加强桩基础工程施工质量控制的研究:桩基础工程施工质量控制

  摘要:桩基处于建筑工程结构的地下部分,属于隐蔽工程,其质量的好坏对上部主体结构的使用具有直接的影响,因此为了使桩基质量能满足工程要求,工程的质量控制就显得尤为重要。本文介绍了桩基础的特点,分析了影响桩基质量的原因,总结了桩基础施工质量问题的控制方法。
  关键词:桩基础工程;施工质量;控制;特点
  Abstract: the pile foundation construction engineering of underground structure in part, to take cover engineering, the quality of the main structure of the use of the upper have direct influence, so in order to make the pile foundation quality can satisfy engineering demand, the quality of the construction control are particularly important. This paper introduces the characteristics of the pile foundation, this paper analyzes the impact of the pile foundation quality reason, summarizes the quality of pile foundation construction control method.
  Keywords: pile foundation engineering; Construction quality; Control; characteristics
  中图分类号:O213.1文献标识码:A 文章编号:
   桩基础是由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。桩身全部埋于土中而承台底面与土体接触叫低承台桩基;桩身上部露出地面而承台底位于地面以上则叫高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层和大跨度的建筑中,桩基础应用广泛。常用的桩型主要有预制桩和灌注桩两大类。本文仅对预制桩施工质量的控制进行探讨。
  一、桩基础的特点
   1、桩基的竖向单桩刚度或群桩刚度很大,足以承载其自重或相邻荷载作用,满足不均匀沉降和倾斜度的规范要求。
   2、桩支承于坚硬的(岩石、密实的卵砾石层)或较硬的(硬塑粘性土、中密砂等)持力层,其竖向单桩或群桩承载力,足以承担高层建筑的全部竖向荷载。
   3、高层建筑的抗倾覆稳定性是凭借桩基巨大的单桩侧向刚度或群桩基础侧向刚度及其整体抗倾覆能力,以抵御因地震和风产生的力矩荷载与水平荷载。
   4、桩身穿越液化土层支承于坚实土层或嵌固于基岩之上。
  二、影响桩基质量的原因
   在桩基施工中对质量问题及隐患的分析与处理,将影响建筑物的结构安全。一般来说常见质量问题类别及原因分析如下:
   1、单桩承载力低于设计要求的常见原因
   桩沉入深度不足,桩端未进入设计规定的持力层,但桩深已达设计值;最终贯人度过大;其他,诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降;勘察报告所提供的地层构造、地基承载力等有关数据与实际情况不符也是造成实际承载力低于设计承载力重要因素。
   2、桩倾斜过大的常见原因
   预制桩质量差,其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形,最易造成桩倾斜;桩机安装不正,桩架与地面不垂直;桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合,产生锤击偏心;桩端遇石子或坚硬的障碍物;桩距过小,打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应。
   3、出现断桩的常见原因
   除了桩倾斜过大可能产生桩断裂外,其他原因还有三种:桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当;沉桩过程中,桩身弯曲过大而断裂。如桩制作质量造成的弯曲,或桩细长又遇到较硬土层时,锤击产生的弯曲等;锤击次数过多。如有的设计要求的桩锤击过重,设计贯入度过小,以至于施工时,锤击过度而导致桩断裂。
  三、桩基础施工质量问题的控制方法
   1、防止桩身断裂的质量控制
   桩身在施工中出现较大弯曲,在反复的集中荷载作用下,当桩身不能承受抗弯强度时,即产生断裂。当施工中出现断桩时,应及时会同设计人员研究处理方法 ,根据工程地质条件、上部荷载及桩所处的结构部位,可以采取补桩的方法。对于条形基础,当补一根桩时,可在条形基础轴线上补,补两根桩时,可在断桩的两侧补。对于柱基群桩,可在承台外对称补或承台内补桩。
   2、关于沉桩达不到设计要求的质量控制
   有时沉桩达不到设计的最终控制要求。一方面,勘探点不够或勘探资料粗略,对工程地质情况不明,尤其是持力层的起伏标高不明,致使设计考虑持力层或选择桩端标高有误,也有时因为设计要求过严,超过施工机械能力或桩身混凝土强度。另一方面,勘探工作是以点带面,对局部硬夹层或软夹层的透镜体不可能全部了解清楚,尤其在复杂的工程地质条件下,还有地下障碍物,如大块孤石和混凝土块体等。打桩施工遇到这种情况,就很难达到设计要求的施工控制标准。以新近代砂层为持力层时,由于新近代砂层结构不稳定,同一层土的承载力差异很大,桩打入该层时,进入持力层较深才能求出贯入度。而群桩施工时,特别是柱基群桩,由于布桩过密或打桩顺序安排不合理,砂层越挤越密,最后就会出现沉不下去的现象。再有,如果桩锤选择太小,会造成沉不到设计要求的控制标高时,桩顶就被打碎或桩身被打断,致使桩不能继续打入;如果桩锤选择太大,又会造成沉桩超过设计标高,贯入度还没有满足设计要求。
   针对以上问题,我们应从以下方面着手。当遇到地质条件变化较大的场地,桩基础正式施工前,应作工艺试桩,以校核勘探与设计的合理性,重大工程还应作荷载试验桩 ,确定布桩及桩的参数能否满足设计要求。当遇有硬夹层时,可采用植桩法、射水法或气吹法施工。桩如果打不下去,可更换能量大一些的桩锤打击,并加厚缓冲垫层。对于柱基群桩,应选择合理的打桩顺序,采用“之”字形打桩顺序,或从中间分开往两侧对称施打的顺序。
   3、防止接桩处松脱开裂的质量控制
   对于需要接桩的预制桩工程,容易出现的质量问题是,接桩处经过锤击后,出现松脱开裂等现象。究其原因主要有以下几个方面:
   连接处的表面没有清理干净,留有杂质、雨水和油污等;采用焊接或法兰连接时,连接铁件不平及法兰平面不平 ,有较大间隙,造成焊接不牢或螺栓拧不紧;焊接质量不好 ,焊缝不连续、不饱满,焊肉中夹有焊渣等杂物;接桩方法有误 ,受时间效应与冷却时间等因素影响;采用硫磺胶泥接桩时,硫磺胶泥配合比不合适,没有严格按操作规程熬制,以及温度控制不当等,造成硫磺胶泥达不到设计强度 ,在锤击作用下产生开裂;两节桩不在同一直线上,在接桩处产生曲折,锤击时接桩处局部产生集中应力而破坏连接;上下桩对接时,未做严格的双向校正,两桩顶间存在缝隙。
   针对以上容易出现的问题,应从以下几个方面来保证接桩质量:
   接桩前,对连接部位上的杂质、油污等必须清理干净,保证连接部件清洁。检查校正垂直度后,两桩间的缝隙应用薄铁片垫实,必要时要焊牢,焊接应双机对称焊,一气呵成,经焊接检查,稍停片刻冷却后再行施打,以免焊接处变形过多。检查连接部件是否牢固平整和符合设计要求,如有问题,必须进行修正后才能使用。接桩时,两节桩应在同一轴线上,法兰或焊接预埋件应平整服帖,焊接或螺栓拧紧后,锤击几下再检查一遍,看有无开焊、螺栓松脱、硫磺胶泥开裂等现象,如有应立即采取补救措施。
   4、防止桩顶碎裂的质量控制
   在沉桩过程中,桩顶部出现混凝土掉角、碎裂、坍塌,甚至桩顶钢筋全部外露打坏。这是因为在承受冲击荷载作用时,钢筋与混凝土不能很好地协同工作 ,桩顶混凝土发生严重碎裂。究其原因主要有以下几个方面:
   桩身外形、质量不符合规范要求,施工机具选择或使用不当;桩顶与桩帽的接触面不平或桩沉入土中时桩身不垂直,使桩顶面倾斜,造成桩顶局部受集中应力破损;沉桩时,桩顶未加缓冲垫或损坏后未及时更换,使桩顶直接承受冲击荷载。设计要求进入持力层深度过大,施工机械或桩身强度不能满足设计要求。
   发现桩顶有打碎现象,应及时停止沉桩,更换并加厚桩垫。如有较严重的桩顶破裂,可把桩顶剔平补强,再重新沉桩。如因桩顶强度不够或桩锤选择不当,应换用养护时间较长的“老桩”或更换合适的桩锤。
   桩基施工质量关系到整个建筑物的质量,是百年大计的问题。在桩基施工时,要严格控制施工质量,对可能出现的质量问题作到预防为主,将可能出现的对质量的不利影响减低到最低程度。决不让有质量隐患的桩基工程进入使用环节。
  
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