工程碩士論文：建筑樁基工程施工技術(shù)及質(zhì)量控制的探討

 摘要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，樁的種類和樁基形式、施S-T-藝和設(shè)備以及樁基理論和設(shè)計(jì)方法，都有了很大的演 進(jìn)。樁基工程是隱蔽工程，影響因素很多，稍有不慎就有可能給工程留下隱患。大量工程實(shí)踐表明，整個(gè)建筑物工程的成敗，在很大程度上取決于樁基工程的質(zhì)量和 水平，建筑物事故的發(fā)生，很多與樁基工程問題有關(guān)，由此可見，樁基工程設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量的優(yōu)劣，直接關(guān)系到建筑物的安危。本文通過對(duì)樁基工程的相關(guān)施工技術(shù) 及質(zhì)量控制問題展開探討。
  關(guān)鍵詞：建筑；樁基工程；施工；質(zhì)量控制
  0 引言 
   樁基工程是隱蔽工程，影響因素很多，稍有不慎就有可能給工程留下隱患。大量工程實(shí)踐表明．整個(gè)建筑物工程的成?。诤艽蟪潭壬先Q于樁基工程的質(zhì)量和水 平，建筑物事故的發(fā)生，很多與樁基工程問題有關(guān)。由此可見，樁基工程設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到建筑物的安危。此外．樁基工程的造價(jià)通常在整個(gè)工程造 價(jià)中占有相當(dāng)大的比例，尤其是在地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)更是如此，其節(jié)省建設(shè)資金的潛力很大，因此，樁基工程在整個(gè)建筑工程的重要性是顯而易見的。
  1 建筑工程樁基施工質(zhì)量控制與管理的重要性
   樁基工程作為建筑工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)其施工質(zhì)量對(duì)工程整體質(zhì)量有著很重要的影響，是關(guān)系到建筑工程施工安全、使用壽命的關(guān)鍵因素。根據(jù)建筑工程所在地地質(zhì)情 況的不同，其樁基結(jié)構(gòu)、施工工藝也存在一定的差異．這也導(dǎo)致其施工質(zhì)量控制存在一定的困難?，F(xiàn)代建筑工程施工企業(yè)必須針對(duì)工程地質(zhì)情況以及樁基結(jié)構(gòu)、工藝 特點(diǎn)等進(jìn)行質(zhì)量管理體系的完善．并以此為基礎(chǔ)開展施工技術(shù)控制工作，以此保障工程施工質(zhì)量，為建筑工程整體施工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)，促進(jìn)建筑施工企業(yè)的健康發(fā) 展。樁基工程作為建筑工程的基礎(chǔ)．其施工質(zhì)量控制與技術(shù)管理對(duì)保障樁基工程施工質(zhì)量有著重要的影響。
  2 樁基適用范圍及設(shè)計(jì)要點(diǎn)
  2．1適用范圍采用樁基工藝，應(yīng)首先搞清樁基適用于何種工程，對(duì)于下列建筑工程情況可以考慮使用樁基礎(chǔ)。
  (1)不允許地基有過大沉降和不均勻沉降的高層建筑或其他重要建筑物，如重型工業(yè)廠房和荷載過大的建筑物。
  (2)對(duì)煙囪、輸電塔等高聳高結(jié)構(gòu)建筑物，宜采用樁基以承受較大的上拔力和水平力，或用以防止結(jié)構(gòu)物的傾斜。
  (3)對(duì)大型或精密的設(shè)備基礎(chǔ)，需要減小基礎(chǔ)振動(dòng)、減弱基礎(chǔ)振動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，或應(yīng)控制基礎(chǔ)沉降和沉降速率，軟弱地基或某些特殊性土上的各類永久性建筑物，對(duì)加強(qiáng)地震區(qū)建筑結(jié)構(gòu)抗震性，均可采用樁基。當(dāng)?shù)鼗喜寇浫醵虏刻钐幝癫赜袌?jiān)實(shí)地層時(shí)，最宜采用樁基。
  2．2設(shè)計(jì)要點(diǎn)在工程實(shí)踐中，由于設(shè)計(jì)方面的原因，致使樁基不合要求甚至釀成重大事故者為數(shù)不少。因此．作為設(shè)計(jì)人員，應(yīng)掌握熟悉以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：
  (1)單樁豎向承載力特征值與單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值。初步設(shè)計(jì)按土的抗力估算單樁承載力特征值時(shí)，一定要注意采取的樁端端阻力、樁側(cè)阻力應(yīng)為特征值，而不是標(biāo)準(zhǔn)值。用靜載試驗(yàn)確定承載力特征值時(shí)，將極值荷載除以安全系數(shù)2為單樁承載力特征值。
  (2)樁的中心距離。樁距的合理取值是一個(gè)綜合性問題，不同的樁型、土質(zhì)和荷載都將有不同的結(jié)果．從而帶來不同的成樁工藝、安全可靠性和工程造價(jià)。所以應(yīng)認(rèn)真對(duì)待樁距合理確定問題。
   (3)樁的長(zhǎng)細(xì)比?？刂茦兜拈L(zhǎng)細(xì)比是舊規(guī)范要求，新的《地基規(guī)范》及(樁基規(guī)范)均取消了長(zhǎng)細(xì)比的限制。一些設(shè)計(jì)者在工程設(shè)計(jì)中仍以長(zhǎng)細(xì)比來控制樁長(zhǎng)或 樁徑，造成工程樁不必要的浪費(fèi)。隨著高層建筑的發(fā)展，超長(zhǎng)樁及長(zhǎng)樁應(yīng)用廣泛，而長(zhǎng)細(xì)比限值制約了長(zhǎng)樁的使用，因此新規(guī)范不再提長(zhǎng)細(xì)比的要求。但具體應(yīng)用中 如遇到樁周土軟弱或可液化，或8度以上地震區(qū)的情況，當(dāng)樁身強(qiáng)度控制設(shè)計(jì)時(shí)，仍應(yīng)慎重對(duì)待，可按相關(guān)規(guī)范驗(yàn)算樁身壓屈。
  (4)樁身配筋長(zhǎng)度?！兜鼗?guī)范》及《樁基規(guī)范》對(duì)樁身配筋長(zhǎng)度均作了詳細(xì)的規(guī)定，但一些涉及規(guī)范未明示的問題．如8度及8度以上地震區(qū)的樁通長(zhǎng)配筋問題，以及做靜荷載試驗(yàn)錨樁是否需要通長(zhǎng)配筋的問題，還需根據(jù)工程具體情況及當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)而定。
  3 樁基施工工藝
   3．1施工流程場(chǎng)地平整一墊層施工一放線、定位一挖第一節(jié)1．5m深樁孔土方一砌磚護(hù)壁一在護(hù)壁上投測(cè)標(biāo)高及十字軸線一提升機(jī)具、安裝一挖余下樁孔土方 一垂直度、孔徑檢驗(yàn)一檢查持力層后進(jìn)行擴(kuò)底一虛土清理一垂直度、孔徑檢驗(yàn)一驗(yàn)槽一吊鋼筋籠一澆筑樁身混凝土一混凝土養(yǎng)護(hù)。
  3．2施工方法
  (1)測(cè)量放線：土方開挖完后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)方格網(wǎng)對(duì)每個(gè)樁進(jìn)行定位，并釘下控制樁。
  (2)人工成孔：對(duì)樁進(jìn)行定位后，以樁心為圓心，開挖樁孑L，挖至1．5m深后，修整孔壁，校正樁心，隨后用紅磚、水泥砂漿砌筑；護(hù)壁施工完后，將標(biāo)高引至井圈上，并安裝好提升機(jī)具，繼續(xù)挖孔工作，挖孔由人工自上而下用鍬、鎬、鏟進(jìn)行。
   挖土次序?yàn)椋合韧谥虚g部分，后挖周邊．并隨時(shí)用標(biāo)尺及大線進(jìn)行樁徑和垂直度檢查。擴(kuò)底部分采取先挖樁身圓柱體，再挖擴(kuò)底尺，從上到下削土修成擴(kuò)底形，棄 裝入土袋，用手搖轆轤提出地面后倒入料斗，由塔吊吊出基坑外，樁孔周圍不得堆土：樁中線利用井口十字控制點(diǎn)．每段設(shè)橫桿吊大線作中心線，用水平尺桿找圓 周，垂直度允許偏差0．5％，樁徑正負(fù)30mm：挖孔過程中，應(yīng)隨時(shí)觀察孔壁有無裂縫、變形，若發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)上報(bào)，采取加固措施，避免塌方；成孔后，對(duì)孔底 浮土進(jìn)行清理，并組織驗(yàn)收。
  (3)鋼筋籠吊裝：鋼筋籠在現(xiàn)場(chǎng)加工成形。進(jìn)場(chǎng)鋼筋復(fù)檢及焊接試驗(yàn)合格后，嚴(yán)格按照?qǐng)D紙尺寸下料，一次加工成形。鋼筋籠重量很大，可利用塔吊吊裝就位，同時(shí)利用汽車吊輔助起吊，以防鋼筋籠觸地變形。
   (4)混凝土的施工：材料的選擇：泵送混凝土的配合比應(yīng)經(jīng)試配而得?；炷恋母黜?xiàng)原材料要滿足相應(yīng)的國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：混凝土的運(yùn)輸：混凝土采用混凝 土罐車運(yùn)送，現(xiàn)場(chǎng)泵送。混凝土自攪拌機(jī)卸出后，應(yīng)及時(shí)運(yùn)至澆筑地點(diǎn)，混凝土在運(yùn)輸過程中要保持良好的均勻性、并保證不離析、不漏漿，并在混凝土初凝前人孔 并搗實(shí)完畢：混凝土澆筑：為了保證混凝土澆筑時(shí)不產(chǎn)生離析現(xiàn)象，混凝土下料采用帆布導(dǎo)管垂直灌入樁孔內(nèi)，并連續(xù)分層澆筑；混凝土的養(yǎng)護(hù)：混凝土澆搗后，若 氣溫較高，空氣干燥，混凝土中的水分蒸發(fā)較快，易出現(xiàn)脫水現(xiàn)象，使已形成凝膠體的水泥顆粒不能充分水化，不能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的結(jié)晶，從而缺乏足夠的粘結(jié)力。另 外，水分過早的蒸發(fā)還會(huì)產(chǎn)生較大的收縮變形．出現(xiàn)干縮裂縫．影響混凝土的整體性和耐久性．故在混凝土初凝前應(yīng)抹壓平整，若表面有浮漿層應(yīng)鑿除．以保證與上 部底板的良好連接。
  4 樁基施工質(zhì)量控制
  樁基施工質(zhì)量的好壞既影響建筑物的使用功能，又影響建筑物后期沉降均勻平穩(wěn)及主體結(jié)構(gòu)安全，因此在樁基施工過程中，質(zhì)量問題尤為重要。
  下面，筆者從成孔和成樁兩方面簡(jiǎn)要討論樁基的質(zhì)量控制。
   4. 1成孔質(zhì)量的控制成孔是混凝土灌注樁施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。應(yīng)抓好以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：一是消除水的影響。澆筑樁身混凝土主要應(yīng)保證其符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度，保 證混凝土的均勻性、密實(shí)性，應(yīng)防止孔內(nèi)積水影響混凝土的配合比和密實(shí)性；二是確保樁身成孔垂直精度。采取擴(kuò)大樁基支承面積使樁基穩(wěn)固，經(jīng)常校核鉆架及鉆桿 的垂直度等措施．并于成孔后下放鋼筋前作井徑、井斜超聲波測(cè)試：三是鋼筋籠制作質(zhì)量和吊放問題。鋼筋籠制作前要檢查鋼材的質(zhì)保資料，在驗(yàn)收中還要特別注意 鋼筋籠吊環(huán)長(zhǎng)度能否使鋼筋準(zhǔn)確地吊放在設(shè)計(jì)標(biāo)高上。
  在鋼筋籠吊放過程中．應(yīng)逐節(jié)驗(yàn)收鋼筋籠的連接焊縫質(zhì)量．對(duì)質(zhì)量不符合規(guī)范要求的焊縫、焊 口則要進(jìn)行補(bǔ)焊。還要注意鋼筋籠能否順利下放，沉放時(shí)不能碰撞孔壁，當(dāng)?shù)醴攀茏钑r(shí)，應(yīng)停止吊放并尋找原因加以解決：四是澆筑前進(jìn)行清除孔底沉渣。施工人員 應(yīng)認(rèn)真檢查，采用正確的測(cè)繩與測(cè)錘：一次清孔后，不符合要求，要采取措旋，如改善泥漿性能，延長(zhǎng)清孔時(shí)間等進(jìn)行清孔。在下完鋼筋籠后，再檢查沉渣量，如沉 渣量超過規(guī)范要求，應(yīng)進(jìn)行二次清孔。二次清孔可利用導(dǎo)管進(jìn)行，準(zhǔn)備一個(gè)清孔接頭，一頭可接導(dǎo)管，一頭接膠管，在導(dǎo)管下完后，提離孔底0．4m，在膠管上接 上泥漿泵直接進(jìn)行泥漿循環(huán)。
  4. 2成樁質(zhì)量的控制一是先施工較淺的樁孔，后施工較深的樁孔：二是保證樁身混凝土的密實(shí)性。一般采用串流筒 下料及分層振搗澆筑的方法，注意澆筑速度，力求在最短時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)樁身混凝土澆筑。對(duì)于深度大于lOre的樁身下線，可依靠混凝土自身落差形成的沖擊力 及混凝土自身重量的壓力面使其密實(shí)：三是加強(qiáng)對(duì)混凝土攪拌時(shí)間和混凝土坍落度的控制。混凝土攪拌時(shí)問不足會(huì)直接影響混凝土的強(qiáng)度，混凝土坍落采用 l8～20em，并隨時(shí)了解混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋人深度。導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2—4m，不宜大于5m和小于lm，嚴(yán)禁把導(dǎo)管底端提 出混凝土面。當(dāng)灌注至距樁頂標(biāo)高8-lOre時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坍落度調(diào)小至1 2～1 6em，以提高樁身上部混凝土的抗壓強(qiáng)度。在施工過程中，要控制好灌注 工藝和操作，抽動(dòng)導(dǎo)管使混凝土面上升的力度要適中．保證有程序的拔管和連續(xù)灌注．升降的幅度不能過大；四是預(yù)防縮頸產(chǎn)生。施工人員應(yīng)認(rèn)真控制拔管速度，結(jié) 合地質(zhì)勘察報(bào)告資料實(shí)行分段控制。對(duì)一般土質(zhì)控制在不大于1m／rain．對(duì)軟硬土層交界處或軟弱土層中的拔管速度控制在不大于O．8m／rain。管內(nèi) 混凝土量必須略高于地面，保持有足夠的重壓力，，使混凝土出管擴(kuò)散正常。一般灌注的充盈系數(shù)(指實(shí)際混凝土用量與按樁徑和樁長(zhǎng)計(jì)算得的體積之比)應(yīng)達(dá) 1．10～1．15，拔管時(shí)遵循“慢抽密擊”或“慢抽密振”的原則。施工中，應(yīng)派專人經(jīng)常測(cè)定混凝土落下情況(可用浮標(biāo)測(cè)定法)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正，可用 復(fù)打法處理。
  5 結(jié)束語
  建筑樁基施工是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及到設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理各方的密切配合。在樁基施工過程中，要嚴(yán)格按照 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，加大監(jiān)督管理力度，強(qiáng)化質(zhì)量控制，做好參建各方的組織協(xié)調(diào)工作．合理分析可能存在的質(zhì)量隱患，并提出相應(yīng)的對(duì)策，從而保證工程的質(zhì) 量滿足使用要求?？傊瑯痘A(chǔ)施工面對(duì)的對(duì)象千變?nèi)f化．施工技術(shù)的日新月異，很難用較短的篇幅加以全面概括，必須在具體工程施工中有所創(chuàng)新。