【摘 要】通過現(xiàn)場施工中不合格樁身的暴露檢查，探討振動沉管灌注樁施工中常見的質量問題、產(chǎn)生原因及預防措施。
【關鍵詞】灌注樁；問題；原因；措施
【中圖分類號】 【文獻標識碼】A 【文章編號】1007-7723（2005）03-
【收稿日期】2005-01-11
【作者簡介】吳紅梅（1969-）, 女, 湖南常德人，注冊監(jiān)理工程師，研究方向：振動沉管灌注樁質量控制。
振動沉管灌注樁是用振動沉樁機將有活瓣式樁尖或鋼筋混凝土預制樁靴的樁管（上部開有加料口），利用振動錘產(chǎn)生的垂直定向振動和錘、樁管自重等對樁管施加壓力，使樁管沉入土中，然后邊向樁管內(nèi)澆筑混凝土，邊振邊拔出樁管，使混凝土留在土中而形成樁。一般適用于粘性土、淤泥、淤質泥土、粉土、濕陷性黃土、稍密及松散的砂土。由于該成樁的工藝所產(chǎn)生的樁承載力高、造價低、施工方便而廣泛被采用。但由于該樁是在土中成型，成樁過程中的振動時間、拔管速度、反插次數(shù)、深度以及混凝土的坍落度、和易性等，常因土質條件的千變?nèi)f化而很難有統(tǒng)一定量的尺度，致使操作者常難以控制，施工質量不易檢查和控制，在近年的工程施工中也出現(xiàn)了一些質量問題。下面就振動沉管灌注樁在實際施工中出現(xiàn)的質量問題及應采取的預防措施做一探討。
一、沉管樁灌注樁質量問題
目前對振動沉管灌注樁成樁質量的檢測主要運用動測法和靜載試驗法進行檢測。為了更好地了解成樁質量的原因，對于檢測出質量不合格的樁，進行了挖出樁檢查，從暴露的樁身真實地反映了樁身實際情況。從成樁的質量情況基本反映以下幾個方面：
1．裂縫和縮頸
從實際檢查中發(fā)現(xiàn)，樁身斷裂一般都發(fā)生在樁頭位置，裂縫由上向下斜向開展，長度在500?左右。特別是靜載檢查出現(xiàn)問題的樁，由于加荷時樁身突然斷裂，裂縫寬度十分明顯，裂縫開展范圍內(nèi)的樁身都存有不同程度的縮頸，縫內(nèi)夾有泥砂，灰漿不飽滿，混凝土不密實。如圖一。
2．斷樁、樁身混凝土坍塌
樁身局部分離，甚至有一段沒有混凝土或是樁身某一部位混凝土坍塌處沒有混凝土。從暴露的樁身反映出個別樁身局部殘缺，夾有泥土，或樁身的某一部位混凝土坍塌，上部被土填充?！?o:p>
3．混凝土拒落
成樁的下部無混凝土或混凝土不密實。
4．樁身夾泥
從暴露樁發(fā)現(xiàn)個別樁身混凝土內(nèi)存在泥夾層，使樁身截面減少，削弱樁承載能力，造成質量問題。從挖出樁總的來看，采用單打工藝施工的樁，樁徑沿樁身變化不大。樁身表面大部分灰漿飽滿，混凝土密實，但在樁身斷裂處出現(xiàn)縮徑，混凝土內(nèi)夾有泥砂，此處附近樁身石子外露，表面粗糙不密實。采用復打工藝施工的樁，樁徑隨土層的不同而產(chǎn)生變化，樁周圍土較密實時樁徑小一些，樁周圍土松軟時樁徑就大一些，樁徑變化較大，在淤泥質粘土層樁身局部增大成磨茹狀。而接近樁尖1ｍ左右的位置常因土層較密實使二次復打不能到位。樁身斷裂處有不同程度的縮徑，混凝土里夾有泥砂，樁身上部局部區(qū)段混凝土的密實度明顯不好，大大降低了樁身的承載能力。從暴露的樁身來看，除縮徑區(qū)域外，樁徑都能滿足設計要求，充盈系數(shù)符合要求。
二、問題產(chǎn)生的原因
1．對于縮頸造成的原因主要是拔管速度過快，混凝土來不及下落，而被泥土填充。在流塑淤泥質土中，由于下套管產(chǎn)生的振動作用，使混凝土不能順利地灌入，被淤泥質土填充進來，而造成縮頸。樁身間距過小，施工時受鄰樁擠壓。在地下水位以下或飽和淤泥或淤泥質土中沉樁管時，土受強制性擾動擠壓，土中水和空氣未能很快擴散，局部產(chǎn)生孔隙壓力，當套管拔出時，混凝土強度尚低，把部分樁體擠成縮頸。在靠近地面處由于樁管的摩阻力減小，拔管速度容易加快，而管內(nèi)混凝土自重壓力又小，不易流出管外，泥砂擠入樁孔而使樁身混凝土斷面變小，產(chǎn)生縮頸。
2．對于斷樁、樁身混凝土坍塌產(chǎn)生的原因主要是樁下部遇軟弱土層，樁成型后，還未達到初凝強度時，在軟硬不同的兩層土中振動下沉套管，由于振動對兩層土的波速不一樣，產(chǎn)生了剪切力把樁剪斷。拔管時速度過快，混凝土尚未流出套管，周圍的土迅速回縮，形成斷樁。在流態(tài)的淤泥質土中，孔壁不能自立，澆筑混凝土時，混凝土密度大于流態(tài)淤泥質土，造成混凝土在該層中坍塌。樁中心距過近，打鄰樁時受擠壓斷裂，混凝土終凝不久，受外力振動。
3．對于混凝土拒落產(chǎn)生的原因主要有在低壓縮性粉質粘土層中打拔管樁，灌完混凝土開始拔管時，活瓣樁尖被周圍的土包圍壓住而打不開，使混凝土無法流出而造成拒落。預制樁頭混凝土質量較差，強度不夠，沉管時樁頭被擠入套管內(nèi)阻塞混凝土下落。在有地下水的情況下，套管下沉時間較長，封底混凝土過干，套管底形成“塞子”堵住管口，使混凝土無法流出。
4．對于樁身夾泥產(chǎn)生的原因主要是在飽和淤泥質土層中施工，拔管速度過快，混凝土骨料粒徑過大，坍落度過小，混凝土還未流出管外，土即涌入樁身，造成樁身夾泥。采用復打法時，套管上的泥土未清理干凈，而帶入樁身混凝土內(nèi)。
三、預防措施
1．結合場地情況確定施工技術條件
施工前應認真研究分析、掌握場地內(nèi)的地質資料及設計要求，仔細察看現(xiàn)場地形、地貌及其它現(xiàn)場特殊情況。必須進行試樁，結合試樁校核所提交的地質資料和設計計算，如有不符，應協(xié)商研究，取得統(tǒng)一看法，將試樁的技術數(shù)據(jù)，諸如樁長、混凝土坍落度、灌注量、拔管速度等作為工程樁施工控制的依據(jù)。除遵照有關沉管樁規(guī)程要求外，還要制定本工程的施工方案。
2．加強施工作業(yè)控制
樁的施工質量在相當程度上取決于操作人員的技術水平和負責程度，因此，施工單位應建立建全施工質量保證體系，對打樁施工全過程實行質量管理，并將振樁施工記錄視為工程檔案的重要部分，一份完整的真實的記錄可以反映出樁基的施工質量。
（1）對于縮頸在施工時每次向樁管內(nèi)盡量多裝混凝土，借其自重抵消樁身所受的孔隙水壓力，一般使管內(nèi)混凝土高于地面或地下水位1.0~1.5ｍ，使之有一定的擴散力。樁間距過小，宜用跳打法施工，樁拔管速度不得大于0.8~1.0ｍ/min。樁身混凝土應用和易性好的低流動性混凝土澆筑，樁輕度縮頸，可采用翻插法，每次拔管高度以1.0ｍ為宜，局部縮頸宜采用半復打法，樁身多段縮頸宜采用復打法施工。
（2）對于斷樁和樁身混凝土坍塌應采用跳打法施工，跳打應在相鄰成型的樁達到設計強度的60%以上進行。認真控制拔管速度，一般以1.2~1.5ｍ/min為宜。對于松散性和流態(tài)淤泥質土，不宜多振，以邊振邊拔為宜，對已出現(xiàn)斷樁，采用復打法解決。混凝土終凝不久避免振動和擾動，樁中心過近，可采用跳打或控制時間的方法。
?。?）對于混凝土拒落可根據(jù)工程和地質條件，合理選擇樁長，盡量使樁不進入低壓縮性土層。嚴格檢查預制樁頭的強度和規(guī)格，防止樁尖在施工時壓入樁管。在有地下水的情況下，混凝土封底不要過干，套管沉至設計要求后，應用浮標測量預制樁尖是否進入樁管，如樁尖進入樁管，應拔出處理。澆筑混凝土后，拔管時應用浮標經(jīng)常觀測測量，檢查混凝土是否有阻塞情況。已出現(xiàn)混凝土拒落情況時，可在拒落部位采用翻插法處理。
?。?）樁身夾泥多出現(xiàn)在飽和淤泥質土層中，所以在該土層施工時應注意控制拔管速度和混凝土骨料粒徑（小于30mm）、坍落度（小于5~7cm），拔管速度以0.8~1.0ｍ/min較合適?；炷翍獢嚢杈鶆?，和易性要好，拔管時隨時用浮標測量，觀察樁身混凝土灌入量，發(fā)現(xiàn)樁徑減少時，應采取措施，采用翻插法時，翻插深度不宜超過活瓣長度的2/3。復打時，在復打前應把套管上的泥土清除干凈。
對于拔管速度，主要應根據(jù)土質，地下水等條件及工程技術要求，并參照本地區(qū)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)加以區(qū)分，不宜硬性規(guī)定為某一定值，其主要原則是：均勻有致，宜慢忌快，密振慢拔，邊振邊拔，振拔相間，只有這樣方可使管內(nèi)砼完全流出管外。
工程實例：在某小區(qū)工程中，根據(jù)小區(qū)土質的細砂較厚，圓礫的地耐高力等特點，選擇了大型的振動錘頭，如選用江蘇東臺工程機械廠生產(chǎn)的雙電機振拔錘頭或遼寧撫順六四零九軍工廠生產(chǎn)的雙電機振動錘頭（DZ60KS）樁管選用Φ325mm無縫鋼管，在小區(qū)11＃、12＃、15＃樓等復打樁的單樁承載力的設計值可達600KW以上。
由于本小區(qū)土質較好，拔管速度可控1.0mm／min以內(nèi)，拔管速度要均勻，在樁尖1.5M范圍進行反插，反插深度不宜過大，不宜超過活瓣長度2/3，采用復打時，要把套管上的泥清理干凈，這樣可以避免樁身夾泥。鋼筋籠放入砼，上部用木棍將鋼筋籠架起固定，這樣，相鄰樁振動時鋼筋籠就不會下沉
四、結 語
振動沉管灌注樁施工是一項專門技術，又屬重要的隱蔽工程，這就要求有相應資質的專業(yè)基礎公司負責施工。施工中要有嚴格的施工管理，正確的技術指導和熟練的技術工人，同時還需要設計單位、勘察單位、監(jiān)理單位、建設單位和質量監(jiān)督等部門的共同努力。各部門按各自的職能認真工作，嚴格把關，只有這樣才能做好振動沉管灌注樁施工這項工作。
【參考文獻】
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