文/溫金城 廣東恒勝建設(shè)監(jiān)理有限公司 廣東汕頭 515800
隨著城市化水平不斷提升,與城市建設(shè)密切相關(guān)的建筑行業(yè)在我國得到迅速的發(fā)展,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著重要作用和地位。與此同時(shí),在工程建設(shè)過程中也發(fā)現(xiàn)了許多影響工程質(zhì)量的問題,特別是由于樁基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)考慮不周,施工不規(guī)范導(dǎo)致房屋沉降、傾斜、開裂,甚至是對(duì)結(jié)構(gòu)安全和使用功能造成嚴(yán)重危害,從而導(dǎo)致質(zhì)量事故和各種糾紛,給社會(huì)發(fā)展帶來較大的負(fù)面影響。本文著重從工程現(xiàn)場管理的角度切入,通過對(duì)住宅工程常見的泥漿護(hù)壁成孔灌注樁、鋼筋混凝土預(yù)制樁樁基礎(chǔ)特點(diǎn)和要求的了解,在勘察設(shè)計(jì)施工各階段,有針對(duì)性地分析存在問題,并提出相應(yīng)的對(duì)策措施,做到事先預(yù)防,過程控制,確保樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量。
“萬丈高樓平地起”,打好基礎(chǔ)最重要,而樁基礎(chǔ)工程就是承載萬丈高樓的地下部分,是建筑工程的重要組成部分,對(duì)建筑工程的安全和質(zhì)量具有重要影響。樁基礎(chǔ)工程在應(yīng)用中具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn):(1)所施打的樁進(jìn)入堅(jiān)硬的巖層、密實(shí)的砂層、硬塑粘土層,具有很高的豎向單樁承載力和群樁承載力,能夠承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的全部荷載。(2)樁基礎(chǔ)具有很大的豎向剛度,在上部荷載的影響下,不會(huì)產(chǎn)生過大的不均勻沉降,確保建筑物的傾斜不超過允許范圍。(3)有很大的側(cè)向剛度,能夠抵御風(fēng)荷和地震引起的水平荷載和力矩荷載,使建筑物有很強(qiáng)的抗傾覆穩(wěn)定性。(4)樁基礎(chǔ)中的樁穿過軟弱土層支撐在穩(wěn)定堅(jiān)實(shí)的層面,在地震造成淺部土層液化或者塌陷的情況下,樁基仍然能夠憑借進(jìn)入穩(wěn)固層面從而具有足夠的抗壓和抗拔承載力,確保了建筑的穩(wěn)定。(5)較為常見的住宅工程樁基礎(chǔ)多采用預(yù)制混凝土樁(高強(qiáng)度PHC預(yù)應(yīng)力砼管樁)和混凝土灌注樁以及造價(jià)較為昂貴的鋼管樁。
必須是滿足設(shè)計(jì)文件的要求以及施工驗(yàn)收規(guī)范的要求。這包括所用樁型符合設(shè)計(jì)要求,原材料、試件見證送檢合格,施工過程各道隱蔽驗(yàn)收合格,樁長樁徑符合設(shè)計(jì)要求,樁端所達(dá)土層與地質(zhì)勘查報(bào)告相符,樁的完整性和豎向承載力經(jīng)檢測符合設(shè)計(jì)要求,樁頂標(biāo)高、樁位偏差在規(guī)范允許范圍。
為提高勘察成果的質(zhì)量,可以采取這些措施:(1)施工勘察布孔原則,對(duì)于大直徑灌注樁,布孔原則是一樁一孔,鉆孔布置在樁基的中心點(diǎn)處。對(duì)于預(yù)制混凝土管樁,柱下一般為設(shè)置承臺(tái)的群樁基礎(chǔ),樁基施工勘察布孔一般按照柱列線進(jìn)行一柱一樁的布置,當(dāng)局部地段地質(zhì)條件變化很大時(shí),可按照一樁一孔布設(shè)勘探點(diǎn)。(2)施工勘察鉆探深度的原則,對(duì)于大直徑灌注樁,勘察終孔條件為,在滿足最小樁長要求的前提下,進(jìn)入穩(wěn)定持力層深度不小于三倍樁徑+樁底嵌巖深度。對(duì)于預(yù)制混凝土管樁,在滿足最小樁長要求的前提下,進(jìn)入設(shè)計(jì)要求的樁端持力層深度3-5米。(3)勘察作業(yè)過程應(yīng)注意,勘察鉆孔定位必須精確,盡量保證平面誤差及高程誤差控制在5cm范圍以內(nèi);鉆探過程中,不能像常規(guī)勘察工作中將復(fù)雜問題簡單化的進(jìn)行并層處理,而應(yīng)當(dāng)反映出全部硬夾層或軟弱夾層的分布情況,以便于設(shè)計(jì)部門分析選擇合理的樁端持力層。
樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段可能出現(xiàn)的問題,歸納有以下幾點(diǎn):(1)工期緊張,沒有進(jìn)行設(shè)計(jì)試樁,對(duì)場內(nèi)地質(zhì)條件差異對(duì)樁基的影響估計(jì)不足,采用估算和一般工程經(jīng)驗(yàn)作為設(shè)計(jì)依據(jù),造成單樁豎向承載力特征值的確定有誤,要么過于保守,要么安全度降低。解決的辦法是,必須嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范要求,通過試驗(yàn)確定單樁豎向承載力特征值,并以此作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù),在設(shè)計(jì)試樁過程中盡可能地對(duì)場內(nèi)地質(zhì)條件差別較大的地方進(jìn)行試驗(yàn),最好能做破壞性試驗(yàn),以便確定樁基承載力極限值。(2)選用的樁型不適用于場地條件。對(duì)于工程樁需穿透場地內(nèi)較厚砂層或中密以上砂層的情況,可以采用鉆孔灌注樁。如果使用管樁,可以采用水沖引孔送樁穿過密實(shí)夾層,也可以預(yù)鉆孔沉樁,孔徑約比樁徑小50~100mm,使管樁穿過密實(shí)夾層,到達(dá)樁端持力層。(3)在梁板式筏形基礎(chǔ)中采用滿堂布樁。我們知道,梁板式筏型基礎(chǔ)中的地基梁與筏板的剛度差異較大,采用滿堂布樁時(shí),由于筏板的剛度較小,難以實(shí)現(xiàn)梁板同時(shí)作用的設(shè)計(jì)構(gòu)想,在上部荷載作用下,由于基礎(chǔ)梁剛度很大,常容易造成筏板下樁“偷懶”(受力不足),而基礎(chǔ)梁卻又“大包大攬”,最壞的情況是造成基礎(chǔ)梁下工程樁的首先破壞,再而導(dǎo)致整體承載力不足造成筏板下樁的破壞,最后造成整個(gè)樁基受損,嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)安全。
樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響整個(gè)工程質(zhì)量,施工過程中每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制尤為重要。
(1)首先是方案的審批,審查專項(xiàng)方案編制的針對(duì)性、合理性及可操作性。例如工程樁施打過程中各道工序的質(zhì)量控制措施,特別是復(fù)雜地質(zhì)條件下有針對(duì)性的施工工藝和措施。譬如,場內(nèi)有密實(shí)夾層,可考慮開口樁尖、水沖引孔,為避免出現(xiàn)擠土效應(yīng)應(yīng)采取的減壓孔、減震溝等一些能解決現(xiàn)場問題的方法措施。
(2)加強(qiáng)樁基原材料的送檢和進(jìn)場檢驗(yàn)工作。灌注樁多采用商品砼,砼供應(yīng)商是否有資質(zhì),材料送檢是否合格,進(jìn)場的砼標(biāo)號(hào)和塌落度是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求;管樁進(jìn)場的型號(hào)是否符合,外觀是否合格,證明材料齊全否,這些都是是現(xiàn)場管理人員審查的要點(diǎn),確保材料合格。
(3) 工程樁施工過程應(yīng)注意以下質(zhì)量控制環(huán)節(jié):
①鉆孔灌注樁:a.樁位復(fù)核、樁徑及孔深檢查,成孔質(zhì)量檢查,特別是沉渣厚度的控制,不合規(guī)范的堅(jiān)決整改,控制好沉渣厚度關(guān)鍵還是要確保終孔前掃孔的時(shí)間和質(zhì)量。b.灌注樁應(yīng)采用間隔成樁,剛完成混凝土澆筑的鉆孔樁與鄰樁成孔安全距離不應(yīng)小于4倍樁徑,或間隔時(shí)間不應(yīng)少于72h;c.樁身范圍內(nèi)存在較厚的粉性土和砂土層,適當(dāng)提高泥漿比重和增加泥漿粘度;d.鋼筋籠的長度應(yīng)符合要求(多為全樁通長配筋),主筋連接采用焊接連接,同一截面上的接頭數(shù)量不得大于主筋總數(shù)的1/2,主筋接頭間距應(yīng)≥1200,搭接段箍筋應(yīng)加密,螺旋箍筋和加強(qiáng)箍筋與主筋之間必須點(diǎn)焊;e.清孔后應(yīng)盡快澆筑混凝土,并連續(xù)施工,確?;炷恋臐仓|(zhì)量。
②預(yù)制混凝土管樁:a.樁位復(fù)核(由于擠土效應(yīng)樁點(diǎn)移位),樁身垂直度檢查。b.樁在卸車和起吊時(shí),吊點(diǎn)應(yīng)平穩(wěn),不得拖地?fù)p壞管樁。c.接樁焊縫的質(zhì)量檢查,接樁時(shí)保持上下節(jié)平順,焊接前樁端用鐵刷清理掉泥土雜物,接頭鋼板坡口處焊縫連續(xù)飽滿,焊縫需自然冷卻1min后方可繼續(xù)壓樁。d.樁長及樁端進(jìn)入持力層深度的控制,必須符合設(shè)計(jì)要求;還應(yīng)注意同一承臺(tái)內(nèi)的群樁,配樁應(yīng)有變化,使接樁的接頭不在同一截面內(nèi),應(yīng)相互錯(cuò)開。e.控制好終樁條件(試樁會(huì)議、設(shè)計(jì)確認(rèn)):主要是終樁壓力,穩(wěn)壓時(shí)間以及復(fù)壓次數(shù)必須要達(dá)到設(shè)計(jì)要求,才能保證終樁的質(zhì)量。
③擠土效應(yīng)的處置。預(yù)制混凝土管樁在壓樁過程中,對(duì)周圍的建筑物包括已完成的樁基未施打的樁點(diǎn),一定要進(jìn)行位移、沉降監(jiān)測措施,對(duì)擠土效應(yīng)造成樁的壟起、樁平面位移的監(jiān)測,監(jiān)測的數(shù)據(jù)需詳細(xì)記錄,及時(shí)統(tǒng)計(jì)、分析比較,做出相應(yīng)的調(diào)整措施,如重新放點(diǎn),放慢施工速度,控制每日施打樁量,開挖減震溝,鉆設(shè)減壓孔等。
④如地質(zhì)報(bào)告表明,地基土中孤石較多,或者現(xiàn)場施工遇較深處障礙物,應(yīng)對(duì)所處樁位采取補(bǔ)勘措施,探明其孤石的大小、位置,以利設(shè)計(jì)、施工人員采用應(yīng)對(duì)措施,對(duì)局部淺部小孤石可采取用靜壓機(jī)送樁管進(jìn)行引孔處置。
⑤地下室分段開挖施工,高低土層會(huì)對(duì)樁造成較大側(cè)壓力,再加上附近有堆載和運(yùn)載車輛碾壓,有時(shí)候工程樁就變成支護(hù)樁了,這就有可能使工程樁受到較大的側(cè)壓導(dǎo)致折斷或者損傷,有可能使管樁在焊接處折斷,因此要做到分層開挖逐步放坡,杜絕樁身受損的隱患。
按照《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》,樁基施工完成后應(yīng)對(duì)包括樁身的完整性,混凝土強(qiáng)度及承載力等各檢查項(xiàng)目進(jìn)行檢查,通常所有的檢查項(xiàng)目都滿足規(guī)定要求時(shí)才給出是否合格的結(jié)論,而且經(jīng)設(shè)計(jì)復(fù)核或補(bǔ)強(qiáng)處理還允許通過驗(yàn)收。按《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》中,Ⅰ、Ⅱ類樁屬于合格樁,Ⅲ、Ⅳ類樁為不合格樁,對(duì)于Ⅲ、Ⅳ類樁,工程上會(huì)采用措施進(jìn)行處理,對(duì)Ⅳ類樁的處理內(nèi)容包括:補(bǔ)強(qiáng)、補(bǔ)樁、設(shè)計(jì)變更或由原設(shè)計(jì)單位復(fù)核是否滿足結(jié)構(gòu)安全和使用要求;而對(duì)于Ⅲ類樁,也可以采用與Ⅳ類樁相同的方式,也可能采用其他更可靠的檢測方法驗(yàn)證后再做決定。低應(yīng)變放射波法出現(xiàn)Ⅲ類樁的判定結(jié)論后,可能還附帶檢測機(jī)構(gòu)要求對(duì)該樁采用其他方法進(jìn)一步驗(yàn)證的建議。
因地質(zhì)條件的復(fù)雜多變以及周邊環(huán)境的影響,樁基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)施工存在一定的難度,但不管是設(shè)計(jì)人員或現(xiàn)場管理人員,只要我們抱著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度,科學(xué)合理地加以分析處置,一定能夠杜絕和減少樁基礎(chǔ)質(zhì)量問題的發(fā)生,提升工程施工質(zhì)量與效率,促進(jìn)我國建筑工程行業(yè)健康可持續(xù)性發(fā)展。