張文兵
摘要:當前,在建筑工程的基樁檢測中,低應變反射波法因檢測費用低、速度快、檢測覆蓋面廣從而得到了廣泛的應用,而鉆芯法和靜載法都具有各自的特點,在檢測中應用也很普遍,本篇文章結合工程實例,闡述了上述方法在工程中的綜合應用,對所出現質量問題的原因以及處理辦法和過程進行了說明,并且作出了評價和結論,供同行參考。
關鍵詞:靜載;低應變法;鉆芯法;樁基檢測
1.概述
樁基是隱藏工程的一種,其作用就是承載上覆荷載的壓力,因此,樁基是建筑物的基礎,樁基一旦失去穩(wěn)定性,就會造成整個建筑物的破壞。所以,建筑物安全性與可靠性的決定性因素就是樁基質量的好壞,因而樁基的檢測也就變得尤為重要。樁基檢測的方法主要有鉆孔取芯法、聲波透射法、低應變法、高應變法以及靜載法等。下文將根據工程實際的情況,并且按照《建筑地基基礎檢測規(guī)范》(DBJ15-60-2008)及《建筑基樁檢測的規(guī)范》JGJ 106-2003的規(guī)定,采用靜載法和低應變法綜合檢測鉆孔灌注樁的質量,并且使用鉆芯法對有問題樁的質量加以驗證。
2.工程概況
某個工程的項目2號和3號樓為該小區(qū)的高層住宅樓。該建筑設計為地下二層,地上23層,剪力墻結構,箱筏基礎,±0相當于絕對的標高37.55m,基礎埋深9.50m。由于在基底以下的地基持力層承載力的特征值是180~220Kpa,假如用天然地基的話,則建筑物的變形和沉降就不能滿足設計的要求,所以2號和3號樓都是以鋼筋混凝土鉆孔灌注樁為基礎。在擬建的場區(qū)范圍以內有二層地下水,第一層水位的標高25.99~27.30 m,第二層水位的標高5.86~6.18m。2號樓鋼筋混凝土灌注樁的有效樁長約為20m,樁徑為800mm,樁間距不相等,單樁承載力的特征值為6300KN,總樁數為93根。3號樓鋼筋混凝土灌注樁的有效樁長為24m,樁徑為800mm,樁間距不相等,單樁承載力的特征值為6300KN,樁端持力層是微風化巖,總樁數為208根。工程樁樁身混凝土的強度等級為C35,錨樁以及試樁樁身混凝土強度為C40。采用反循環(huán)鉆機施工,土方開挖到距基礎墊層80mm以后進行基礎樁的施工,在成孔的過程中采用泥漿護壁。
3.低應變法檢測
在基樁樁身性檢測的手段當中,低應變法應用最快速、簡單、廣泛.但低應變法還是存在著一定的局限性,例如:在樁身阻抗以及樁周土阻力都有比較大的變化等情況之下,采用反射波法檢測基樁缺陷位置的時候,判讀的缺陷位置和實際的缺陷位置存在相當大的誤差,所以,運用其它檢測手段進行綜合驗證是非常必要的。根據《建筑地基基礎檢測規(guī)范》(DBJ15-60-2008)將樁基缺陷程度分為I~IV類。工程實踐也證明,樁身完整性檢測可以發(fā)現一定深度范國內樁的質量問題,例如縮頸、夾泥、裂隙等。根據樁身完整性的情況對成樁進行分類,既能便于發(fā)現其中的問題,又為設計和加固處理提供了可靠的依據。由于持力層為微風化巖,按照規(guī)范,樁底為同向反射波,應該判為Ⅲ類樁,說明20#和29#樁樁底存在一定的問題(如沉渣過厚等),需要結合其它辦法進行進一步的檢測。
4.單樁豎向抗壓靜載荷試驗
根據《建筑地基基礎檢測規(guī)范》(DBJ15-60-2008)及《建筑基樁檢測的規(guī)范》JCJ 106-2003的規(guī)定,單位工程樁檢測數量應該是樁總數的1%,并且每個單位的工程不應少于三根。對2號樓而言,參照低應變的檢測結果,而且根據擇劣的原則,應該抽7,20,48號樁,特別是20#樁;對三號樓而言,抽檢施工的時候遇暴雨的29和103號樁。以及設計院認為重要的209號樁,特別是29#樁。根據加載的等級以及靜載的試驗得到樁頂中心沉降量 和荷載Q,從而繪制Q-s曲線。試驗證明檢測的各試驗點的0-s曲線都沒有明顯的比例界限,均為緩變形曲線,各試驗點的沉降都很小。
5.抽芯試驗及結果分析處理
由于低應變顯示20#、29#樁樁底存在一定問題,而靜載試驗顯示上述兩條樁承載力均能達到要求,為了確保工程質量,決定對20#、29#樁進行抽芯驗證。抽芯結果顯示20#、29#樁樁底沉渣厚度平均值分別達到40cm、15cm,已經超過了10cm的極限,不滿足設計要求,需要對其進行工程處理。在鉆孔樁的施工中,樁底的沉渣超標是最常見的質量通病,樁底的沉渣對于鉆孔灌注樁承載力具有顯著的影響,在其它條件相同的條件之下,樁端的沉渣厚度越大,樁的承載力就會越低。研究表明,樁底有沉渣的時候,不但降低樁端阻力的發(fā)揮,而且還會降低樁側的阻力,要是不能正確地把握施工技術要領,就會極易出現各種各樣的質量事故,嚴重的影響工程質量以及進度。質量事故出現以后,其處理方法多種多樣,但是難度也比較大,無論采取什么樣的先進辦法去處理都會對工程的質量、進度以及施工企業(yè)的信譽帶來一些不可忽視的影響。經驗表明,樁底沉渣的超標,主要是由于清孔不干凈所導致的。在灌注樁的施工當中可以確保成樁質量的重要環(huán)節(jié)是清孔,通過清孔可以把樁孔中的沉渣全部清除掉,使巖基和混凝土結合得很好,可以提高樁基的承載力。在施工當中發(fā)生樁底沉渣的主要原因以及處理的措施如下:
第一,樁底的沉渣大多是因為在施工當中違犯了操作的規(guī)定,沒有進行二次清孔或者清孔不干凈所造成的。在施工當中應該確保灌注樁成孔以后,鉆頭提高到孔底10-20cm,保持慢速空轉,保證循環(huán)清孔的時間不應少于三十分鐘,然后將錘式抓斗慢慢地放到孔底,把孔底的沉渣抓出。
第二,如果使用比重過小的泥漿或者泥漿的注入量不夠,這樣想讓樁底的沉渣浮起開就很困難,沉渣就會在樁底堆積,這樣就影響了地基和樁的相互結合。在工程中應該用性能比較好的泥漿,進而可以控制泥漿的粘度和比重,不應該用清水進行置換。
第三,在吊放鋼筋籠的過程中,假如沒有對準鋼筋籠的軸向位置孔位的話,可能會出現碰撞孔壁的一些事故,孔壁上的泥土就會坍落到樁底;所以,在吊放鋼筋籠的時候,必須使樁中心和鋼筋籠的中心保持一致,這樣就可以避免碰撞孔壁。應該減少空孔的時間,進而可以減少沉渣。在下完鋼筋籠以后,要檢查沉渣量,如果沉渣的量超過相應的規(guī)范要求的話,就必須利用導管進行二次清孔,使用的方法是用空吸泵反循環(huán)法或者升液排渣法,該方法是利用已有的空壓機和空吸泵,在導管上安裝承接管,它不需要特殊的設備,在任何一個施工的方法中都可采用。
第四,若清孔以后,待灌時間過長可能導致泥漿的沉積。當開始灌注混凝土時,導管底部到孔底的距離最好為30~40mm,應該有足夠的混凝土儲備量,這樣可以使導管一次性地埋入混凝土面以下的距離大于1m。
結束語
低應變檢測可以快速測定樁身缺陷位置,能判定樁身完整性的類別,為靜載的檢測提供依據,鉆芯法更能準確判定混凝土膠結情況、沉渣厚度等,三種方法互為驗證,增大了檢測的可信度和抽檢率,因此控制施工質量、提早防治與正確處理施工質量事故、完善檢測手段具有重大意義。
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