论文部分内容阅读
摘要：本文从施工控制的角度入手，较为系统地总结并分析钻孔灌注桩常见的质量问题，并根据自己多年工作的实践经验，就防止桩基工程事故发生的治本措施进行了阐述。
关键词：钻孔灌注桩；常见质量问题；治本措施
1 前言
目前，大多数高层建筑物、大型桥梁都选择钻孔灌注桩基础，高层建筑的大量兴建，强烈刺激钻孔灌注桩技术的发展，近二三十年来的工程实践表明，钻孔灌注桩具有入土深、能进入岩层、刚度大、承载力高、桩身变形小，并可方便地进行水下施工等优点，是目前用途最广泛的一种桩基础，但由于其施工工艺的多样性和复杂性、地基地质条件的差异以及钻孔灌注桩本身的沉桩效应，质量控制易出现偏差，钻孔灌注桩质量事故频繁发生。
2 常见事故表现形式
钻孔灌注桩事故常见形式有以下七类:
(1)孔壁坍塌，其原因很多，但不外护壁不力，土质不好等二方面。其危害性极大，使孔底沉渣增多变厚、使单桩混凝土方量激增，充盈系数变大、使桩端与持力层不接触，降低桩端阻力、使桩侧土体变松软，降低桩侧磨擦力，形成一个“软垫子”、一个“软套子”。
(2)桩身缩颈、夹泥和断桩，其原因更多，其中最主要的一种原因就是灌注混凝土过程中孔壁局部坍塌和内挤，这种事故使桩的完整性在受损害，桩身的强度和承载能力都降低。
(3)混凝土导管漏水，使浇灌的混凝土断断续续地被水冲稀而严重离析。
(4)混凝土导管堵塞，其主要原因是隔水塞制做粗糙，导管内壁不平直，变形过大，使隔水塞受阻卡住。其后果是己浇好的混凝土面上易重新积存沉渣，处理堵管需要时间，新混凝土与已浇混凝土之间存在夹泥，易致断桩。
(5)桩身蜂窝、麻面、露筋，其主要原因有二:其一，作为受弯构件的水平承载桩布筋过密，筋间净距过小(<60mm，混凝土粗骨料就难以从笼内挤出笼外填满孔壁与钢筋笼间的空隙，混凝土严重离析;其二，钢筋制做不精良，段间焊接空中作业操作不规范，笼体弯曲不直，笼与孔壁间隙过大或过小，其后果是严重削弱桩的轴向受压和抗弯的承载能力;用作基坑开挖支护的桩，露筋不但影响观瞻，还易生锈蚀。
(6)桩头(包括桩头以下相当一段上部桩身)浮浆，缺失粗骨料且疏松几乎无强度，其主要原因是混凝土离析。其后果是桩上段承载能力丧失，必须截除后重新灌注混凝土。
(7)钢筋笼上浮或下沉，其主要原因是导管置放和上拔过程中挂住钢筋笼，带动它一起上下。其后果是桩的承载能力严重削弱。
3 防止桩基工程事故发生的治本措施
桩基工程是一种隐蔽工程，同时又是托起高楼大厦、长桥巨港的基础工程，直接维系着整个工程的安危和正常使用。防止桩基工程事故发生一定要从治本的高度上予以重视。
一个省、直辖市或特大型中心城市的建委(或建设厅、局)所属的建筑质量监督站，必须配备有岩土工程专业的监督管理人员，高层建瓶地对桩基工程的全面质管理体系提出必要的强制性的地方方法规，同时也要制订出一系列可操作性强的具体规定和办法。
《实用桩基手册》[史佩栋(1999)]一书系统地介绍了做法和经验，现参考引用了其中一部分，加以整理如下:
全面开展桩基工程的质量监督，大力防止桩基工程事故的发生，把恶性事故消灭在其萌芽状态之中，要达此目标必须在做好下列几件工作:
⑴建立和充实桩基质量管理和咨询队伍
由于近十余年来工程建设规模发展的速度很快，同时工程质量事故的发生之多也十分骇人，其中地基基础(尤其是桩基)更为突出，因此各地区应根据当地桩基工程规模的之情况，建立和充实桩基质量管理的专职队伍或各级质监站配备岩土工程专业的质量管理人员。这一队伍宜与工程技术专家委员会配合，并有建筑勘察设计管理部门和建设监理部门的主要负责人参加，共同组成一个对桩基工程勘察、设计、施工、检测负责全面审查、咨询的非官方工作组，接受建委的指导和委派，对大型工程的桩基工程或具有高难度技术性质的樁基工程进行审查和技术咨询，对其中有关勘察、设计、施工、检测和监理方面的意见和建议作出明确决议，提供给各主管部门参考执行。
这样的组织形式可解决当前质监站对桩基工程的勘察和设计质量问题难以直接过问的现状，也可以对监理单位在桩基工程实施过程中监理职责提出要求，指出重点监理项目内容。
⑵建立必要的规章制度
各省、市、区的特大型中心城市应结合本地区实际情况建立有关桩基工程的各项规章制度，如《桩基工程质量监督管理规定》，又如《桩基质量检测单位资质审查办法》等地方法规性文件，以利严格把关，明确责任，防微杜渐，在这些文件中，应明确规定重要桩基工程必须委托质量监督和委托监理，还应明确质量监督的内涵除了施工部分以外还要包括勘察、设计、检测等方面的内容，只不过执行勘察、设计等质量监督的人员除了质监站的以外，主要是有:有关主管部门负责人和相关专业资深专家。在这些文件中应特别强调桩基工程质量检测数据的准确性要求。
重要工程的桩基工程勘察报告和桩基施工图都应通过全面审查;桩基施工质量检验工作必须由有相应等级资质的检测单位负责完成;一定要通过桩基检验和验收认为合格后方能进入下一道工序施工。
⑶制定地区性的统一的技术规定
地区特殊性决定了执行全国规范的同时必须补充地区性的特殊性规定。
⑷加强对桩基工程勘察和设计质量的监督
桩基工程的勘察特点是要求在工程勘察报告或岩土工程技术报告中明确地定量地提供桩侧摩擦力和桩端阻力等设计参数。但众所周知，企图靠室内土工试验成果中土质物理力学指标数据来推求是很粗糙的。最为适合于桩基工程的是静力触探试验比贯入阻力(单桥)或摩擦侧壁阻力和锥尖端阻力(双桥)等土工原位测试数据，其次是标准确贯入试验击数N值。因此，也应制定有关桩基工程勘察特殊要求方面的技术文件。
桩基工程设计质量的监督最为困难，有的设计人员片面地从安全角度出发，宽打窄用，安全系数层层加码，采用了直径过大，桩距过小，桩长过大，桩数过多而且特别难以施工的设计方案，并绘制了相应的施工图，结果在施工实践中碰壁，大批桩发生“拒打”事故，在广阔的场地上长出了一大片“桩森林”而且断桩率很高。既浪费，又危险。即使在试桩中已出现了这一现象，仍有拒绝修改方案者。几乎在全国各地年复一年地重复出现这种设计事故。惨痛的事实告诉我们，只有对桩基工程设计质量实行有效监督，才能防患于未然。
⑸强化和完善对桩基工程施工质量的监督
坚决执行桩基工程设计交底会制度。重点讨论和决策桩持力层的选择、桩端入持力层的深度、贯入度和桩长双控制的确切要求、桩极限承载力和设计承载力的确定、冲穿持力层可能性的估计以及设计对桩基施工的要求等。
接着结合桩基工程专项招投标工作，认真审查施工单位资质、业绩及软硬件(技术和机械设备实力)情况。确定试成孔、试成桩和试桩桩位。
严格执行试成桩制度，确定试成孔和试成桩工艺，贯入度选定，桩身检验设备、操作等都应纳入质量监督范围。
施工全过程应通过质监保证原始记录的完整性、真实性和准确性。记录内容应包括:钻孔灌注桩有无塌孔、缩颈夹泥;导管底口有无提出混凝土面;水下浇灌中断原因及处理过程;钢筋笼有无下沉或上浮现象:充盈系数偏大偏小程度等。
4 结语
总之，钻孔灌注桩基础是适用性较强、用途最广泛的一种桩基础，广泛运用于高层建筑、桥梁及港口工程中。但由于质量控制的偏差，质量事故频繁发生。通过对施工工艺及质量事故原因的分析，有利于质量控制的事前、事中控制工作。具有预防质量事故的作用。综合运用桩基质量检测、评价方法，能基本查清成桩后的桩基质量情况，为质量控制工作的事后质量检查提供了有力的手段。
关键词：钻孔灌注桩；常见质量问题；治本措施
1 前言
目前，大多数高层建筑物、大型桥梁都选择钻孔灌注桩基础，高层建筑的大量兴建，强烈刺激钻孔灌注桩技术的发展，近二三十年来的工程实践表明，钻孔灌注桩具有入土深、能进入岩层、刚度大、承载力高、桩身变形小，并可方便地进行水下施工等优点，是目前用途最广泛的一种桩基础，但由于其施工工艺的多样性和复杂性、地基地质条件的差异以及钻孔灌注桩本身的沉桩效应，质量控制易出现偏差，钻孔灌注桩质量事故频繁发生。
2 常见事故表现形式
钻孔灌注桩事故常见形式有以下七类:
(1)孔壁坍塌，其原因很多，但不外护壁不力，土质不好等二方面。其危害性极大，使孔底沉渣增多变厚、使单桩混凝土方量激增，充盈系数变大、使桩端与持力层不接触，降低桩端阻力、使桩侧土体变松软，降低桩侧磨擦力，形成一个“软垫子”、一个“软套子”。
(2)桩身缩颈、夹泥和断桩，其原因更多，其中最主要的一种原因就是灌注混凝土过程中孔壁局部坍塌和内挤，这种事故使桩的完整性在受损害，桩身的强度和承载能力都降低。
(3)混凝土导管漏水，使浇灌的混凝土断断续续地被水冲稀而严重离析。
(4)混凝土导管堵塞，其主要原因是隔水塞制做粗糙，导管内壁不平直，变形过大，使隔水塞受阻卡住。其后果是己浇好的混凝土面上易重新积存沉渣，处理堵管需要时间，新混凝土与已浇混凝土之间存在夹泥，易致断桩。
(5)桩身蜂窝、麻面、露筋，其主要原因有二:其一，作为受弯构件的水平承载桩布筋过密，筋间净距过小(<60mm，混凝土粗骨料就难以从笼内挤出笼外填满孔壁与钢筋笼间的空隙，混凝土严重离析;其二，钢筋制做不精良，段间焊接空中作业操作不规范，笼体弯曲不直，笼与孔壁间隙过大或过小，其后果是严重削弱桩的轴向受压和抗弯的承载能力;用作基坑开挖支护的桩，露筋不但影响观瞻，还易生锈蚀。
(6)桩头(包括桩头以下相当一段上部桩身)浮浆，缺失粗骨料且疏松几乎无强度，其主要原因是混凝土离析。其后果是桩上段承载能力丧失，必须截除后重新灌注混凝土。
(7)钢筋笼上浮或下沉，其主要原因是导管置放和上拔过程中挂住钢筋笼，带动它一起上下。其后果是桩的承载能力严重削弱。
3 防止桩基工程事故发生的治本措施
桩基工程是一种隐蔽工程，同时又是托起高楼大厦、长桥巨港的基础工程，直接维系着整个工程的安危和正常使用。防止桩基工程事故发生一定要从治本的高度上予以重视。
一个省、直辖市或特大型中心城市的建委(或建设厅、局)所属的建筑质量监督站，必须配备有岩土工程专业的监督管理人员，高层建瓶地对桩基工程的全面质管理体系提出必要的强制性的地方方法规，同时也要制订出一系列可操作性强的具体规定和办法。
《实用桩基手册》[史佩栋(1999)]一书系统地介绍了做法和经验，现参考引用了其中一部分，加以整理如下:
全面开展桩基工程的质量监督，大力防止桩基工程事故的发生，把恶性事故消灭在其萌芽状态之中，要达此目标必须在做好下列几件工作:
⑴建立和充实桩基质量管理和咨询队伍
由于近十余年来工程建设规模发展的速度很快，同时工程质量事故的发生之多也十分骇人，其中地基基础(尤其是桩基)更为突出，因此各地区应根据当地桩基工程规模的之情况，建立和充实桩基质量管理的专职队伍或各级质监站配备岩土工程专业的质量管理人员。这一队伍宜与工程技术专家委员会配合，并有建筑勘察设计管理部门和建设监理部门的主要负责人参加，共同组成一个对桩基工程勘察、设计、施工、检测负责全面审查、咨询的非官方工作组，接受建委的指导和委派，对大型工程的桩基工程或具有高难度技术性质的樁基工程进行审查和技术咨询，对其中有关勘察、设计、施工、检测和监理方面的意见和建议作出明确决议，提供给各主管部门参考执行。
这样的组织形式可解决当前质监站对桩基工程的勘察和设计质量问题难以直接过问的现状，也可以对监理单位在桩基工程实施过程中监理职责提出要求，指出重点监理项目内容。
⑵建立必要的规章制度
各省、市、区的特大型中心城市应结合本地区实际情况建立有关桩基工程的各项规章制度，如《桩基工程质量监督管理规定》，又如《桩基质量检测单位资质审查办法》等地方法规性文件，以利严格把关，明确责任，防微杜渐，在这些文件中，应明确规定重要桩基工程必须委托质量监督和委托监理，还应明确质量监督的内涵除了施工部分以外还要包括勘察、设计、检测等方面的内容，只不过执行勘察、设计等质量监督的人员除了质监站的以外，主要是有:有关主管部门负责人和相关专业资深专家。在这些文件中应特别强调桩基工程质量检测数据的准确性要求。
重要工程的桩基工程勘察报告和桩基施工图都应通过全面审查;桩基施工质量检验工作必须由有相应等级资质的检测单位负责完成;一定要通过桩基检验和验收认为合格后方能进入下一道工序施工。
⑶制定地区性的统一的技术规定
地区特殊性决定了执行全国规范的同时必须补充地区性的特殊性规定。
⑷加强对桩基工程勘察和设计质量的监督
桩基工程的勘察特点是要求在工程勘察报告或岩土工程技术报告中明确地定量地提供桩侧摩擦力和桩端阻力等设计参数。但众所周知，企图靠室内土工试验成果中土质物理力学指标数据来推求是很粗糙的。最为适合于桩基工程的是静力触探试验比贯入阻力(单桥)或摩擦侧壁阻力和锥尖端阻力(双桥)等土工原位测试数据，其次是标准确贯入试验击数N值。因此，也应制定有关桩基工程勘察特殊要求方面的技术文件。
桩基工程设计质量的监督最为困难，有的设计人员片面地从安全角度出发，宽打窄用，安全系数层层加码，采用了直径过大，桩距过小，桩长过大，桩数过多而且特别难以施工的设计方案，并绘制了相应的施工图，结果在施工实践中碰壁，大批桩发生“拒打”事故，在广阔的场地上长出了一大片“桩森林”而且断桩率很高。既浪费，又危险。即使在试桩中已出现了这一现象，仍有拒绝修改方案者。几乎在全国各地年复一年地重复出现这种设计事故。惨痛的事实告诉我们，只有对桩基工程设计质量实行有效监督，才能防患于未然。
⑸强化和完善对桩基工程施工质量的监督
坚决执行桩基工程设计交底会制度。重点讨论和决策桩持力层的选择、桩端入持力层的深度、贯入度和桩长双控制的确切要求、桩极限承载力和设计承载力的确定、冲穿持力层可能性的估计以及设计对桩基施工的要求等。
接着结合桩基工程专项招投标工作，认真审查施工单位资质、业绩及软硬件(技术和机械设备实力)情况。确定试成孔、试成桩和试桩桩位。
严格执行试成桩制度，确定试成孔和试成桩工艺，贯入度选定，桩身检验设备、操作等都应纳入质量监督范围。
施工全过程应通过质监保证原始记录的完整性、真实性和准确性。记录内容应包括:钻孔灌注桩有无塌孔、缩颈夹泥;导管底口有无提出混凝土面;水下浇灌中断原因及处理过程;钢筋笼有无下沉或上浮现象:充盈系数偏大偏小程度等。
4 结语
总之，钻孔灌注桩基础是适用性较强、用途最广泛的一种桩基础，广泛运用于高层建筑、桥梁及港口工程中。但由于质量控制的偏差，质量事故频繁发生。通过对施工工艺及质量事故原因的分析，有利于质量控制的事前、事中控制工作。具有预防质量事故的作用。综合运用桩基质量检测、评价方法，能基本查清成桩后的桩基质量情况，为质量控制工作的事后质量检查提供了有力的手段。