浅析建筑桩基工程质量问题与控制措施论文

分类：建筑工程论文发表 时间：2012-02-25 15:24 关注：(1)

王兵
摘要:随着经济建设的迅速发展及建筑技术的日益提高，桩基础在城市建设中得到广泛的应用。桩基施工质量关系到整个建筑物的工程质量，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。但在业主要求工期的前提下，施工单位为赶进度却往往忽视了桩基施工质量问题。因此，不仅要做好施工后的检测工作，更要重视施工过程中的质量控制，对于及早排除安全隐患，避免不必要的浪费有着重要的现实意义。
关键词:桩基工程；质量问题；控制措施

俗话说，万丈高楼从地起。地基基础工程是建筑工程的重要组成部分，其质量直接关系到整个建筑物的结构安全，直接关系到人民生命财产安全。灌注桩作为一种常见的桩基型式，在电力、交通、水利、市政、工业与民用建筑等行业中广泛采用。灌注桩在成桩过程中，由于不可避免地要受到混凝土自身质量、操作人员素质、施工工艺、地质条件及桩土体系相互作用等相关各因素的综合影响，极易出现各类缺陷，因桩身深埋于地下，隐蔽性极强，极难发现质量问题，一旦出现工程质量问题，极难处理；若控制不当将危及上部主体结构的正常使用与安全，为排除工程隐患，确保工程质量，基桩检测成为灌注桩工程极为重要的质量控制环节。
一 预制桩
在我国的建筑行业中，目前广泛使用的预制桩大致有普通钢筋混凝土预制方桩和预应力钢筋混凝土离心管桩。
1常见质量问题
这两种桩最常用的施工方法是锤击打入法，而最容易出现的质量问题就是桩身断裂和桩顶断裂。在施工过程中，根据地质情况通常会将预制桩打入一节或几节。而桩在沉入过程中，往往会出现桩身突然倾斜错位的现象，具体表现为桩贯入时，在桩尖土质条件没有明显变化，而桩贯入的速度突然增大，且当桩锤跳起后，桩身会随之回弹。
2出现问题的原因
在桩被锤入的过程中，由于桩的长细比过大或桩入土后遇到较大的坚硬障碍物，使桩尖偏离纵轴线；或多节桩相接时，相接的几节桩不在同一轴线上，从而使桩身出现较大弯曲，在反复的集中荷载作用下，当桩本身无法承受抗弯强度时，使桩产生断裂。桩在反复长时间的锤击中，桩身同时受到拉应值大于混凝土抗拉强度时，桩身即产生横向裂缝，随着锤击次数的增加，受到时间的延续，桩身表面混凝土出现剥落，最终导致断裂。桩本身的质量，锤击方法的不正确以及锤重的选择，桩身要求进入持力层的深度等诸多原因，都是预制桩破坏的原因。
3预防措施
（1）在进行桩基础施工前，对部分或每个桩位采用钎探，对地下障碍物（如条石、大块混凝土等）进行清理。
（2）控制预制的长细比，一般应不超过30。
（3）尽量控制桩身贯入的垂直度，对部分地质情况复杂的部位，可采用先钻孔，再顺孔入桩的“植桩法”。
（4）桩在预制好后经蒸养达到设计强度后，充分考虑1～3个月的自然养护，使混凝土能充分地完成碳化过程和排出水分，以增强桩身的抗冲击能力。
二 灌注桩
1断桩
断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因主要有以下几个方面:
（1）灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期，超压力不大或探测仪器不精确时，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。
（2）在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大，以及灌注时间过长。导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。
（3）卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料随意性大，责任心差，造成混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故，造成断桩。所以严格控制混凝土配合比，及时检查坍落度，缩短灌注时间，是减少和避免此类断桩的重要措施。
（4）坍塌。因工程地质情况较差，施工单位组织施工时重视不够，有甚者分包或转包，施工者谈不上有什么经验，在灌注过程中，井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥沙性断桩。这类现象在断桩事故中占有相当大的比例，较为严重。而且位置深、难处理，是导致工期无限延期及经济上大量浪费的重要因素之一。因此，在这些方面应该加大施工过程的质量监督力度。
2缩颈
在钻孔过程中，由于钻锥磨损或焊补不及时，或地层中遇到膨胀的软土、粘土、泥岩等，容易产生缩孔现象。如出现缩孔，即出现膨胀性软土，俗称探头泥，成孔检验不太妨事，但至下钢筋笼时钢筋笼下不去，拔出钢筋笼，用钻锥上下冲扩后仍下不去，则须回填重新钻孔。如反复多次仍不能成孔，就在锥头上加焊合金钢，再度扩大孔径，成孔后重新浇筑。
（1）灌注时发生井壁坍落
成孔后灌注水下混凝土时发生坍孔现象，若坍塌不止，应将导管拔出，以粘土回填重新成孔；轻微坍落在施工中不易被察觉，声测时会发现局部裹泥或夹砂现象。如在盘海高速公路施工中，地质条件为粉沙，经常发生井壁坍塌现象。声测时，曾发现过夹沙现象，虽不明显，但也会影响桩的质量。预防此类缺陷，应该根据地质状况在钻孔过程中加大护壁力度；成孔后及时灌注混凝土。
（2）钢筋笼上浮
造成钢筋笼上浮的原因主要有两种。一是当混凝土灌注至钢筋笼以下时，若此时提升导管，导管底端距离钢筋笼仅有1m左右的距离时，由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动钢筋笼上浮；二是由于灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇筑的时间较长，已进初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如果此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土自导管流出后将以一定的速度向上顶开，同时也带动钢筋笼上浮。针对不同的原因可以采用不同的处理措施。首先灌注混凝土过程中应随时掌握混凝土浇筑标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼2～3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上；而且当出现钢筋笼上浮时应立即停止浇筑，并准确计算导管埋深和已浇筑混凝土的标高，提升导管后进行浇筑。上浮现象即可消除。
（3）夹泥层
泥浆过稠是造成夹泥层的主要原因。泥浆过稠增加了浇注混凝土的阻力，如泥浆比重大且泥浆中含有较大的泥块。因此在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下震动；由于导管内存储大量混凝土，一旦流出，其势甚猛，在混凝土流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处迅速返上，并将泥浆夹裹予桩内，造成夹泥层；导管埋置深度是造成夹泥层的另一原因。导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔出后混凝土不能及时冲填，造成泥浆填入。在施工中首先要认真做好清孔，防止孔壁坍塌；其次尽可能提高混凝土灌注速度，开始浇筑时尽量积累大量混凝土，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力，并且快速连续浇注，使混凝土和泥浆一直处于流动状态，可防止导管堵塞；提升导管要准确可靠，浇筑混凝土的过程中要随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程；尤其注意灌注水下混凝土前，检查导管是否有漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。
综上论文所述，桩基工程与整个工程的施工质量密切相关，只有对各个环节要充分重视并精心施工，才能使质量得到保证。

参考文献
[1]桩基工程手册编写委员会．桩基工程手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1995．
[2]赖飞明．桩基础施工中的常见质量问题及预防措施[J]．中国科技信息，2005（,5）：95．
[3]华样征．基础工程设计与施工[M]．长春：吉林大学出版社，1996．