孔底沉渣厚度是影響灌注樁承載能力的主要因素之一,如果灌注樁底沉渣過厚,首先會影響到澆灌混凝土的質(zhì)量,影響混凝土的強度,其次會在孔底和樁底形成一個夾層,削弱了基地承載力和嵌巖效果,最后樁底水的滲入,產(chǎn)生浮力,會影響成樁的穩(wěn)定性。
不同領(lǐng)域的樁基對沉渣厚度的規(guī)定
1.《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)和《港口工程樁基規(guī)范》(JTS167-4-2012)中規(guī)定:在灌注混凝土前,孔底沉渣厚度對于端承型樁不應(yīng)大于50mm;對于摩擦型樁不應(yīng)大于100mm;對于抗拔、抗水平力樁不應(yīng)大于200mm。
2.《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JGJ041-2000)中規(guī)定:摩擦樁沉淀厚度應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定,設(shè)計無要求時,對于直徑≤1.5m的樁,摩擦樁沉淀厚度≤300mm;對樁徑>1.5m或樁長>40m或土質(zhì)較差時,摩擦樁沉淀厚度≤500mm。支承樁的沉淀厚度不大于設(shè)計規(guī)定。
3.《鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標準》(TB10415-2003)中規(guī)定:澆筑混凝土前樁底沉渣允許厚度為:摩擦樁不應(yīng)大于300mm,柱樁不應(yīng)大于100mm。
導致孔底沉渣過厚的原因有很多,比較直接的原因就是施工人員無法準確判斷孔底沉渣的厚度,清孔清渣的程度不夠。
在灌注樁施工工藝流程中,會通過抽渣筒或者液壓泵等設(shè)備進行清孔操作,清除孔底那些不適合作為樁端持力層的土。在整個施工過程中,我們會有兩次清孔操作。第一次清孔是在成孔之后,孔底沉渣厚度不大于20cm,第二次清孔是在灌注水下混凝土前,摩擦樁沉渣厚度大于20cm或端承樁沉渣厚度大于5cm時,利用導管進行二次清孔。在清孔操作前后就需要一些檢測手段對孔底沉渣的厚度進行檢測。
孔底沉渣厚度檢測方法:
(1)常用的檢測方法是“測繩法”,測量拴一重塊,繩放到孔底,憑借施工人員對軟硬土層的感覺判斷孔底沉渣厚度。但“測繩法”人為因素判斷較多,準確度不高。
測繩法
2)國外傳統(tǒng)的檢測方法是下放一個視頻探頭,肉眼進行觀察。但是,操作時間長導致清孔時間過長,操作不及時。同時施工人員靠近樁孔操作,危險系數(shù)高。同時灌注樁施工本身是在一個地下和水下的環(huán)境中,存在諸多不確定因素,讓施工人員無法判斷樁底沉渣厚度。
傳統(tǒng)的測試方法
3)SQUID檢測方法:
為了讓施工人員準確測量孔底沉渣的厚度,對清孔工作進行評估,可利用樁基動力學公司新研發(fā)的SQUID孔底沉渣質(zhì)量檢測儀,通過一個鉆桿連接適配器,將該設(shè)備直接安裝在鉆桿上,下放到鉆孔中去,通過3個可伸縮的接觸盤,測量孔底沉渣厚度,同時也對樁端土層承載力進行復(fù)核驗證。
SQUID鉆孔樁沉渣厚度檢測儀,用于測量孔底沉渣厚度和樁端土層的承載力,給工程師提供量化數(shù)據(jù)。
SQUID孔底沉渣厚度測試數(shù)據(jù)
國內(nèi)外SQUID孔底質(zhì)量檢測儀現(xiàn)場檢測孔底沉渣厚度和孔底巖土錐尖阻力測試現(xiàn)場。
現(xiàn)場測試
福建省建筑科學研究院廈門分院SQUID設(shè)備測試現(xiàn)場
測試結(jié)果
由于灌注樁的施工大部分都在地下和水下,施工人員很難清晰地觀察和實時地監(jiān)測施工工藝中每一個環(huán)節(jié),加上成樁后不能進行開挖驗收,因此,每個施工環(huán)節(jié)都需要進行嚴格的質(zhì)量把控,最終才會形成“高質(zhì)量”的樁。