浅谈沉管灌注桩工程施工控制要点

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浅谈沉管灌注桩工程施工控制要点

摘要结合工程施工实践,论述了沉管灌注桩工程控制要点,并对沉管灌注桩施工控制中曾遇到的问题进行了分析。

关键词沉管灌注桩;施工;要点

1沉管灌注桩工程控制要点

1.1确保地基承载力符合设计要求

质量控制中,首先要确保地基承载力符合设计要求。现以某小区地块沉管灌注桩基础子分部工程施工监理为例。根据土工试验、静力标准贯人试验、双桥静力触探试验,各岩土层承载力特征值及压缩模量建议值E和抗剪强度指标值,见表1。

由表1可知,该勘察场地土层种类较多且变化不一,性质变化较大,为中等复杂地基。根据拟建物的承载力要求和其特征,由于其中几栋楼上部地层均为③—1 层软塑—流塑状的淤泥质粉质黏土,属软弱土层,设计选用了桩型为摩擦端承桩的沉管灌注桩,桩长设计18m~20m,钢筋笼长度不小于1/3桩长,且穿过第③-1层,桩基持力层用第⑤层。设计单桩承载力为0.4MPa因存在软弱层,在桩基础工程开工前的专题会议上,业主咨询本地块是否要进行试桩咨询监理。经分析认为:根据JGJ94—94桩基规范,桩基参数值见表2所列。根据单桩承载力计算公式经计算,单桩承载力超过设计要求0.4MPa.

考虑到周围相邻地块地质情况相类似,已有试桩成功的技术参数,本地块可塑土分布虽不均匀,总体上还不错。桩管人土深度严格以标高控制为主,以贯人度控制为辅,必须保证本设计中桩长18m且桩端进入第⑤层砂土层持力层深度超过1m的两项要求。成桩后的桩身混凝土顶面标高不得低于设计标高500mm。加之施工单位施工经验丰富,机械性能优良,对承载力达到0.4MPa 很有把握。基于这样的分析,通过专题会议做出了不试桩的决定。

1.2保证桩身强度

端承桩的承载机理是桩把荷载传递到桩的底部,当桩身强度<地基承载力时,桩的承载力=桩身强度,此公式在孔底无沉渣情况下成立。桩身强度不足,桩的承载力亦得不到保证。桩身强度取决于钢筋笼的制作质量与混凝土质量。虽然钢筋笼的制作简单明了,但本工程现场仍发现不少问题,如钢筋笼下料长度不够、焊缝长度、外观和质量、加劲箍与主筋的位置关系、箍筋间距过大,弯钩角度向内伸露妨碍将来导管的提升等不符合图纸要求的地方,在监理要求下一一纠正;钢筋笼吊装时应防止变形,安装要对准孔位,避免碰撞孔壁,就位后应立即固定。而影响混凝土质量因素则很多,有些是可见的,有些是不可见的。在工程实践中,不少桩由于混凝土质量问题而使桩身强度达不到设计要求,因此桩身质量的监督

主要在于监督混凝土的质量。混凝土的缺陷往往是由于施工工艺不合理引起的,因此必须对现场混凝土搅拌工艺加强监控。

1.3仔细审核施工组织设计

现场在1#楼210根桩桩基施工前,因考虑施工时可能雨水天气较多,沉管灌注桩设备下部枕木下陷,移动困难造成工效低,所以监理在施工组织设计审核中要求施工单位根据现场桩位情况制定成桩顺序,并做好成桩标记,尽量减少沉桩设备掉头。事实证明,在后续施工中,果然遇到很多雨水天气,现场泥泞不堪,根据施工组织设计中制定的成桩顺序,沉桩设备掉头次数较少,也减少了桩管和枕木移动频繁可能对地面预埋的未成桩桩靴造成碰撞的机率。

2沉管灌注桩施工中的问题及其分析

2.1 钢筋笼上浮

在现场施工过程中,常常发生钢筋笼上浮现象。经过分析认为:

1)当混凝土灌注至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距钢筋笼仅1m左右距离时,由于浇注的混凝土自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼上浮。

2)由于混凝土灌注至钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定握裹力,如果此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定速度向上顶升,同时也会带动钢筋笼上移。

钢筋笼上浮处理措施:①灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土浇注标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2m~3m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上。②当发现钢筋笼开始上浮时,立即停止浇注,并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除。

2.2断桩

在本小区内临河滩边的一栋楼沉管灌注桩施工中,在做完桩基小应变试验后,发现了大面积的桩出现了不同程度地缩径现象,尤其靠近河道西侧的几条轴线处出现了断桩。经过分析认为,沉管灌注桩工艺属挤土施工,设计根据规范控制桩的中心线间距应不小于3.5倍的桩直径,而且施工时实行顺序跳打,但仍不能避免土层对临桩的挤压,特别是上部比较软弱的土层,在施工后地面土隆起,由于表层土的隆起,使临桩出现真空抽吸现象,致使该处出现缩径甚至断桩。而且河道西侧有因标高不够人工回填了一部分土,分层夯实碾压不够,加之雨水天气较多,土层有向河道滑移现象,可能在混凝土终凝不久就受到外力扰动,导致断桩。

2.3隔层

本小区地块沉管灌注桩管径375mm,管径较小,混凝土骨料粒径较大,如果混凝土和易性不好,工人拔管速度较快的话,就容易造成桩身隔层,因此本工程严格控制混凝土坍落度不小于70mm,混凝土骨料粒径不大于30mm,拔管速度不大于1m/min,应密振慢拔。

3混凝土灌注桩质量判定

桩身混凝土质量判定,比较准确判断桩身混凝土质量的是静载与抽芯,但是由于静载、 抽芯为操作性检验,且费用高、时间长,所以现场常常采用动测法判定桩身混凝土的质量。仍以前述小区地块为例,在沉管灌注桩施工监理过程中,判断成桩质量还要看施工单位素质,切实掌握施工过程实际情况与施工记录。

1)审查主要施工人员、施工单位所施工过的工程质量情况。

2)审查施工工艺是否适合于施工的实际情况,采取了什么质量保证措施。如沉管灌注桩桩钢筋笼有没有设置混凝土保护层垫块,再检查一下灌完桩钢筋笼的位置情况,可推定保护层是否严重不足。

3)对施工记录进行审查,监理要求施工单位认真做好灌注记录,认真分析记录中出现的机械故障及孔内异常情况、事故等,并进行推断。如在施工过程中曾发生过临时停电现象,拔管后进行二次灌注,就会存在断桩或夹泥层,如停电时间过长,要求将管中残余混凝土清除废弃,重新二次灌注,监理必须做好监理日志或旁站记录,以备日后复查。

4)本工程混凝土灌注工艺采用振动沉管,将桩管下端套人桩靴,对准事先复核好的桩位,根据本场地土质情况和荷载要求,采用单打法。施工过程中,必须严格控制最后30s 的电流、 电压值,桩管内灌满混凝土后,先振动5s~10s,再开始拔管,应边振边拔,每拔1m后,停拔并振动5s~10s,如此反复。

5)对本工程摩擦桩来说,由于其受力机理是通过桩表面和周围土壤之间的摩擦力或依附力,逐渐把荷载从桩顶传递到周围的土体中,如果在设计中端部反力不大,端部的沉渣量对桩承载力亦影响不大。

4结束语

沉管灌注桩桩的施工过程监理主要是抓住沉管法成孔,钢筋笼制作及安放,混凝土搅制和灌注等三个工序的质量检查,对发现问题做好事前、事中、事后控制,确保桩基础子分部工程目标的顺利实现。

参考文献

[1]GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准[S].

[2]李慧强.建设工程监理[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.