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工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:8919
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-04-10 10:13:15
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

局部高差引起工程桩断桩的处理与思考

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 陶,皛,马高正
资料简介

摘要:简要谈谈基础工程中局部有地下室或消防水池,在施工时因基坑围护、局部地质及施工不当等原因,导致临近基坑部位的工程桩发生上部偏移,引起下部断裂的若干问题,结合浙江海宁地区的现状,分析成因,找出症结所在,从而使基础工程高低差部位工程桩得到保护与改进措施,最终为解决高低差部位工程桩偏位的质量问题提供一些思考与建议。

局部高差引起工程桩断桩的处理与思考

陶 皛 马高正

浙江卡森建设有限公司,浙江 海宁 314400

摘要:简要谈谈基础工程中局部有地下室或消防水池,在施工时因基坑围护、局部地质及施工不当等原因,导致临近基坑部位的工程桩发生上部偏移,引起下部断裂的若干问题,结合浙江海宁地区的现状,分析成因,找出症结所在,从而使基础工程高低差部位工程桩得到保护与改进措施,最终为解决高低差部位工程桩偏位的质量问题提供一些思考与建议。

关键字:工程桩;高低差;断桩;措施与改进;思考与建议

引言

近几年,工程建设中人防、消防政策的逐步变动与落实,使得各类建筑工程均出现了地下室或地下消防水池。在实施过程中,由于建设单位考虑建造成本、地质勘探局部漏勘、设计不到位、土方开挖违章施工或围护偷工减料等等原因,造成土体高低差处出现上部土方发生位移,引起埋深浅的工程桩在基底以下部位发生断裂,致使工程桩不能满足设计载荷;在实际的施工过程中,这种现象频频发生,频繁的出现直接影响了基础工程的施工质量,后续的处理工作也让项目的施工工期滞延,高额的处理费用也让施工方苦不堪言,甚至让建设单位增加额外的建设成本。

2019年4月10日,浙江***服饰有限公司新建厂区宿舍楼与地下室交接处,高差2.7米,施工项目部按建设单位提供的设计围护方案,采用9米拉森钢板桩加上部支撑施工。地下室开挖后,靠近宿舍楼处的局部围护结构发生偏移,导致宿舍楼2轴至3轴线工程桩上部发生位移(见图一),共14根,后经低应变检测为Ⅲ类桩,检测报告显示下部4至8米处存在断裂的情况(见图二)。

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一 桩偏位处
图二 低应变检测报告

经原因分析,按地质资料显示的土层和设计围护方案,施工是可行的;但由于该处原是南北向河道(沿地下室外侧),地质勘测前已经场地平整、回填,且回填土层厚等因素,勘测点中又缺该部位的土层分布情况,导致设计未考虑,开挖后出现问题。

出现较大高差的基础工程桩,在土体开挖后出现位移、断桩,近些年来持续发生,也给施工企业、建设单位造成了严重的经济损失,

工期严重滞后。特别在处理间段,费工、费时、费力,施工、业主、围护方案的设计与勘察,大都互相推诿,使工程的顺利进展难度加大。那么,有高差的工程桩施工与防护应该怎么去做?发生位移和断桩后,怎么去处理?处理的结果是不是有效且经济合理呢?

通过上述案例及目前我们浙江地区的设计与施工数据和资料分析,较大高差的基础工程桩出现断桩的防范与处理,个人认为主要还是在这几个方面:

1 施工不规范

1.1 土方开挖未按方案执行

在土方开挖施工时,未做好交底工作。班组施工各管各,责任心差,开挖路线随意,没有采取分层、逐层开挖或贪图方便、分层厚度大,存在野蛮施工的情况。在施工工程中,直接造成人为土体高差,土体剪切破坏致使工程桩上部受挤压,发生位移,造成桩体下部断裂。

1.2 土方开挖方案存在瑕疵

这种情况较少出现,方案中的土方开挖顺序、厚度,运土方向等一般都会按排,且方案经过施工企业逐层审批与监理的批准。部分超限开挖方案也均按程序进行专家论证。

1.3 围护结构未真正落实

未超限的围护结构的施工不规范,未按设计要求施工:采用锚杆的长度不到;锚杆未按设计施工;锚索端部扩大头不到位;放坡处未进行喷浆防水处理;止水帷幕未到位;外侧需要井点降水的未有效实施;型钢支撑不到位;拉森钢板桩上部横向钢梁或混凝土冠梁未设置等等。超限部分的围护结构,在设计中,除坑中坑外,基础很少出现较大高低差的桩基础。

1.4 围护结构边堆载超标

施工场地小,导致围护结构边堆载超标。在江浙地区,特别是梅雨、台风季节,地下水位抬高,导致边坡失稳。

2 勘察、设计不到位,业主省钱

2.1 勘察、设计不到位

在勘察时段,大都已经场地平整,场地原貌无从知晓;勘察按间距和项目位置布点勘察,局部存在漏勘的可能。当这种情况出现时,设计的方案就会出现问题。

2.2 业主省钱

围护结构的费用因方案的复杂程度决定。对于这个不是房屋主体的投资,业主方往往存在侥幸心理,能省则省,因此在委托设计时就出现了短斤缺两的意识。

本来是三轴搅拌桩加型钢的,变成拉森钢板桩;本来是12米拉森钢板桩的,改成了9米;本来是用冠梁加支撑的,变成用锚杆;本来两道锚杆的,变成了一道;诸此,等等。正因为江南多雨,不确定因素增加,在实施时就会出现问题。

3 出现的问题如何处理与效果

出现工程桩上部位移、断桩后,如何来处理?一般的设计处理就是补桩;加大桩承台基础、加大梁转移该承台受力至边上承台;加护筒下挖至桩断裂处、截桩再接桩等处理办法,这样的处理是可行的,但是成本一般都比较大。

那么,除了这些办法,有没有其他经济且可行的办法呢?

查看《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011柱基础部分,我们可以知道,除了有抗拔要求的工程桩,一般的工程桩主要是端承桩与摩擦桩,或者是两种共同受力作用的桩型。[1]再查看浙江省标准图集2010浙G35《预应力离心混凝土空心方桩》(2010浙G22《先张法预应力混凝土管桩》方法类同,案例采用者)的图集说明,空心方桩适用于二a类,二b类环境类别,未考虑基础环境、地质条件对桩的侵蚀性,且主要用于承受竖向荷载。在图集截桩处理详图中,同样适合桩顶高度未达到设计标高的处理方法。因此,在桩顶内设置托板,放入图集相应管径对应的钢筋骨架,浇筑其混凝土强度等级比承台或基础梁高一等级的砼;灌芯前将桩内壁清洗干净,在桩内壁喷涂混凝土界面剂或采用微膨胀混凝土等措施,以提高填芯混凝土与空心方桩桩身混凝土的整体性;灌芯进入断桩位置以下(5~8)B(B为空心方桩外径)且不小于3.5米。[2]

操作上,首先要对桩身纠偏,管内清理、灌芯,最后进行效果检测。

桩身纠偏:利用钻孔管桩的办法,对桩侧挤压土层进行捣浆,直到钻至断桩检测点以下部位1到2米,然后用进行清孔至水中泥浆比重变小,再对桩身进行逐步纠偏至复位;用钢梁对管桩上部进行固定,并用砂石对桩身周侧进行逐层回填至基底标高。为了确保灌芯混凝土与桩主体连接的质量,在管外侧砂石回填中预埋若干道50PVC管,头部包双层土工布,作降水点。5e1d67a49e2ca_html_ae3da24985a35a10.jpg

图三 红线处经纠偏灌芯、回填、静载试验合格的工程桩

管内清理、灌芯:对管内清理至断桩位置以下(5~8)B且不小于3.5米,按前述安放钢筋骨架,浇筑比基础高一等级的微膨胀混凝土,并在混凝土终凝前连续降水,防止承压的泥浆水进入管桩内;采用自然养护。

效果检测:待混凝土同条件试块强度达到规范要求后,再进行高应变堆载检测。

案例工程通过上述的办法,逐根对偏位桩进行处理,处理后的低应变应力波显示完整,说明通过灌芯部分的混凝土,应力波传播正常;高应变堆载抽样检测达到设计工程桩的要求。图三是高应变堆载抽样检测部位的照片。如果重新施打或改为钻孔灌注桩,机械的进退场及人、材、机等费用远远超过整个项目的处理费用,而且也没场地条件。

4 建议与打算

局部高差引起工程桩断桩的问题,现在越来越多的出现在我们的基础工程施工中,如何对今后的地下室与消防水池等有局部高差的土方施工及围护设计等进

行改进呢?笔者认为,可以从以下几个方面考虑。

4.1 强化围护设计及业主方的监管

对于围护设计的监管,由审图机构及设计方案论证的途径,在源头进行控制。严查业主与设计串通,为省钱而忽视安全的做法,加大惩处力度。

4.2 强化土方施工操作工序

对施工工程中,围护施工偷工减料造成安全事故的,严惩责任人和相关企业。不落实专项方案的处罚,与监理及施工企业信用评价挂钩。项目部严格落实岗前教育,加强过程监督,完善事后总结与评价。

5 结语

基础工程地基局部高差这种现象一直存在,如何保证高低差位置桩基工程质量,是目前我们建筑人必须要思考的问题,关系到整体工程的使用功能与安全,我们必须合理的投入,科学的设计、施工,做到前期的保证与后期的规范施工,科学发展。根据本地区实际情况,加强监督建设单位勘察费用与措施费用投资力度;提高基坑围护系统的设计标准;加强围护设施、土方开挖节点等施工过程的监督与防控;督促第三方监测到位、数据规范;使基础围护系统投入合理,设计与施工方案更具科学性、合理性,施工过程可操作性佳。只有大家在基坑围护、后期施工工作上的共同努力,防微杜渐,才能更好、更合理的防范基坑高低差处土体偏移,避免产生工程桩断裂的现象,从而为工程质量大计铺垫基石。

在论文的修改过程中,虽经反复推敲核证,仍难免有不妥甚至错误之处,诚请广大的建筑同仁们提出宝贵意见。***项目等工程一线管理人员,对本人论文的相关资料收集给于了大力支持与指点,在此向他们表示感谢。

参考文献:

[1]中华人民共和国城乡建设部.建筑地基基础设计规范:GB50007-2011[S],北京:中国建筑工业出版社,2011.

[2]浙江省标准设计站.2010浙G35预应力离心混凝土空心方桩[M],北京:中国计划出版社,2010.