董傳香
摘要:鉆孔灌注樁是目前樁基礎(chǔ)中應(yīng)用最廣泛的一種型式,受工程地質(zhì)文件及水文地質(zhì)條件等各種因素的影響,大多數(shù)鉆孔灌注樁采用水下澆注砼的施工方法。在施工出現(xiàn)事故該如何處理,是廣大工程施工者亟需解決的問題,本文介紹了幾種鉆孔灌注樁灌樁事故處理技術(shù),并重點分析了錨桿靜壓樁補強方法。
關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁灌樁;事故處理;樁身補強;錨桿靜壓樁
一、鉆孔灌注樁灌樁事故原因與處理
目前,鉆孔灌注樁在國內(nèi)基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中已占據(jù)重要地位。鉆孔灌注樁成樁后常見的質(zhì)量缺陷有樁身混凝土離析松散、裂縫、夾泥、斷樁和樁位出現(xiàn)偏差等。樁基質(zhì)量取決于勘察,設(shè)計,施工等許多因素,因工程隱蔽性強.施工中質(zhì)量缺陷極易發(fā)生,對質(zhì)量缺陷的分析與處理是否正確,往往影響建筑物的安全使用、工程造價及工期,嚴(yán)重的甚至炸毀整幢建筑物,通常造成樁基質(zhì)量缺陷的主要原因有以下幾類:由于測量放線錯誤,使整個建筑物錯位或樁位偏差過大;由于施工方法不當(dāng),使樁底沉渣超厚、樁身夾泥;由于灌注混凝土施工質(zhì)量失控,使混凝土離析、混凝土強度達(dá)不到設(shè)計要求;由于施工控制不嚴(yán),在未達(dá)到設(shè)汁標(biāo)高時混凝土停澆或樁頂混凝土浮漿層超過設(shè)計厚度,鑿出后出現(xiàn)樁頂標(biāo)高不足。
合理選擇樁基質(zhì)量缺陷處理方案是樁基質(zhì)量缺陷處理的關(guān)鍵。通過檢測確認(rèn)樁基存在質(zhì)量缺陷,應(yīng)根據(jù)質(zhì)量缺陷的具體情況和客觀條件,應(yīng)對各種可選方案進(jìn)行比較,從安全可靠,經(jīng)濟(jì)合理、施工期短,施工方便、對已完工程質(zhì)量和后續(xù)工程方式的影響等因素綜合考慮選擇質(zhì)量缺陷處理方案。樁基事故的常用處理方法有以下幾種:
(一)接樁法
當(dāng)成樁后村頂標(biāo)高不足,常采用接樁法處理,方法有以下兩種:(1)開挖接樁。挖空泥土出樁后,鑿去混凝土浮漿層及松散層,并鑿出鋼筋,整理與沖洗干凈后用鋼筋接長,再澆混凝土至設(shè)計標(biāo)高;(2)嵌入式接樁。當(dāng)成樁中出現(xiàn)混凝土停澆事故后,清除已澆混凝土有困難
(二)鉆孔補強法
此法適應(yīng)條件是樁身混凝土嚴(yán)重蜂窩、離析、松散、強度不夠及樁長不足、樁底沉渣過厚等缺陷,常采用高壓注漿法補強處理。當(dāng)樁身混凝土局部有離析、蜂窩時,可用鉆機鉆到質(zhì)量缺陷部位下一倍樁徑處,進(jìn)行清洗后高壓注漿;當(dāng)樁長不足時,采用鉆機鉆至設(shè)計持力層標(biāo)高;對樁長不足部分注漿加固。
(三)大承臺梁法
擴大承臺(粱)法考慮樁土共同作用,當(dāng)單樁承載力達(dá)不到設(shè)計要求,且差別不大,通過計算,采用擴大承臺(粱)能滿足原設(shè)計要求時,應(yīng)采用變更承臺(粱)設(shè)計的處理方法。該方法也適宜于樁位偏差不大時的處理,樁基施工中,若樁中心位置偏離原設(shè)計過大但仍可補救時(單樁大于5cm,群樁大于10cm),要作樁位偏離補救處理。樁位偏離補救常加設(shè)承臺或加大承臺,承臺設(shè)計要通過設(shè)計院或監(jiān)理部門認(rèn)可。
(四)廢樁的處理
當(dāng)鉆孔灌注樁施工過程中,發(fā)生短樁、斷樁、大量夾雜、離析和縮徑等降低樁基承載力被判定為廢樁時,常需作廢樁處理。廢樁處理常在兩側(cè)加設(shè)扁擔(dān)樁。扁擔(dān)樁設(shè)計要經(jīng)過原設(shè)計院相關(guān)部門,以便考慮原廢樁的利用程度和相關(guān)部位的聯(lián)接情況。廢樁處理的全過程要作好施工記錄,處理完后要重新作檢測判定,合格后方可進(jìn)行下步施工。
二、鉆孔灌注樁灌樁樁身補強方法
鉆孔灌注樁灌樁樁身補強方法有很多,本文重點介紹錨桿靜壓樁的方法。
(一)工藝原理
錨桿靜壓樁作為一種沉樁方法,是利用原基礎(chǔ)底板或樁基承臺及上部結(jié)構(gòu)傳遞來的重量作為壓樁反力,通過預(yù)埋的錨桿、反力架、千斤頂?shù)葔簶对O(shè)備,將樁段從壓樁孔處壓入地基土中,然后將樁與基礎(chǔ)底板或樁基承臺連接形成整體,使新樁基與原建筑物基礎(chǔ)共同承擔(dān)荷載,提高加樁區(qū)域的承載力,達(dá)到阻止或減少沉降的目的。
錨桿靜壓樁多用于粉土、粘土、人工填土、淤泥質(zhì)土等地基土的新建(采用逆作法施工)或已建多層建筑物、中小型構(gòu)筑物的地基加固、托換、糾偏工程中。錨桿靜壓樁與其它基礎(chǔ)加固或托換技術(shù)相比又具有施工時無振動、無噪音、設(shè)備簡單、操作方便、移動靈活、施工所需空間小的特點。我們利用錨桿靜壓樁新技術(shù)特殊工藝,充分利用其特點,改進(jìn)樁型、樁材、壓樁設(shè)備,將其應(yīng)用到高層建筑中樁基加固和托換中,取得了成功。為建筑病害工程樁加固提出一種更方便、更合理、更有效、更經(jīng)濟(jì)的加固方法。
(一)工程概述
某工程系一幢高12層的高層住宅樓,建筑面積約為5000平方米,該樓上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土剪力墻,基礎(chǔ)采用直徑530mm的夯擴樁,有效樁長約為11~12米,樁端進(jìn)入粉細(xì)砂層。工程樁基施工完畢后,進(jìn)行基坑土方開挖,由于開挖不慎,致使該工程樁基礎(chǔ)存在嚴(yán)重質(zhì)量問題,該工程共有工程樁126根,經(jīng)檢測其中樁身存在裂紋的Ⅱ類樁計32根,約占25%,樁身存在嚴(yán)重裂縫的Ⅲ類樁43根,約占35%。根據(jù)規(guī)范要求,對于Ⅱ、Ⅲ類樁是不能直接使用,要進(jìn)行加固處理后方可使用。由于本工程工程樁布樁較密,缺陷部位較深,采用開挖接樁和補加夯擴樁或鉆孔灌注樁均難以實施;同時又由于工期要求緊,經(jīng)過專家組討論最終權(quán)衡選擇了不占工期,空間要求小,施工方便,受力明確的錨桿靜壓鋼筋混凝土預(yù)制樁的補樁加固方案。
(三)施工工藝
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,樁長為20m~25m。壓樁施工采用壓樁力和樁長雙控原則,以壓樁力控制為主、樁長控制為輔。
補樁過程中,在原直徑為600mm的廢樁兩側(cè)各補一根250mmx250mm的錨桿靜壓樁;在原直徑為700mm的廢樁兩側(cè)各補一根300mmx300mm的錨桿靜壓樁,錨桿靜壓樁邊貼承臺邊設(shè)置,同時加強聯(lián)梁的剛度。樁孔采用芯模由總包單位在底板、承臺砼澆注中預(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,承臺澆注后及時清除孔內(nèi)混凝土和水泥漿。
封樁施工是壓樁過程的又一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。樁、承臺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早強微膨脹混凝土,注意振搗密實,加強養(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)由加固公司計算確定,在底板砼澆注前由補樁單位進(jìn)行安裝埋設(shè),錨桿露出頂面150mm。
采用以上措施對管樁樁基進(jìn)行處理后,取得了良好的效果。混凝土鉆孔灌注樁共75根,對30根樁以聲波透射法進(jìn)行檢測,檢測結(jié)果為樁身結(jié)構(gòu)完整性合格;對其中的25根靜壓錨桿鋼管樁共進(jìn)行了439條焊逢超聲波探傷,檢測結(jié)果為合格;其中2根樁進(jìn)行了單樁極限承載力靜載試驗,承載力值為2800kN,檢測結(jié)果為合格。根據(jù)沉降觀測結(jié)果,結(jié)構(gòu)封頂后最大沉降量為21.65mm,經(jīng)設(shè)計計算確認(rèn),建筑工程結(jié)構(gòu)封頂后沉降滿足設(shè)計要求。目前,該大樓已經(jīng)投入使用2年多,情況良好,說明本加固方案是合理有效的。
結(jié)束語
鉆孔灌注樁作為地下隱蔽工程,在施工過程中容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。在施工前,結(jié)合工程項目的地質(zhì)資料,全面了解地質(zhì)土層分布情況及各個土層的特點,選擇合適的施工方案。同時,做好施工預(yù)案,當(dāng)施工過程中出現(xiàn)突發(fā)情況時,及時采取相應(yīng)的技術(shù)措施,盡可能解決鉆孔灌注樁的樁身缺陷問題,減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
當(dāng)不可避免出現(xiàn)Ⅲ類、Ⅳ類樁時,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,選擇合適的補強方案,對基礎(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,對樁周土體的隆起和擠壓較小,施工靈活方便,同時可與上部主體結(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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