混凝土灌注桩基础施工常见故障及质量控制.pdf

问题研究 第3 3 卷2 0 1 5 年第5 期( 总第 1 7 9 期) 混凝土灌注桩基础施工常见故障及质量控制 朱铁松周云麟 ( 鞍山市建设工程质量监督站 台安 中威企远商品混凝土公 司 鞍山 1 1 4 0 0 0 ) 【 摘要】 混凝土灌注桩基础是桥墩、 z - ,_ lk V房柱基础的一种常见结构形式。针对其施工过程常见的孔壁 坍塌、 断桩等故障， 分析其成因及处理方法， 概述质量控制的工程实例。 【 关键词】 标准承载力 护壁 质量评定 Co mmo n F a u l t o f Fo u n d a t i o n Co n s t r u c t i o n o f Co n c r e t e Gr o u t i n g Pi l e a n d Qu a l i t y C o n t r o l ZU Ti e - s o n g ， ZHOU Yu n- l i n A n s b a n C o n s t r u c t i o n a n dE n g i n e e r i n g Q u a l i t yS u p e r v i s i o n S t a t i o n ； T a i a n Z h o n g w e i Q i y u a n C o mme r c i al C o n c r e t e C o ， A n s h a n 1 1 4 0 0 0 ) 【 A b s t r a c t T h e c o n c r e t e g r o u t in g p i l e u n d a t i o n i s a c o m m o n s t r u c t u r e t y p e o f b ri d g e p ie r a n d i n d u s t r y b u i l d i n g c o l u mnu n d a t i o n Ai mi n g a t t h e c o mmo n h o l e wa l l c o l l a p s e a n d p i l e b r e a k f a u l t d u ri n g c o n s t r u c t i o n ， a n aly z e t h e f o r mi n g r e a s o n a n d t r e a t i n g me t h o d De s c ri b e t h e a c t u al c a s e o f q u ali c o n t r o l i n e n g i n e e rin g 【 K e y w o r d s S t a n d a r d l o a d f o r c e ， w al l p r o t e c t i o n ， q u a l it y e v al u a t i o n 1 工 程概 况 某容积 3 2 0 0 m 高炉技术 改造工程 ， 灌 注桩基 础群 由7 7 根圆柱形桩基组成 ， 高炉承台的长 宽 高= 4 3 2 m2 7 2 m9 2 6 m。 场地土类型为中软场地 I一类土。由于灌 注桩与预制摩擦桩相比， 具有可分段配筋， 节约钢 材， 可制作大直径桩身， 施工过程震动噪声较小等 优点 ， 较多被采用 。 2 施工过程及故障处理 2 1 灌注桩施工程序 现场勘查桩基一 + 放线定位一施工准备_ 灌注 桩护壁 人工挖桩 桩孔孔径、 孔深检查 、 中间验 收- + 钢筋笼定位一浇注桩身混凝土_ + 桩身混凝土 养护 钻芯取样测试混凝土强度叶截取桩顶超长 桩段并处理 检查验收、 交付使用。 2 2 灌注桩施工技术要点 ( 1 ) 持力层判断： 粘土持力层应测定其物理力 学性能指标( 如标准承载力、 压缩模量等) ， 应达到 规定要求。如遇中风化岩石， 应敲击不碎， 开凿时 发出清脆响声 。 ( 2 ) 防止夹入泥砂( 浆) ： 清净桩孔泥土， 灌注 混凝土时 ， 导管注入 1 5 m左右 ， 再将导管提起 。 2 3 灌注桩施工 中的故障及处理方法 综合情况见表1 。 A类桩身完整 ， 混凝土质量 良好 ， 无缩颈 和混凝土离析现象， 为优胜桩。 B 类桩身基本完整 ， 混凝土质量中等， 为 良好桩 。 c 类桩身局部混凝土较差， 为合格桩。 D 类桩身有严重离析、 缩颈现象或混凝土 质量很差， 承载力低， 为不合格桩。 3 灌注桩的质量检测 3 1 机械 阻抗法测定承载力 桩上装有速度 响应感应 器 ， 加在桩顶施加 隐 态激励 ， 以测定所测桩的速度响应值 ， 由远离共振 频率的低频段( 一般为2 0 2 5 0 H z ) 读取力值及速 度响应值， 进而计算其动刚度值及承载力值 ， 此法 亦称动测法 ， 2 1 。 3 2 反射波法测定桩身混凝土完整性 由检测得到的重锤试桩时反应曲线上的反射 一 6 3 第3 3 卷2 0 1 5 年第5 期( 总第1 7 9 期) 问题研究 表 1 灌注桩施工中各类故障成因及处理方法 注： 表示有鞍钢 1 7 8 0 I程灌注桩实例。 波时差， 以测得桩的有效长度， 同时推定桩体缺陷 类型及位置。根据结果可得出桩身完整性的A、 B、 C 、 D四个类别。A类最优 ， D类为不合格【 。 以上两种方法相结合， 即可测得灌注桩的主 要质量指标。 4 钻芯取样测定桩体混凝土强度及质量评定 高炉基础为嵌岩桩， 桩的承载力主要由桩身 混凝土和桩端岩层的强度决定。高炉基础桩身混 凝土设计强度等级为 C 2 5 。由于工期紧张 ， 为尽快 达到C 2 5 混凝土强度等级要求， 将强度等级提高至 C 5 0 。 2 5 钢筋电弧焊接抗拉强度分别为6 3 0 M P a ( 延性焊接处断裂 ) 。 混凝土质量综合指标如表2 。 由表2 可看出： ( 1 ) 仅 1 6 d 龄期， 桩身混凝土便达到2 9 2 M P a ， 表2 C 5 0 混凝土检测结果 6 4 下转第6 6 页 第3 3 卷2 0 l 5 年第5 期( 总第1 7 9 期) 问题研究 上具有 防水 、 抗渗和耐冻的能力。钢筋混凝 土水 池主要靠 自身的密 实性来增强其 防水 、 抗渗和耐 冻性能。针对这项工程 ， 在设计方面采取了以下 措施 ： ( 1 ) 为了保证施工 中捣制混凝 土的质量 ， 避免 渗水 ， 池壁 、 底板的厚度宜1 5 0 m m。 ( 2 ) 池底板采用整浇平板 ， 其受力和抗渗性能 都较好。 ( 3 ) 设置 “ 暗梁 ” 、 “ 暗柱” 。现 浇钢筋混凝 土 “ 暗梁 ” ， 水 池最易在池壁上部出现裂缝 ， 因此 ， 在 水池池壁中配加强筋 ， 称为“ 暗梁” ， 使易裂的薄弱 部位含钢率增大， 也增强了结构的抗裂性能。 ( 4 ) 配筋时宜优先采用高强钢筋。 ( 5 ) 为保证池壁与池壁、 池壁与底板的刚性连 接 ， 应避免应力集中 ( 6 ) 采用合理的结构布置和围护措施 ， 在水池 内外表面抹水泥砂浆面层， 以减少温湿度对结构 的影响， 并加强整体刚度及保温防寒措施。 ( 7 ) 在池子 四周设散水坡 ， 防止地面水渗入引 起地基不均匀沉降。 5 小 结 矩型水池实际是空间结构体系 ， 其 自身约束 和外界条件的约束都十分复杂。目 前温湿度应力 的计算理论偏于近似范畴， 各项计算数据也需要 进一步积累和确定。同时在内力分析时， 近似分 上接第6 4 页 为设计强度等级 C 2 5 设计强度 的1 1 7 ， 较正常 2 8 d 龄期提前了 1 l d ， 强度超过 1 7 。 ( 2 ) 混凝土统计强度的标准差为 4 3 MP a ， 变异 系数c v 为0 1 5 。C v 0 2 0 评定为质量优良等级。 ( 3 ) 灌注桩应为变稳态 ， 承载力检测结果 ： 平 均承载力为 1 2 0 8 2 k N， 标准差为2 7 0 3 k N， 最小值为 9 8 6 0 k N ， 最大值为 1 3 9 3 0 k N ， 可满足 1 1 4 0 0 k N设计 值要求。抽检 1 1 根桩身完整性的检测结果是： A 类桩8 根 占7 2 7 ， B 类桩 3 根占2 7 3 ， 没有 c 类 桩和D类桩 ， 可认为桩身完整性 良好 。 ( 4 ) 由于灌注桩提前达到设计质量要求， 与常 一 6 6 一 解成为平面结构体系， 由梁、 板、 柱等构件组成 ， 截 面设计也按分构件处理 。因此 ， 设计 时除了根据 具体条件作应力计算外， 更需要采取综合性措施， 必须在连接节点 的构造上 ， 尽可 能加强结构 的整 体刚度。 通过对基地 污水处理场各类 型水池 的设计 ， 认为在结构的处理上还应注意以下几点 ： ( 1 ) 结构方案 的选择原则 ， 应在满足工艺要求 的前提下， 做到布局合理、 受力明确、 安全 、 经济和 实用。 ( 2 ) 场地应选在地基稳定、 地质均匀的地区。 ( 3 ) 结构选型不宜过大 ， 平面尺寸尽量控制在 不需设变形缝的间距范围内。水池高度不宜超过 6 m。在水池较高的情况下， 一般大于5 m时采用扶 壁式挡水墙 。 ( 4 ) 水池 内力计算时边界条件 的假定应尽量 与实际情况相符合 ， 才能确保结构的可靠性。怎 样选择结构计算简图和计算公式是非常重要的， 如计算底板时不计底板 自重和水重， 但要调整分 配节点不平衡弯矩 ， 个板刚度近似按截条刚度 选用。 综上所述 ， 只有选取合理 的结构方案 ， 结合钢 筋混凝土特种结构的构造特点。才能把特种结构 工程设计得更加可靠和经济。 ( 2 0 1 4 1 2 0 3 收稿 ) ； f 0 = # ； ； ； 石 规摩擦桩相 比， 节约投资近 2 0 万元 ， 取得预期 效果。 参考文献 【 1 】 陈书申， 陈晓平 土力学与地基基础【 M 】 武汉： 武汉工 业大学出版社， 2 0 0 0 ： 1 7 7 1 8 8 【 2 】 王赫建 筑工程事故处理手册【 M 】 北京： 中国建筑工业 出版 社 1 9 9 8 ： 2 7 8 3 1 9 【 3 】 付 桂宏 软土地 区某厂房 桩基础 设计 与施 工 J 工 业 建筑 2 0 0 5 ( S 1 ) ：6 0 ( 2 0 1 5 - 0 7 - 2 4收稿 )