lèi)樁時(shí),要綜合考慮安全行、經(jīng)濟(jì)性、地質(zhì)情況、施工進(jìn)度、樁身缺陷情況等各方面的因素,選擇合適的補(bǔ)強(qiáng)方案,對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行加固,確保施工質(zhì)量。錨桿靜壓樁采用靜壓方式,避免沖擊應(yīng)力,受力明確,對(duì)樁周土體的隆起和擠壓較小,施工靈活方便,同時(shí)可與上部主體結(jié)構(gòu)的施工同步進(jìn)行,不耽誤工期,在基礎(chǔ)加固中起到了很大的作用。
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