桩基施工的质量控制

中图分类号：TU71文献标识码：A文章编号：41-1413（2012）03-0000-01

摘 要：经笔者结合多年实践经验得出,在桩基础施工过程中,受地理环境、机械设备和人为因素等影响,在施工中发生缺陷桩是不可避免的.出现缺陷桩基,可针对不同的缺陷程度采取相应的处理方法.

关 键 词：桩基施工；施工方法；质量控制

一、桩基缺陷类型

(一)桩基顶部缺陷

在水下浇筑混凝土时因出现沉淀的泥浆,很难准确估计浮浆厚度,当超灌桩顶混凝土不足时,产生影响混凝土质量的夹泥现象,这在混凝土中不可避免；其次,完成浇筑混凝土后,对钢护筒预埋和拆拔时,如果左右不均衡地用力或过度用力,都会使桩顶混凝土受到干扰,破坏混凝土质量.最后,当凿除混凝土桩头时,因较大的风镐功率,不同程度上扰动声测管周围的混凝土,从而影响混凝土质量.

(二)桩基中部缺陷

首先,在混凝土的灌注中因较差的地质条件,局部发生塌孔,混凝土翻浆受阻,引起局部的缺陷.其次,拆拔导管时过度用力,使混凝土连续性受扰动,混凝土质量遭到破坏.最后,导管气密性较差,因水下灌注混凝土时导管插入泥浆,使导管内外压强差受到破坏,轻者混凝土质量的连续性受影响,重者使混凝土下料受阻,翻浆不能正常进行,引起断桩.

(三)桩基底部缺陷

1.桩基顶端缺陷处理检测结果表明,缺陷发生在桩基顶部时,我们可继续向下的桩头混凝土的凿除工作,直到使混凝土质量完好.但要随时查看向下对混凝土进行破凿的情况,及时发现混凝土的缺陷异常位置,再对应实验检测资料,用混凝土接桩,需注意接桩的混凝土标号要和桩基相同,且保护好桩基钢筋以防其受损.

2.桩基中部缺陷处理很难对这类桩基缺陷处理作统一的衡量,可利用注浆对小程度的缺陷作处理,但缺陷程度大,且往往超过两米的,一般对该桩作报废处理,重新在原位置上冲孔,进行钢筋笼的安装和混凝土浇筑工作.因为若采用注浆处理不能确保质量.

3.桩基底部缺陷处理参照桩基受力性质,针对底部带有缺陷的桩基,可先完成受力简算,再确定是否需要对其进行处理.而摩擦受力桩的桩基,缺陷位置长度不会对整体荷载受力产生影响,换句话说,其摩擦力在缺陷的这部分桩长之外,且已符合荷载要求,不必再对其做处理,反之则一定要处理.若是底部有缺陷的嵌岩桩的桩基,也必须对其做处理.

二、实施桩底注浆的准备

为有效并合理地进行桩底注浆,需详细的调查并分析桩基的岩层地下水条件、地质状况、周边环境缺及陷程度进行.科学配制注浆浆液,确定注浆压力等参数.PK133+330高架桥10#桩总桩长22米,其中0-15米为黏土地质,期间偶或出现白云石和夹杂砂岩,15-22米主要是灰色黏土,白云石矿层均匀分布其中.超声波检测显示,其21-22米桩底使因不干净的清孔及混凝土离析而造成的不连续的混凝土.按照RN35的桩基混凝土强度,我们确定水泥要使用AC25袋装的,另外还有超过2的水灰比(C/E)、20帕到50帕的注浆压力、15-20秒的稠度,对其经行注浆补充.

1.钻孔,在缺陷桩桩顶钻3个孔,均为43mm的直径,比桩长深1米的钻孔深度.在一定要保持钻进时的垂直度,保证钻孔平行于桩基轴线,防止其发生偏斜而与穿出桩基和桩基钢筋产生碰触.

2.埋设注浆管,钻好3个注浆孔并确保其畅通,取30mm的注浆管插入孔底,用桩基和水泥浆将顶部连接并密封,注浆时使顶部,确保整个注浆过程不会漏气.每根注浆管外露部分的连接的三通外接接头不少于2个,且安装阀门,并利用编号将每个注浆管进行编制.

3.压水试验,压水试验不但能够疏通压浆管道,而且以压水试验结果为依据对与压浆相关的操作经验参数做适度调整.压水试验也可清除桩底泥浆和沉渣.在1号管注入清净的高压水,同时将2号管关闭,将3号管打开,等到有清净的水翻出时,打开2号管,同时关闭3号管,重复以上操作流程.然后再分别在2号管和3号管内注入高压水头,继续重复以上操作.

4.注浆,清理干净清孔后,浆液的配制按照浆液配合比配制.配制浆液过程中,要对外加剂量及加水量细心称量,再均匀地搅拌,做好试件.

如果浆液的各项指标均达到要求,在1号管注入水泥浆的同时将2、3号管打开,加压开始注浆,注浆可置换出其它管内的清水,直到将管内翻出的100升浆液排掉为止,然后再在2号管注入水泥,同时仍先将1、3号管打开,待排净100升均匀的浆液后,再向3号管注入水泥浆,并重复以上操作流程.

在1号管接上注浆接口,同将时2、3号管关闭,当满足50帕的注浆压力时,持续5分钟.再使2号管与注浆接口相接,将1、3号管关闭,当满足50帕的注浆压力时,持续5分钟,最后使3号管与注浆接口相接,同时将1、2号管关闭.当满足50帕的注浆压力时,再持续5分钟.关闭所有的阀门,对注浆设备进行拆除和清洗.

注浆过程中的浆液稠度、注浆压力、注浆量及注入率都在不断变化,因此注浆效果提高的一个重要因素就是对注浆参数的合理控制.

注浆量的持续增大,引起了注浆压力由低到高的变化规律.注浆过程中,若注浆压力快速降低,则说明局部发生了漏气或漏浆,可能是注浆的管道受损,也可能桩是因桩基周围产生裂隙.为此应对注浆管道及时检修,并及时将外加剂加入浆液,采取间歇注浆,此外,为确保质量需多次注浆.

三、桩基注浆提高承载力原理

（一）改善原来地质条件,提高承载力灌注桩成孔时,机械在一定程度上扰动桩的周边地层,使整个桩基的承载作用力被削弱.灌注混凝土时,因削弱了孔壁泥皮与整个桩基间的摩擦力,所以整个桩基的承载作用力也受其影响.桩底注浆经渗透、劈裂、挤密作用,在一定范围内桩端受力层形成土和浆液的结合体,从而使受力结构的物理学性质得以改善,土体的强度得到修复及提高.

灌注桩在灌注混凝土前由于清孔不干净,桩底沉渣的存在直接影响和严重降低桩底承载里的发挥,通过注浆可以将桩底的沉渣置换、挤密、固结作用改善和消除桩底沉渣对承载力的不良发挥.

（二）急剧提高桩基摩擦阻力,受高压注浆的作用的影响,浆液可由桩端向上沿桩侧,经劈裂、挤密、填充、渗透、及胶结作用,对桩周泥皮和护壁经行泥皮置换和空隙填充,在桩周围形成脉状结石体,使桩基侧摩阻力大大提高.

（三）改善受力状态和荷载传递性能,桩基注浆经渗透、劈裂、挤密和胶结后,形成桩端扩大,也使桩端受力面积增大了,且注浆同时也对桩基的持力层进行了加固,受力状态得到了改善.桩底注浆后,桩基侧面摩擦阻力的提高要比桩端承载力的提高要快,在摩擦桩中的效果最佳.

（四）加固效益分析,通过对比10#桩注浆前后的小应变检测来看,注浆前在0-21米范围内,入射波速度信号和反射波速度信号基本相同,在21-22米的范围内,反射波速度信号与入射波速度信号相位一致,表明在21-22米的范围内,桩基混凝土有截面缩小或局部混凝土离析等质量缺陷.通过注浆后应变检测结果,我们可明显看出在0-22米范围内的整个桩基,其有相同的反射波信号和入射波信号,而大体上两者的相位也趋于一致.总之,注浆明显改善了桩底缺陷,并取得了可观的效益.

四、实际应用

河北四建承建的黄骅海兰高层住宅和廊坊永清水泥厂工程,由于地理环境,采用桩基施工技术,通过施工中质量检测,质量均达到优良.实践表明,在加固处理桩基、提高综合承载力及减少沉降量方面,桩端注浆不仅技术先进,而且经济合理.