虽然人工挖孔桩存在机械化程度不高、人员安全保障措施要求高等不足之处,但由于进尺过程中可取得原样土分析、孔底可见、浇筑砼可采用普通浇筑法(避免了水下灌注)等特性,桩体施工质量隐患很少。且需求的机械设备少,施工方便。在一定条件下,施工成本也较低。由于上述原因,该工艺仍被广泛采用。在挖孔过程中,常出现以下问题:
1、摩擦桩采用非砼护壁的情况时有发生。这是很严重的一种弊病,如未经发现处理而直接浇筑砼将可能造成重大质量事故。这主要是由于施工操作人员、技术人员不明理论而仅参照经验的结果。他们把端承桩的施工要求生搬了过来,殊不知摩擦桩竖向承载力的主要源泉乃来自来桩周与围土的摩擦力,如采用砖等非砼材料护壁,一是护壁材料强度低,二是护壁材料与围土空隙大,摩擦面小,将极大的降低了承载力,加大了沉降量。
2、部分承包商“精”于成本控制,砼护壁用模板强度差、尺寸不准确、未适当放大,造成桩孔成型后孔规无法顺利下检,从而导致需凿护壁甚至返工。凿护壁过甚又将出现安全问题。
3、地面安全措施不到位。现场外围无围护,工完后井口无遮盖。这都可能造成人身伤亡事故。
施工图审查中的常见问题:
1. 稳定性验算问题:建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物,未验算其地基稳定性。当地下水埋藏较浅,建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时,未进行抗浮验算(地下室车道、地下水池的抗浮验算比较容易漏掉)。地下室的抗浮稳定性验算要求属于强制性条文,抗浮计算时的水位应由勘察部门提供。
2. 液化土层计算问题:场地存在液化土层时,未对桩基础的抗震承载力进行验算是经常发现的问题(目前桩基础大多通过现场静载荷试验确定单桩竖向承载力,对根据试验确定的承载力如何考虑液化土层的影响规范未作出规定,个人建议:抗震验算时单桩承载力可参照桩基技术规范JGJ94-94第5.2.12条的规定扣除液化土层的侧阻力)。
3. 负摩阻力计算问题:地面堆载、大面积填土未根据具体工程情况考虑桩侧负摩阻力对基桩承载力的影响。
4. 布桩计算问题:桩基础设计中,仅按竖向荷载作用进行布桩,未验算弯矩作用下承台底部边桩的反力。尤其是大跨度结构、框剪结构的剪力墙、剪力墙结构核心筒底部弯矩和剪力对基础承载力的影响很大,不应遗漏。对于水位较高的地下室和短肢剪力墙、大跨度结构等弯矩较大的承台底部桩基尚应验算是否存在向上的抗拔力(大跨度结构如影剧院、厂房等,柱底弯矩很大,轴力很小,计算结果甚至会出现抗拔桩,这时应加大桩距,即加大反力力臂,尽量避免出现抗拔桩。小高层建筑由于布置较少的剪力墙,且墙肢长度小,墙底弯矩大,也容易出现抗拔桩,可同样处理)。根据电算结果进行基础设计时尚应计入底层隔墙及基础梁荷重或者承台及覆土荷重。
5. 抗拔桩设计方面的问题:在地下水位较高的地下室、大跨度空旷结构、门式刚架轻型房屋钢结构厂房刚接柱脚,存在着抗拔桩受力状态,在设计中往往缺抗拔桩抗裂性验算、抗拔桩静载试验及其配筋做法等要求说明。抗拔桩设计时,桩身配筋量仅按强度要求进行计算,缺少裂缝宽度验算,按裂缝宽度控制计算结果的配筋量远大于按强度要求计算的配筋量。采用预制桩作为抗拔桩时,往往只注意桩身的抗拉强度要求,桩基与承台间连接钢筋的强度要求接桩段的裂缝宽度要求经常被忽视。
6. 抗拔桩计算问题:抗拔桩配筋计算时荷载分项系数取1.0有误(审查中发现,抗浮计算时水浮力和压重分项系数均取1.0计算,当水浮力大于压重时,抗拔桩桩身配筋按“[水浮力-压重]/ 钢筋强度设计值”计算,严重错误)。
7. 单柱单桩、一柱两桩基础存在的问题:目前建筑工程大量采用截面尺寸较小的预应力管桩,且在多层建筑中采用单柱单桩或一柱两桩基础,柱底弯矩由基础梁和桩共同承受。单柱单桩或垂直于两桩连线方向的基础梁设计中,未考虑平衡该方向柱脚在水平风荷载或地震作用下所产生弯矩因素,基础梁两端箍筋未按框架梁抗震构造要求设置箍筋加密区(根据福建省建设厅[2003]24号文规定,单柱单桩之间或垂直于两桩连线之间的基础梁宜按框架梁要求设计),基础梁的上下主筋在桩承台内锚固长度与构造做法要求未加说明。如果桩身考虑承受上部结构传来的弯矩作用时也未进行抗弯承载力计算,存在着抗震薄弱环节,给工程留下潜在的隐患。
8. 桩身配筋长度:桩身配筋长度应穿透液化土层的要求大家普遍都注意到了。对软土层(回填土、淤泥)中桩基,在软土层上、下交界面容易出现塑性铰,桩身配筋长度也应满足保证穿透软土层的要求。
9. 管桩与承台间的连接节点:施工图中仅注明套用标准图,未根据标准图要求明确连接钢筋根数和型号。
10. 承台计算:应根据实际桩反力进行计算,有的工程桩反力统一取单桩承载力设计值进行计算不安全,在偏心荷载作用下桩反力可能大于该值(最大允许反力为单桩承载力设计值的1.2倍)。
11. 承台设计:套用标准图,标准图根据桩的最大竖向力设计值来确定承台型号,施工图审查时常见直接根据单桩承载力设计值确定承台型号,即把单桩承载力设计值等同于桩的最大竖向力设计值,应注意在偏心荷载作用下,边桩允许反力设计值为单桩承载力设计值的1.2倍。
12. 两桩承台抗扭设计问题:两桩承台上面承受可能产生扭矩的荷载,如布置L形墙肢、承台上布置双柱(双柱合力点与桩反力合力点重合,但单柱偏心可能对承台产生扭矩),至少应在构造上考虑扭转影响(即按梁式配置箍筋),标准图《闽2004G104》中注明“两桩承台需要考虑抗扭时由单项工程设计确定”,套用标准图时应注意该问题。
13. 抗拔桩承台配筋问题:抗拔桩承台顶部为受拉区,有抗拔要求的承台按一般桩基受压的承台进行配筋,承台顶部受拉区未配筋;
14. 基础梁板配筋问题:筏基基础梁、条基基础梁或地下室底板梁的受力方向与一般楼屋面梁板不同,其梁配筋设计也采用平法表示但未附加图示说明,存在安全隐患。