所屬欄目:建筑設計論文 發布日期: 熱度:
摘要:本文對作者在一個實例工程中遇到的鉆孔灌注樁出現的幾種缺陷問題進行分析、處理,從而總結歸納出鉆孔灌注樁缺陷的處理方法類型,闡述了各種類型的適用條件及具體處理方法。
關鍵詞:鉆孔灌注樁,基樁缺陷,處理方法
鉆孔灌注樁因為其施工速度快、造價低、單樁承載力大,適應性強,所以被廣泛用于各類建筑的基礎工程。但由于鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程,施工中若稍有不慎或措施不嚴,就可能出現質量的缺陷,對于各種缺陷問題的處理,一定要認真分析、比較或者通過計算找到最適合最經濟的方法。下面筆者就自己在實際工作中碰到的工程中鉆孔灌注樁所出現的問題及處理方法談幾點體會,以供商榷。
一、實例工程概況
此工程一層為15米跨度廠房,二、三層為開間4.2m、進深6.3m的辦公用房,結構形式為框架結構,鉆孔灌注樁基礎,直徑為1.0m,設計樁長10米~20米左右不等,要求持力層為中風化巖層。整棟建筑40根樁,施工完樁基后檢測機構抽取了其中13根樁進行抽芯檢測,檢測中主要發現三類問題:一是部分樁身抽芯樣連續、結構完整,但小氣孔、小槽溝零星分布,個別還有蜂窩;二是樁底有沉渣,樁端未達到設計持力層;三是樁傾斜,樁端只進入粉質粘土層,導致單樁承載力不夠。
二、實例中缺陷的形成和處理
1、 第一種情況的形成原因大致分為:①混凝土灌注未邊灌邊振搗,使樁身混凝土不密實;②灌注混凝土時或上部放鋼筋籠時孔壁受到振動,孔壁土塌落在混凝土中,造成土夾層;③混凝土配合比掌握不勻,塌落度不勻,下料高度過大,混凝土產生離析,造成樁身級配和強度不勻。
處理方法:針對這種樁身混凝土質量差情況每根樁布置一根灌漿孔,利用原抽芯孔全方位全孔段高壓循環灌漿進行補強。
2、 第二種情況的形成大致原因為:清孔不干凈或者沒有二次清孔,未對準孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底,或者是由于清孔后待灌時間較長,可導致泥漿沉積,泥漿比重小時、泥漿注入量低也會導致難于將沉渣浮起。
處理方法:針對這種樁底有沉渣,樁端未達到設計持力層情況采用高壓旋噴注漿進行補強。每根樁每根樁布置三個注漿孔,其中一個利用既有抽芯孔。
3、 第三種情況的形成原因大致為:①施工時遇堅硬障礙物,把鉆桿或樁管擠向一邊偏位嚴重;②土方場地不平整,造成樁架導向桿不垂直;③鉆桿不直,鉆機不平穩,施鉆時晃動。
處理方法:針對這種傾斜,單樁承載力不夠的情況,在條件允許的情況下,在樁與樁之間加了一根樁,兩樁承臺變成了三樁承臺,降低了缺陷樁荷載,達到了設計要求。
三、樁缺陷問題的處理方法類型
關于灌注樁出現的缺陷問題就是指不能滿足設計要求的灌注樁存在的質量問題,主要分為兩大類,一是樁身有質量缺陷問題,如斷樁、縮頸、混凝土離析、夾泥等;二是樁身雖然達到了設計要求,但樁周和樁底的工程地質條件不能滿足承載力要求,從而導致灌注樁單樁極限承載力不能滿足設計要求。單樁豎向極限承載力Quk由總極限側阻力Qsk和總極限端阻力Qpk構成,即
Quk=Qsk+Qpk
其中 Qsk=∑qsikF
Qpk=qpkAP
式中 qsik——各層樁周土的單位極限側阻力;
F ——相應各土層范圍的樁的側表面積;
qpk——樁端持力層的極限端阻力;
AP ——樁端截面面積。
分析上述單樁豎向極限承載力公式可以得出,提高單樁承載力的措施有以下幾點:
1. 增加樁的幾何尺寸,如樁長或者樁徑;
2. 提高持力層的強度,即提高端阻力;
3. 改善樁土相互作用,即提高樁側阻力。
根據筆者查閱相關資料以及結合實際經驗,總結出常見的缺陷處理方法有以下幾種:
1.灌漿法:包括有樁側灌漿、樁底灌漿、缺陷部位灌漿
2.高壓噴射注漿法:樁側高壓旋噴注漿、樁底高壓旋噴注漿、缺陷部位高壓旋噴注漿
3.綜合處理方法:開挖接樁處理、鑿樁頂補強法、擴大承臺(梁)法、補加樁處理、另行成樁法、樁芯鑿井法等
四、各種方法的適用條件及具體處理
1、灌漿法和高壓噴射注漿法都適用于處理灌注樁承載力不能滿足設計要求的灌注樁缺陷處理。就樁身缺陷而言,灌漿法適應條件是樁身混凝土嚴重蜂窩、離析、松散、強度不夠;高壓噴射注漿法適用于樁長不足、樁底沉渣過厚的情況;對于樁周和樁底的加固,灌注樁適用于加固砂土、淤泥、淤泥質黏土、粉質黏土、黏土、粉土、黃土、碎石土和一般填土層,對于礫石直徑過大、含量過多、及有大量纖維質的腐殖土灌漿法也比高壓噴射注漿法更適合,灌漿法的步驟為:鉆機就位→成孔→下注漿管→埋孔口管→清洗及清洗樁身段→壓水實驗→高壓循環分級灌漿→灌漿結束封孔。但在沉積的分層地質和夾層多的地質就應該使用高壓噴射注漿法,而有地下水徑流的地層、永久凍土層和無填充物的巖溶地段不宜采用高壓噴射注漿法。高壓噴射注漿法具體步驟為:鉆機就位→鉆機→插管→噴射作業→拔管→清洗器具→移開鉆具→回填注漿。
2、開挖接樁處理適合于樁頂標高不足,具體做法用風鎬鑿除樁頭混凝土,將樁頭浮漿、松散層全部鑿除,并鑿出鋼筋,直到露出新鮮的混凝土面,整理與沖洗干凈后將鋼筋校直接長,再按施工縫處理方法澆混凝土至設計標高。
3、鑿樁頂補強法適用于缺陷部位較淺,如如旱地樁在5m 以內者,水中樁在鋼護筒深度范圍內(鋼護筒沒有拔除時) ,可采用此法。即用人工鑿除缺陷深度范圍內的混凝土,經沖洗和鑿毛后,用不低于原樁身混凝土強度等級的混凝土進行補強處理。
4、擴大承臺(梁)法適用于單樁承載力達不到設計要求,且差別不大,利用樁土共同作用能滿足原設計要求時,應采用變更承臺(粱) 設計的處理方法(該方法也適宜于樁位偏差不大時的處理) 。需要注意的是在擴大承臺(梁)斷面寬度的同時,適當加大承臺(梁)的配筋。
5、補加樁處理適用于樁身缺陷較深、局部性缺陷,或偏位的單樁、多樁或群樁,并且補加樁場地許可的情況,在原有的灌注樁附近加樁,一般做法多采用挑扁擔梁法(即在原樁對稱的兩邊各加一樁)也可采用其他形式加樁,從而降低缺陷樁荷載,以滿足設計承載力要求。
6、另行成樁法適用于于樁身存在多處嚴重缺陷或缺陷部位深度較大者,或樁身嚴重偏位、傾斜,同時又由于客觀條件不能補加樁或不能采取其他處理方法的,可采用沖擊式鉆機廢樁或者爆破廢樁,徹底清理后廢樁后,在原位重新澆筑一根新樁。要注意的是爆破法廢樁適用于深度不大(常規爆破能炸裂) 的樁基,在周圍環境允許的情況下才可使用。
7、樁芯鑿井法適用于樁身混凝土存在嚴重夾泥、裂縫、松散和斷樁等缺陷的大直徑鉆孔灌注樁(直徑大于1. 5m) ,并且缺陷部位不是很深(深度在30m 以內)。這種方法做起來比較困難,即邊降水邊采用風鎬在缺陷樁中心鑿一井,深度至少超過缺陷部位,然后封閉清洗泥沙,放置鋼筋籠,用人工挖孔樁的施工方法澆筑膨脹混凝土。
五、結語
對于上述各種方法的運用,首先依據有效的檢測方法確定缺陷類型、缺陷的部位以及嚴重程度,再根據樁長、樁徑、地質條件、周圍環境、樁頂荷載大小、施工工藝及經濟效益進行綜合分析比較后,選擇合理的方案實施處理,可單獨使用,也可綜合利用,以求達到更好的效果。
參考文獻:
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[5 ] 陳腫頤. 基礎工程學. 中國建筑工業出版社,1991
文章標題:關于工程基樁缺陷處理實例的分析與探討
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