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桩基质量通病分析,内含详细处理方法

339 2020-05-19 10:01:43

【案例解密】桩基质量通病详解?

建筑桩基工程施工工序多,工艺要求高,影响桩基质量的因素较多,所以要做好在桩基施工中对质量问题及隐患的分析与处理。


典型案例分析

1、湖北武汉市桥苑新村住宅楼桩基整体失稳


爆破拆除案例

湖北武汉市桥苑新村住宅楼桩基整体失稳

造成这次事故的原因是桩基整体失稳,失稳的原因是大量工程桩偏斜,偏斜的原因是多种因素综合影响的结果。

首先,是桩基选型不当,该楼的地基是经过工程勘察的,在勘察报告中建议选用大口径钻孔灌注桩,桩尖持力层可选用埋深40m的砂卵石层。但为了节约投资,又改选用夯扩桩,而这种桩容易产生偏位。

其次,是基坑支护方案不合理。为了节约投资,建设单位自行决定在基坑南侧和东南段打5排粉喷桩,在基坑西端打2排粉喷桩,其余坑边采用放坡处理,致使基坑未形成完全封闭。这样基坑开挖后,边坡发生滑移,出现险情,专家们分析认为该支护方案存在严重缺陷,导致大量工程桩倾斜,这是桩基整体失稳的重要原因。


2、长春市二、三小区五号仓库倒塌案例

倒塌的原因一是这个工程的设计是由没有资质的设计单位和人员设计的,没有勘察就设计,将三个砖柱基础置于杂填土上,基础设计安全度严重不足;二是施工质量低劣,独立毛石基础采用包心砌筑,砌筑砂浆又明显受冻,基础砌体强度过低,无法承受上部荷载,砖柱将毛石基础压坏,甚至插入基础内。这是一起无证设计和施工质量低劣造成的重大事故。了解更多请关注微信公众号:建设工程之家


常见质量问题产生原因分析及处理方法

01、常见问题


打(压)桩工程常见质量问题有:单桩承载力低于设计值,桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏差过大等五大类。


02、产生原因



1、单桩承载力低于设计要求

桩沉人深度不足

桩端未进入设计规定的持力层,但桩深已达设计值

最终贯人度过大

其他,诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降

勘察报告所提供的地层剖面、地基承载力等有关数据与实际情况不符


2、桩倾斜过大

预制桩质量差,其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形,最易造成桩倾斜

桩机安装不正,桩架与地面不垂直

桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合,产生锤击偏心

桩端遇石子或坚硬的障碍物

桩距过小,打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应

基坑土方开挖不当


3、出现断桩

桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当

沉桩过程中,桩身弯曲过大而断裂。如桩制作质量造成的弯曲,或桩细长又遇到较硬土层时,锤击产生的弯曲等

锤击次数过多。如有的设计要求的桩锤击过重,设计贯入度过小,以致于施工时,锤击过度而导致桩断裂


4、桩接头断离

上、下节桩中心线不重合

桩接头施工质量差,如焊缝尺寸不足等


5、桩位偏差过大的常见原因:

测量放线差错

沉桩工艺不良,如桩身倾斜造成竣工桩位出现较大的偏差

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03、处理方法

1、补沉法

预制桩人土深度不足时,或打入桩因土体隆起将桩上抬时,均可采用此法。


2、补桩法

(1)桩基承台前补桩。当桩距较小时,可采用先钻孔,后植桩,再沉桩的方法。

(2)桩基承台或地下室完成再补静压桩。此法的优点是可以利用承台或地下室结构承受静压桩的施工反力,设施简单,操作方便,不延长工期。


3、补送结合法

当打入桩采用分节连接,逐根沉人时,差的接桩可能发生连接节点脱开的情况,此时可采用送补结合法。首先是对有疑点的桩复打,使其下沉,把松开的接头再顶紧,使之具有一定的竖向承载力;其次,适当补些全长完整的桩,一方面补足整个基础竖向承载力的不足,另一方面补打的整桩可承受地震荷载。


4、纠偏法

桩身倾斜,但未断裂,且桩长较短,或因基坑开挖造成桩身倾斜,而未断裂,可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。


5、扩大承台法

由于以下三种原因,原有的桩基承台平面尺寸满足不了构造要求或基础承载力的要求,而需要扩大桩基承台的面积。


(1)桩位偏差大。原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求,可用扩大承台法处理。

(2)考虑桩土共同作用。当单桩承载力达不到设计要求,需要扩大承台并考虑桩与天然地基共同分担上部结构荷载。

(3)桩基质量不均匀,防止独立承台出现不均匀沉降,或为提高抗震能力,可采用把独立的桩基承台连成整块,提高基础整体性,或设抗震地梁。


6、复合地基法

此法是利用桩土共同作用的原理,对地基作适当处理,提高地基承载力,更有效的分担桩基的荷载。常用方法有以下几种。

(1)承台下做换土地基。在桩基承台施工前,挖除一定深度的土,换成砂石填层分层夯填,然后再在人工地基和桩基上施工承台。

(2)桩间增设水泥土桩。当桩承载力达不到设计要求时,可采用在桩间土中干喷水泥形成水泥土桩的方法,形成复合地基基础。


7、修改桩型或沉桩参数

(1)改变桩型。如预制方桩改为预应力管桩等。

(2)改变桩人土深度。例如预制桩过程中遇到较厚的密实粉砂或粉土层,出现桩下沉困难,甚至发生断桩事故,此时可采用缩短桩长,增加桩数量,取密实的粉砂层作为持力层。

(3)改变桩位。如沉桩中遇到坚硬的、不大的地下障碍物,使桩产生倾斜,甚至断裂时,可采用改变桩位重新沉桩。

(4)改变沉桩设备。当桩沉人深度达不到设计要求时,可采用大吨位桩架,采用重锤低击法沉桩。


8、其他方法

(1)底板架空。底层地面改为架空楼板,以减填土自重,降低承台的荷载。

(2)上部结构卸荷。有些重大桩基事故处理困难,耗资巨大,耗时过多,只有采取削减上部建筑层数的方法,减小桩基荷载。也有采用轻质高强的隔墙或其他材料代替原设计的厚重结构而减轻上部建筑的自重。

(3)结构验算。但出现桩身混凝土强度不足、单桩承载力偏低等事故,可通过结构验算等方法寻找处理方案。如验算结果仍符合规范的要求时,可与设计单位协商,不作专门处理。但此方法属挖设计潜力,必须征得设计部门的同意,万不得巳时用之,且应慎之又慎。

(4)综合处理法。选用前述各种方法的几种综合应用,往往可取得比较理想的效果。

(5)采用外围补桩,增加周边嵌固,防止或减少桩位侧移等。


为了保证桩基的质量,我们还要通过各种检测仪确保桩身质量,那么我们要先搞清楚以下这几个问题。


01、混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量应符合那些规定?

答:混凝土桩的桩身完整性检测的抽检数量应符合下列规定:

(1) 柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1 根。

(2) 设计等级为甲级,或地质条件复杂。成桩质量可靠性较低的灌注桩,抽检数量不应少于总桩数的30%,且不得少于20 根;其他桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的20%,且不得少于10 根。对端承型大直径灌注桩,应在上述两款规定的抽检桩数范围内,选用钻芯法或声波透射法对部分受检桩进行桩身完整性检测。抽检数量不应少于总桩数的10%。地下水位以上且终孔后桩端持力层已通过核验的人工挖孔桩,以及单节混凝土预制桩,抽检数量可适当减少,但不应少于总桩数的10%,且不应少于10 根。当符合第2问第1~4 款规定的桩数较多,或为了全面了解整个工程基桩的桩身完整性情况时,应适当增加抽检数量。


02、对于端承型大直径灌注桩,什么情况下可采用钻芯法检测?抽检数量怎么确定?

答:对于端承型大直径灌注桩,当受设备或现场条件限制无法检测单桩竖向抗压承载力时,可采用钻芯法测定桩底沉渣厚度并钻取桩端持力层岩土芯样检验桩端持力层。抽检数量不应少于总桩数的10%,且不应少于10 根。


03、什么情况下应进行单桩竖向抗拔、水平承载力检测?检测数量怎么确定?

答:对于承受拔力和水平力较大的桩基,应进行单桩竖向抗拔、水平承载力检测。检测数量不应少于总桩数的l%,且不应少于3 根。


04、什么情况时应进行验证与扩大检测,并阐述验证与扩大检测的方法?

答:

(1)低应变检测时,对于嵌岩桩,桩底时域反射信号为单一反射波而且与锤击信号同向时;实测信号复杂,无规律,无法对其进行准确评价;桩身截面渐变或多变,而且变化幅度较大的混凝土灌注桩时刻采用静载法或钻芯法验证。

(2)高应变检测时,桩身存在缺陷,无法判定桩的竖向承载力;或桩身缺陷对水平承载力有影响;单击贯入度大,桩底同向反射强力且反射峰较宽,侧阻力波、端阻力波反射弱,即波形表现出竖向承载性状明显与勘察报告中的地质条件不符合时,可采用静载法进一步验证。

(3)嵌岩桩桩底同向反射强烈,且在时间2L/C后无明显端阻力反射,可采用钻芯法核验。

(4)桩身浅部缺陷可采用开挖验证。

(5)桩身或接头存在裂隙的预制桩可采用高应变法验证。

(6)单孔钻芯检测发现桩身混凝土质量问题时,宜在同一基桩增加钻孔验证。

(7)对低应变法检测中不能明确完整性类别的桩或Ⅲ类桩,可根据实际情况采用静载法、钻芯法、高应变法、开挖等适宜的方法验证检测。

(8)当单桩承载力或钻芯法抽检结果不满足设计要求时,应分析原因,并经确认后扩大抽检。

(9)当采用低应变法、高应变法和声波透射法抽检桩身完整性所发现的Ⅲ、 Ⅳ类桩之和大于抽检桩数的20%时,宜采用原检测方法(声波透射法可改用钻芯法),在未检桩中继续扩大抽检


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