建筑施工論文范文參考
沉管灌注樁是利用錘擊打樁設(shè)備或振動(dòng)沉樁設(shè)備，將帶有鋼筋混凝土的樁尖或帶有活瓣式樁靴的鋼管沉入土中，造成樁孔，然后放人鋼筋骨架并澆筑混凝土，隨之拔出套管，利用拔管時(shí)的振動(dòng)將混凝土搗實(shí)，便形成所需要的灌注樁。它以錘擊沉管灌注樁和振動(dòng)沉管灌注樁最為常見(jiàn)。
摘要：本文結(jié)合筆者多年的施工經(jīng)驗(yàn)，首先闡述了沉管灌注樁的施工工藝，分析了施工中經(jīng)常遇到的質(zhì)量問(wèn)題及原因，并通過(guò)某工程實(shí)例，詳細(xì)分析了沉管灌注樁及其特點(diǎn)，提出有效的處理對(duì)策，以供同行參考與借鑒。
關(guān)鍵詞：建筑基礎(chǔ)工程,沉管灌注樁,施工技術(shù)
1前言
施工工藝是：使用錘擊式樁錘或振動(dòng)式樁錘將一定直徑的鋼管沉入土中，造成樁孔，然后放人鋼筋籠，澆筑混凝土，最后拔出鋼管，便形成所需要的灌注樁。一般適用于粘性土、粉土、濕陷性黃土、淤泥、淤質(zhì)泥土、稍密及松散的砂土及人工填土。具有施工操作簡(jiǎn)便、機(jī)械化程度高、速度快、工期短、造價(jià)低、適應(yīng)范圍廣等特點(diǎn)，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。筆者在福州富水綜合食品有限公司宿舍樓、3#廠房等工程中，作為項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人，就廣泛應(yīng)用沉管灌注樁，縮短了工期，降低了成本。
2沉管灌注樁的施工工藝
2.1工藝流程
定位埋設(shè)砼預(yù)制樁尖一樁機(jī)就位一錘擊沉管一灌注砼一邊撥管、邊錘擊、邊繼續(xù)灌注砼（中間插入吊放鋼筋籠）一成樁。
2.2注意事項(xiàng)
�。�1）澆砼前應(yīng)檢查管內(nèi)有無(wú)泥漿或進(jìn)水，少量時(shí)可用千水泥灰。（2）當(dāng)為提高承載力或補(bǔ)救缺陷而采用復(fù)打法施工時(shí)，復(fù)打應(yīng)在初次澆筑的砼初凝之前完成，前后兩次沉管的軸線必須重合。（3）拔管速度要均勻，對(duì)一般土層以1m/min為宜，在軟弱土層及軟硬土層交界處宜控制在0.3—0.8m/min為宜。在管底未拔到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高之前，倒打和輕擊不得中斷。（4）第一次拔管高度應(yīng)控制在能容納第二次所需灌入的砼量為限，不宜拔得過(guò)高。在拔管過(guò)程中應(yīng)用專用測(cè)錘或浮標(biāo)檢查砼面的下降情況。（5）錘擊沉管成樁宜按樁基施工順序依次退打，樁中心距在3.5倍樁管外徑以內(nèi)或小于2m時(shí)均應(yīng)跳打，以防止土體擠壓而斷樁。中間空出的樁需待鄰樁砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的50%以后方可施工。（6）砼充盈系數(shù)（實(shí)際灌注砼體積與按設(shè)計(jì)樁身直徑計(jì)算體積之比）不得小于1.0，成樁后的樁身砼頂面標(biāo)高應(yīng)至少高出設(shè)計(jì)標(biāo)高500mm。
3施工中經(jīng)常遇到的質(zhì)量問(wèn)題及原因
在很多地方，尤其是沿海地區(qū)屬于軟土地基，而軟土地基主要由淤泥、淤泥質(zhì)土或其它高壓縮性土層構(gòu)成地基，沉管灌注樁比較適合軟土地基，但是由于性價(jià)比比較差，同時(shí)沉管灌注樁屬于隱蔽性工程，所以在施工的過(guò)程中質(zhì)量容易出現(xiàn)以下問(wèn)題。
3.1斷樁及其原因
樁身有些出現(xiàn)水平裂縫或者裂縫略有傾斜并貫通全截面。有的甚至樁身混泥土間斷、退空、不連續(xù)，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。斷樁是比較嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，因?yàn)樗荒艹惺芟鄳?yīng)的荷載。
例如某建筑工程是一幢六層居民住宅樓，其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為條形基礎(chǔ)梁下的振動(dòng)沉管灌注樁，樁徑0.8m，樁端持力層為礫砂層，單樁設(shè)計(jì)承載力不小于380kN，整個(gè)工程工完成工程樁286根。采用反射波法測(cè)試樁基完整性，第一次檢測(cè)20根，發(fā)現(xiàn)有6根斷樁。表1是部分樁檢查結(jié)果。
我們通過(guò)反射波法來(lái)檢測(cè)，將完整樁和斷樁進(jìn)行比較。圖1無(wú)質(zhì)量問(wèn)題沉管灌注樁時(shí)域曲線，圖2無(wú)質(zhì)量問(wèn)題沉管灌注樁Q-S曲線，圖3水平斷樁沉管灌注樁時(shí)域曲線，圖4水平斷樁沉管灌注樁Q-S曲線。
反射波法假設(shè)樁是一維彈性桿件，其介質(zhì)均勻連續(xù)，信號(hào)沿樁身傳播不發(fā)生衰減。在測(cè)試過(guò)程中，認(rèn)為樁周土對(duì)樁身應(yīng)力波的信號(hào)不發(fā)生影響。圖1中因?yàn)樵跇抖擞锌諝鈱�，所以信�?hào)出現(xiàn)比較大的變化，在其它樁身中傳播信號(hào)基本比較均勻。
圖2反映荷載與沉降的關(guān)系，如果樁的質(zhì)量沒(méi)有問(wèn)題，荷載與沉降是拋物線的關(guān)系，不會(huì)出現(xiàn)陡然下降階段。
通過(guò)分析造成斷樁的原因有以下幾個(gè)：
�。�1）工程樁間距偏小，對(duì)于飽和軟土中的擠土灌注樁，最小樁距為4d（d為樁徑），而該樁距僅為3d（即1.2m），當(dāng)已灌砼初凝后，在鄰樁沉管過(guò)程中，土受擠壓產(chǎn)生水平推力使樁產(chǎn)生斷裂；
（2）由于是屬于擠土樁，土體受擠后，向薄弱處傳遞擠壓力，而使地面出現(xiàn)隆起現(xiàn)象，形成對(duì)鄰樁的摩擦，構(gòu)成一個(gè)向上的拉力，而使樁斷裂；
（3）砼的級(jí)配不太合理，坍落度較小，施工灌注砼的坍落度為3-5cm，對(duì)于擠土樁的坍落度至少為8-10cm，由于坍落度小極易造成樁身砼離析，夾泥和蜂窩：
（4）拔管速度過(guò)快，振動(dòng)沉管灌注樁在管內(nèi)灌滿砼后宜振5—10s，再開(kāi)始拔管，應(yīng)邊振邊撥，每拔0.5—1.0m停拔振動(dòng)5—10s，如此反復(fù)，軟弱土層中宜控制在0.6-0.8m/min，由于拔管速度快，停拔振動(dòng)時(shí)間短，或根本不停振，容易造成樁身斷裂，造成工程樁質(zhì)量事故。
3.2縮頸及其原因
沉管灌注樁另外一種常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題是縮頸，它的主要特征是成形后的樁身局部直徑小于設(shè)計(jì)要求，根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)這種現(xiàn)象一般發(fā)生在地面下2m-3m處。大多發(fā)生于淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土等軟弱土層。
樁身橫截面面積變小就會(huì)導(dǎo)致單樁豎向極限承載力減小，也會(huì)造成嚴(yán)重的工程質(zhì)量問(wèn)題。造成縮頸的原因有幾個(gè)方面：
（1）在飽和淤泥質(zhì)軟土中，受強(qiáng)制擾動(dòng)擠壓產(chǎn)生空隙水壓力，樁管拔出后軟土便擠向新灌注混凝土或由于混凝土擴(kuò)散嚴(yán)重不均勻形成縮頸：
（2）在流塑淤泥質(zhì)土中由于套管的振蕩作用使混凝土不能順利灌入，淤泥質(zhì)土迅速填充進(jìn)來(lái)造成縮頸；（3）樁身在上下土層條件不同，混凝土的凝固速度不同，在上下段臨界之間引起縮頸；
�。�4）拔管速度過(guò)快，樁管內(nèi)形成的真空吸力對(duì)混凝土產(chǎn)生拉力，造成縮頸；
�。�5）拔管時(shí)管內(nèi)混凝土量過(guò)少，自重壓力不足或混凝土坍落度小，和易性差，管壁對(duì)混凝土產(chǎn)生摩擦力，混凝土擴(kuò)散慢，造成縮頸等。
3.3管內(nèi)混凝土拒落及其原因
在沉管灌注樁施工過(guò)程中，當(dāng)灌注完混凝土后拔管時(shí)，要求混凝土能立刻從管底部流出，這樣能是混凝泥土與土層充分接觸。但是有時(shí)候在拔至一定高度后，混凝土才流出管外，因此樁的下部沒(méi)有混凝土或混凝土不密實(shí)。這樣就回導(dǎo)致樁的承載能力降低，從而使樁的質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題。
造成管內(nèi)混泥土拒落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(kāi)始拔管時(shí)，活瓣樁尖被周圍的土包圍壓住而打不開(kāi)，使混凝土無(wú)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)樁頭被擠人套管內(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(zhǎng)，封底混凝土過(guò)干，套管底形成“塞子”堵住管口，使混凝土無(wú)法流出。
3.4樁尖虛脫及其原因
此外在沉管灌注樁施工過(guò)程中樁尖虛脫也是施工中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，由于樁尖封閉不嚴(yán)，樁周圍土層或地下水受高壓作用擠入樁管內(nèi)，積于樁尖處，阻礙混凝土與樁尖土層直接結(jié)合，樁尖處混凝土未能與下部土層直接結(jié)合，產(chǎn)生空隙或由虛土及地下水充填形成虛脫。樁尖虛脫使樁尖失去端承力，嚴(yán)重影響樁的承載能力。
造成樁尖虛脫的原因以下有四個(gè)：
�。�1）這是由于混凝土的加工質(zhì)量不穩(wěn)定，有時(shí)坍落度過(guò)小，粗骨料的粒徑過(guò)大，下沉?xí)r發(fā)生堵塞或因空氣不能全部排除而被壓縮，阻礙混凝土下沉導(dǎo)致樁尖處混凝土與土層不能直接結(jié)合：
（2）活瓣樁件開(kāi)啟不靈，不能將混凝土送到樁尖，產(chǎn)生樁尖虛脫：
�。�3）樁尖封閉不嚴(yán)，沉管時(shí)樁周土或地下水積于樁尖處，使混凝土不能與樁尖土層直接結(jié)合而產(chǎn)生樁尖虛脫；
�。�4）向管內(nèi)送入混凝土后，振搗不充分，混凝土未達(dá)到樁尖處即拔管，使混凝土在土層中架空而產(chǎn)生樁尖虛脫。
4具體的處理措施
4.1針對(duì)斷樁的處理措施（以上面實(shí)例說(shuō)明）
�。�1）對(duì)于數(shù)量比較多的斷樁，不宜單獨(dú)逐個(gè)處理，可將原樁基上斷面500x500mm2的承臺(tái)梁改為片筏樁基礎(chǔ)；
（2）對(duì)于缺陷深度在1-3m的斷樁，可將原來(lái)斷的樁段挖去，加套略大于原樁徑的鋼箍或鋼筋砼水泥管，清理干凈斷裂位置，設(shè)素水泥漿一道，再重新灌注砼補(bǔ)做樁段：
�。�3）對(duì)于缺陷深度在3m以下的樁，由于地下水位較高和土質(zhì)較軟，開(kāi)挖補(bǔ)樁對(duì)于施工是較為困難的，可采取在原500×500m2承臺(tái)梁下作放大角，下設(shè)中12@180受力筋及φ6@200分布筋，放大部分長(zhǎng)度以相鄰軸線長(zhǎng)度為準(zhǔn)，組成一個(gè)復(fù)合的樁一梁一土受力體系，以保證荷載的重新分布，減輕原缺陷樁的荷載負(fù)擔(dān)。
對(duì)于一般的工程應(yīng)該盡量避免出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，跳打法施工可以避免出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，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。拔管速度控制在12m/min-15m/min之間，對(duì)于松散性和流態(tài)淤泥質(zhì)土，應(yīng)該邊振邊拔�；炷两K凝不久應(yīng)該避免振動(dòng)和擾動(dòng)，樁與樁中心距太近，可采用跳打或者控制時(shí)間的方法。此外復(fù)打法可以解決出現(xiàn)斷樁的問(wèn)題。
4.2針對(duì)縮頸的處理措施
（1）控制拔管速度，采取“密振慢拔”或慢抽密擊法：
（2）管內(nèi)混凝土必須高于地面，并使樁管內(nèi)的混凝土高度保持在2m以上，使混凝土出管時(shí)有較大重壓力的擴(kuò)張力，避免抽管時(shí)空隙水壓和泥壓擠向新澆筑的混凝土；
�。�3）在易產(chǎn)生縮頸部位采取復(fù)打或反插工藝解決縮頸，或放置鋼筋混凝土樁段；
�。�4）施工時(shí)用浮標(biāo)檢測(cè)法經(jīng)常檢查混凝土下落情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。
4.3針對(duì)混凝土拒落的處理措施
對(duì)于混凝土拒落可以根據(jù)工程和地質(zhì)條件，合理選擇樁長(zhǎng)，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(guò)干。套管沉至設(shè)計(jì)要求后。應(yīng)用浮標(biāo)測(cè)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(cè)測(cè)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。
4.4針對(duì)樁尖虛脫的處理措施
嚴(yán)格按配比要求投料，攪拌時(shí)間控制適當(dāng)，混凝土坍落度符合要求，確�；炷涟韬衔锏臄嚢栀|(zhì)量。樁尖封閉嚴(yán)密。不許漏水漏土。施工前進(jìn)行試孔檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，確保無(wú)漏水漏土現(xiàn)象時(shí)方可施工。樁管內(nèi)灌入混凝土后，必須先振搗，確�；炷谅涞綐都馓幏娇蛇呎駬v邊拔管，嚴(yán)禁先撥管后振搗或停振拔管。
5能較好解決施工質(zhì)量問(wèn)題新工藝
嘗試一種改進(jìn)的沉管灌注樁施工工藝。即在傳統(tǒng)的沉管灌注樁施工工藝的基礎(chǔ)上，在下鋼筋籠之前，增設(shè)一根PVC塑料內(nèi)套筒，然后再下鋼筋籠并灌注混凝土。改進(jìn)的沉管灌注樁由于增設(shè)了一根PVC塑料內(nèi)套筒。并且把PVC塑料內(nèi)套筒留在地下，作為灌注樁的一部分使用，具有以下特點(diǎn)：
�。�1）樁基混凝土澆筑后，鋼樁管拔出，PVC塑料內(nèi)套筒的筒壁同時(shí)承受混凝土的側(cè)向壓力和土體的作用力，相互抵消一部分力的作用。改進(jìn)的沉管灌注樁由于增設(shè)了一根PVC塑料內(nèi)套筒，它的施工成本比傳統(tǒng)的沉管灌注樁要略高一些；
�。�2）由于成樁后PVC塑料內(nèi)套筒留在土體內(nèi)，成樁后混凝土凝結(jié)硬化。與PVC塑料內(nèi)套筒形成復(fù)合混凝土受力樁，提高了樁基受壓能力。既能承受鄰樁施工打樁時(shí)產(chǎn)生的水平橫向推力和隆起上拔力的作用，也能承受軟硬土層間傳遞水平力產(chǎn)生的剪應(yīng)力；
�。�3）混凝土在PVC塑料內(nèi)套筒中澆筑，拔管的速度、混凝土澆筑的充盈系數(shù)、管內(nèi)混凝土的高度、骨料粒徑、混凝土的坍落度等人為因素對(duì)樁自身質(zhì)量的影響減小，混凝土澆筑時(shí)與管內(nèi)壁的摩擦力減小，混凝土更容易下落，施工工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量容易保證。
6結(jié)語(yǔ)
沉管灌注樁施工是一項(xiàng)專門(mén)技術(shù)，又屬重要的隱蔽工程，因此給工程的質(zhì)量控制帶來(lái)一定困難。由于各種原因所造成質(zhì)量問(wèn)題，都將影響到樁的設(shè)計(jì)承載力，給整個(gè)的建筑物帶來(lái)安全隱患。所以施工時(shí)必須認(rèn)真研究施工方案，提高施工技術(shù)，以確保沉管灌注樁的施工質(zhì)量。
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