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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2010-12-06 17:21 熱度:
摘要:本文主要分析了造成工程樁質量事故的原因,擬提出合理的處理方案。
關鍵字:振動沉管灌注樁、樁基完整性、筏樁基礎
振動沉管灌注樁(亦稱為沉拔管灌注樁),其主要是依靠樁的錘產生的激振力,使樁管沉入土中,在樁管內放置鋼筋籠灌入砼,并伴隨著振動拔管的過程,使樁身砼密實。因為這種施工工期短,操作工藝簡易,承載力高,施工方便,節省材料等優點,被廣泛地應用于軟弱地區的地基處理。但是由于其成孔、灌注砼、成樁等都處于隱蔽狀態,施工質量不易控制,即使是一些施工經驗豐富的施工單位,也可能由于各種因素的影響而發生工程質量事故,從而影響整個工程的經濟效益,宣化某住宅樓的振動沉管灌注樁的質量事故就是一例。
一、工程概況
佛山某住宅樓是一幢七層居民住宅樓,該樓東西長46.50米,南北寬15.90米,磚混結構,其基礎設計為條形基礎梁下的振動沉管灌注樁,樁長4.5米~11米不等,樁徑0.3777米,樁身砼強度設計等級C20,樁端持力層為礫砂層,單樁設計承載離不小于380KN,鋼筋籠長3.0米,主筋4Φ12,螺旋箍筋Φ6@200,每隔1.5米加焊Φ12加強箍一個,樁基造孔與成樁選用步履式ZCB-45型振動沉管打樁機,整個工程工完成工程樁286根。
場地地貌屬山前沖洪積傾斜平原的前端,地層主要由人工土層、第四紀沖湖積層和第四紀沖洪積層組成。
1、人工土層:厚度1.90~2.60米之間變化,層底標高變化在603.81~605.46米,成份為粘土,含磚塊、煤屑等生活垃圾,濕~很濕,軟塑~流塑狀。
2、第四紀新近沖湖積層:主要由粉土、粉質粘土、粉砂組成,厚度在1.65~3.5米之間,層底標高變化在601.03~602.42米之間。
3、第四紀沖洪積層:主要由中粗砂,角礫、礫砂、粉質粘土、粉土、粉細砂組成。
4、地下水在標高605.24~605.61之間,屬潛水類型,經流方向由北向南。
二、樁基測試
對樁基進行了承載力和樁基完整性檢測,鑒于鄰近場地的靜載試驗資料齊全,該工程與鄰近場地地質條件、成樁工藝、樁徑、施工單位一致,故靜載僅取2根樁做施工檢驗性試驗,即加載至760KN時,當不出現規范規定的破壞特征時,即認為承載力合格,后經靜載試驗檢驗,兩根試樁在760KN時均未出現破壞特征。且沉降量不大于40mm,故承載力檢驗合格。
采用反射波法,動測樁基完整性,檢測儀器采用的是中科院武漢巖土力學所的RSM-12G,其中分二次共隨機抽測35根樁,第一次測20根,發現有6根斷樁,這6根主要集中在西側,后又在西側加測15根樁。
樁基檢測結果見表1。其中為了驗證測試結果的準確性,由施工單位現場將236#樁開挖,實踐證明檢測結果正確,236#樁在2.65米處斷裂。
表1、樁基檢測結果
三、事故分析與處理
(一)綜合分析樁基檢測資料,造成嚴重工程樁質量事故的主要原因有以下幾個方面:
1、工程樁間距偏小,根據規范《JGJ94—94》規定:對于飽和軟土中的擠土灌注樁,最小樁距為4d(d為樁徑),而該樁距僅為3d(即1.2m),當已灌砼初凝后,在鄰樁沉管過程中,土受擠壓產生水平推力使樁產生斷裂。
2、由于是屬于擠土樁,土體受擠后,向薄弱處傳遞擠壓力,而使地面出現隆起現象,形成對鄰樁的摩擦,構成一個向上的拉力,而使樁斷裂。
3、砼的級配不太合理,坍落度較小,施工灌注砼的坍落度為3~5厘米,而規范中規定對于擠土樁的坍落度至少為8~10厘米,由于坍落度小極易造成樁身砼離析,夾泥和蜂窩。
4、拔管速度過快,根據規范規定振動沉管灌注樁在管內灌滿砼后宜振5~10s,再開始拔管,應邊振邊拔,每拔0.5~1.0米停拔振動5~10s,如此反復,軟弱土層中宜控制在0.6~0.8m/min,由于拔管速度快,停拔振動時間短,或根本不停振,極容易造成縮徑、夾泥,樁身斷裂,造成工程樁質量事故。
(二)為了保證上部建筑的安全,對樁基質量事故提出如下三種處理方案:
1、對于數量比較多的斷樁,不宜單獨逐個處理,可將原樁基上斷面500X500mm2的承臺梁改為片筏樁基礎,片筏基礎厚度為250mm,片筏配筋為Φ14@200。
2、對于缺陷深度在1~3米的斷樁,可將原來斷的樁段挖去,加套略大于原樁徑的鋼箍或鋼筋砼水泥管,清理干凈斷裂位置,設素水泥漿一道,再重新灌注砼補做樁段。
3、對于缺陷深度在3米以下的樁,由于地下水位較高和土質較軟,開挖補樁對于施工是較為困難的,可采取在原500X500mm2承臺梁下作放大角,放大角寬度在1200~1800mm(根據單樁承載力和樁基在建筑平面上的位置確定),下設Φ12@180受力筋及Φ6@200分布筋,放大部分長度以相鄰軸線長度為準,組成一個復合的樁~梁~土受力體系,以保證荷載的重新分布,減輕原缺陷樁的荷載負擔。
五、總結
通過該工程振動沉管灌注樁質量事故的分析和處理可以得出:1、振動沉管灌注樁從成孔、灌注砼及成樁的整個過程看,都是處于隱蔽工程,因此樁基施工除應嚴格按照規范中的有關規定精心施工外,對于不同的工程施工,還應制定出相應的施工方案,采取相應措施,加強工程的施工管理與監督。2、工程地質資料是整個工程地質情況的概述,樁位布置圖是樁基施工的依據,對于工程地質資料和布樁特點,應認真分析和研究,在沉樁過程中,從樁管的沉降難易程度確定土層的軟硬,拔管時在軟硬土交界處,應停拔振動5~10s。如果樁距偏小,可采取跳打施工。3、就本工程而言,采取方案一對工程質量事故進行了處理較為合適,同時方案二、三在樁基工程質量事故處理中也可應用,經工程實踐表明,施工簡單,速度快,是一種行之有效的處理方法。
文章標題:某住宅樓灌注樁工程事故分析與處理
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