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关键词:人工挖孔桩;桩端阻力特征值;地基承载力特征值;深层平板载荷试验
引言
本文对某小区的人工挖孔桩单桩竖向承载力的检测,按照施工要求是经过单桩竖向静载荷的试验确定。由于静载试验的标准方法中要求达到利用混凝土施工必须达到龄期28天。这无形中拖延了施工进度,为了节约工期,在实际操作中,有些工程对深层平板荷载试验检验方法,采取桩端阻力、超声波法或低应变法来检测桩身完整性、混凝土强度及桩身完整性的复合试验,来代替静载试验。
1 桩基础概况
某住宅小区,总建筑面积约16万㎡,有80栋多层住宅建筑,其建筑的框架剪力墙结构,抗震设防烈度的设计要求为6 度。主要基础为预应力预制管桩和天然浅基础,但施工两栋时,发现本住宅小区地质情况出现变化,基础埋深较深时,出现大量孤石,不利于管桩的施工,经研究讨论改为人工挖孔桩基础。管桩基深度6-12米,桩底每边扩底250±50mm,桩径900mm-1600mm 不等,单桩竖向承载力特征值Ra=600kN 至1100kN。工程场地勘察深度范围内土层分为5个工程地质单元:①素填土;②种植土;③淤泥质土;④粉质粘土;⑤砾质粘土。设计持力层为第⑥层砾质粘土层,承载力特征值为200kPa,桩端阻力特征值600kPa。
2 住宅小区桩基础检测事故确认
工程施工过程中,施工单位设计的方是,对桩的检测采取以深层平板载荷试验确定基底承载力、以低应变法和抽芯法检测桩身完整性、桩底沉渣及桩身混凝土强度的综合试验方法,实验所用载荷板的直径为850±10mm。但在施工初期对试验报告验收发现,虽抽芯检测结果及低应变检测均无异常,但深层平板载荷试验却出现问题。
对深层平板载荷试验的结果,比较含混的表述为:桩端土的承载力特征值。试验过程中,试验人员将其简单理解为土的承载力特征值,即210kPa。试验中,检测实物以0.500±0.10㎡ 钢板(厚度12mm)直接置于桩底,加载至445kPa 后,即停止加压。此时,沉降未出现急骤增大,最大沉降量为25.16mm,小于0.04d(d 为承压板直径)、最后一次加载的沉降量4.5mm大于前一次加载沉降量3.5mm、沉降变形在20min之内基本稳定,均符合判定445kN 为承载力特征值的所有条件。故试验检测单位将445kPa 判定为桩底土的承载力特征值,并写入检测报告。同时提供荷载———沉降曲线。但设计单位及勘察单位认为,深层平板载荷试验应提供的结论数据为桩端阻力特征值600kPa,即,试验单位要判定基底持力层合格,需加载至不小于1150kPa,从其报告中提出的P-S 曲线来看,加载至445kPa时,虽然其符合判定基底承载力达到220kPa 的条件,但加载至445kN 时,其P-S曲线呈下降趋势明显,很难保证达到设计要求的600kPa—试验中需加载至1150kPa。由于试验并未进行到设计要求加载的承载能力,因此,此试验判定为:未完成试验。由于所有桩均完成了承台施工,有部分完成了主体二层,该工程的桩基础工程被判定为未进行合格验收的分部工程。
3 住宅小区桩基础事故的分析
由于设计单位的设计说明表述不清,又没对该项作解释和要求,再加上检测试验单位的业务能力,对深层平板载荷试验要点、目的及试验结果理解不透,致使试验中出现多处失误:
(1)采用载荷板虽然为0.8mm满足规范要求,但对于深层载荷板试验,远小于桩底直径—经扩底后的桩底直径最小为1150mm,同时不满足《地基基础设计规范》GB50007-2002附录D—深层平板载荷试验要点第二条:“深层平板载荷试验的承压板采用直径为0.80m的刚性板,紧靠承压板周围外侧的土层高度应不少于80.0±5cm”的要求。
(2)载未达到设计要求的承载标准值的2倍,事实上,由于(1)错误发生,也不可能加载到设计要求的承载力特征值的2倍。
4 对小区桩基检测事故的处理意见
4.1 桩基检测的事故处理
检测小区试验事故之后,由建设单位组织施工、监理、设计、地勘先进单位,成立了专门的事故处理小组。通过调阅施工过程中的资料,确认的事实为:
(1)从抽芯检测及低应变检测结果来看,该批人工挖孔桩桩身混凝土完整无缺陷、桩底沉渣厚度在50mm 以内,整个试验过程无异常状况发生,但鉴于此检测单位在深层平板载荷试验中出现的失误,此试验结果应重新复核。
确认小区的桩基施工确认已经开挖至设计要求的持力层:第⑥层砾质粘土层,已经经过监理、地勘等部门的验收认可。
(2)按照《建筑地基础设计规范》(GB50007-2002)第3.0.1 条所述,该工程地基基础设计等级应为丙级,而现行设计、施工及验收规范,对丙级地基础的检测并无进行静载荷试验或相关替代试验的明确要求。
由于检测报告的滞后,至该报告提供时止,已有两栋建筑物完成主体二层。调阅此两个栋号的沉降观测记录,其最大沉降为1mm,最小为0mm,各观测点均匀沉降,符合《建筑地基础设计规范》第5.3.4 条的相关要求。
4.2 检测桩基的重新检验
事故处理基于以上实际情况,由建筑单位、施工单位、监理单位、设计单位及勘探单位五方质量责任主体共同决定,对此次桩基检测事故,应重新检测。施工单位应重新对各栋号进行抽芯检测,试验单位应重新选择,抽芯检测要达到以下目的:①重新检测桩身砼质量;②重新检测桩底沉渣厚度。
在建设单位、监理单位的监督下,四个栋号共抽取三根施工情况最不理想的桩,剥除承台,进行静载荷试验。施工情况不理想,指施工过程中地下水浸泡时间长、或桩底土质弱于其它部位、或桩底沉渣清理不理想的桩。
4.3 重新检测桩基的结果
施工单位依据《建筑变形测量规范》-JGJ8-2007 和《建筑地基基础设计规范》-GB50007-2002 的相关要求,经重新检测结果合格,对HA 市GAO 小区的桩基础工程同意验收。
关键词: 桩基础 工程质量 检测 措施
中图分类号:F253.3 文献标识码:A 文章编号:
1、引言
近几年,随着在各类基坑中开挖围护桩和承载基桩的广泛应用,桩基工程的施工质量越来越受到工程技术人员的重视。土木建筑工程中桩基础工程应用于建筑工程中,桩基础具有稳定性好、承载力高、变形量小、沉降收敛快等特性。随着建筑施工技术水平的提高,对桩的承载力、地基变形,桩基施工质量提出了更高的要求。
2、桩基础质量问题及其主要原因
桩基工程的施工是一项技术性十分强的施工技术,又是属于隐蔽工程,在施工过程中,如处理不当,就会发生工程质量故事。但由于目前尚无可靠快速的检测方法及时掌握并了解成桩过程中的质量,桩基础施工发生的质量问题,往往是多方面原因造成的。建筑工程的预制桩基础的工程质量问题不外乎桩位及桩身倾斜率超过规范要求;桩头碎裂;桩身(包括桩尖和接头)破损断裂;桩端达不到设计持力层;单桩承载力达不到设计要求。以上工程质量问题的主要成因分析如下。
2.1 桩顶偏位过大的主要原因
(1)测量放线有误,或样桩在施工过程中发生了位移;(2)插桩对中误差较大;(3)先沉人的桩被挤动偏位,在饱和软土地区的大片密集桩群施工时最易出现;(4)施工顺序不当,引起桩顶位移;(5)沉桩过程中桩尖遇到坚硬的障碍物。
2.2 桩身倾斜的主要原因
(1)施工场地不平;或地表松软,使打桩机倾斜;或打桩机导(挺)杆未校直;(2)插桩不正,底桩倾斜过大;或初人土时就发生倾斜;(3)桩身弯曲度过大;(4)桩顶与桩身中轴线不垂直;(5)桩尖偏心不对中;(6)桩垫或锤垫不平。
2.3 沉桩达不到设计控制要求的主要原因
(1)地质勘察资料与实际桩端持力层不符,持力层顶面标高变化大,预制桩长度不够;(2)沉桩时遇地下障碍物或厚度较大的硬夹层;(3)打桩锤能量太小,压桩机压力不够;(4)桩头被击碎或桩身被打断,无法继续沉桩;(5)在较厚的粘性土层中,沉桩中间休歇时间太久;(6)布桩密集或打桩顺序不当,使后打(压)的桩无法达到原先的设计深度。
2.4 桩身断裂的主要原因
(1)桩身制作质量不符合要求;(2)桩在堆放、吊运过程中已产生断裂或裂缝;(3)桩尖沿硬岩面滑移而将桩身整断;(4)桩身弯曲过大,偏心锤击;(5)桩尖进入硬土层后倾斜过大,误用移动桩架等强行扳回的方法纠偏易将桩身折断;(6)桩身自由段长细比过大,且桩尖已进入硬土层时,易将桩身打裂。
3、桩基础施工的质量检测
预制桩是在施工前已预制成型,再用各种机械设备把它沉入地基至设计标高的桩。预制桩的材料可以用钢筋混凝土、钢材和木材,其中钢筋混凝土预制桩可分为工厂预制和现场就地预制两种。由于预制桩需靠外力强制入土,在桩的施工过程中,桩周和桩端土受到挤密作用,在饱和软粘土中施工时,土结构受到破坏,并出现较高的超孔隙水压力,桩的承载力存在着显著的时间效应,同时在桩距较小,桩数较多时,会出现土体大量隆起和侧移,使已施工的桩上抬,桩端脱离持力层,大大降低单桩承载力。打入式预制桩在打桩过程中受锤击作用,桩身内产生锤击应力。从桩底反射的拉应力波将使桩身产生拉应力,这种拉应力有时会大大超过桩身砼的抗裂强度,使桩身拉裂或拉断。同时,锤击时冲击疲劳也是一个不容忽视的问题,每锤击一次,桩身就受到压应力与拉应力的交替作用,这将使混凝土内砂浆与粗骨料粘结面上原已存在的微裂缝逐渐扩展,强度随之降低,地下水的侵入还会使钢筋产生锈蚀作用。此外,预制桩在裁桩过程中,常用大锤横向击打桩顶,致使桩身断裂的现象屡见不鲜,而且横向击打桩顶的结果,还使桩身上部与周围土层脱空,大大减小了桩的横向承载能力,这是预制桩常见的质量通病之一。
对于以上的质量问题,应特别重视对桩身质量的检测,除了桩身混凝土质量进行检验外;施工完后尚应抽检桩的垂直度桩顶标高、桩位偏差和接桩质量等。同时,应按规范规定的数量进行桩身完整性检测,并根据工程的重要性、地质条件、设计要求、工程桩施工情况、对工程桩的承载力和变形性能进行静载试验或可靠的高应变动力检测。工程中桩基检测办法有:小应变应力波反射检测法,小应变应力波机械阻抗检测法,超声波检测法,大应变动力检测法,静载检测法,地震波检测法,抽芯检测法等。在一般的工地中,经常应用的是小应变应力波反射法检测,超声波检测法,抽芯检验法,这三种方法各有优点和缺点。小应变快速简便,对整桩桩径的变化,各部位混凝土密度的变化,支承桩端承情况能迅速作出判断。但对缺陷的定性量化不够明确,检测结果受影响的因素较多,检测时要求桩头基本规则、完整,浅部桩身基本顺直完整,没有附浆或严重变形的现象; 超声波相对准确,容易对缺陷程度作出判断。但用时较长,而且只能对测管之间的凝土进行了解,对缩径露筋、端承力判断则无能为力。检测时要求声测管与钢筋笼加工同时进行,应保持管洞顺直通畅,声测管间的平行与稳定,管内清水清洁,不得污浊或含其它杂质。抽芯检验用时太长,对桩有一定的损伤。检测时要求不能损伤到钢筋,每个孔的芯样基本能够排列完整,芯样断面基本吻合。由于工程中地基在不同地段,不同土层土质都不同,为了能客观有效地评价桩基施工质量;质量检测宜采用多种方式综合测定,桩基施工质量地基承载力有较大影响。 因此,在施工时应根据其工艺流程制定各工序质量控制关键点,层层把关,加强施工自检,监理旁站检查,以及业主及相关质量监督管理部门的监督检查,以确保工程的建设质量。
4、常见重大工程质量事故分析及处理
4.1 基坑开挖不当引起大面积群桩倾斜
软土地区施打大面积密集的预制桩以后,又要在这沉桩区内进行深基坑开挖,开挖深度浅则4~5m。我国沿海城市,在此开挖深度范围往往存在着淤泥等软弱土层,这就给基坑开挖带来许多困难,并引起桩身大幅度位移、 倾倒或折断,挖土引起基桩的倾斜,直接起因是挖土方法不当,挖土一般采用挖掘机,有时操作人员贪快图便,老在一处挖,将基坑挖得太深,而且将挖出来的土堆放在基坑边坡附近不运走,因而产生侧向压力,加上淤泥本身的流动性以及土体中未消散的超孔隙水压力乘机向开挖方向释放,加剧了淤泥向开挖方向流动,而基桩对水平力的抵抗能力小,于是随着土体的位移而向开挖方向倾斜,造成桩顶大量位移。桩顶位移过大,反映了有的桩下部已被折断。发生这样的工程质量事故时,先要弄清哪些桩报废,哪些桩还可使用,哪些桩应折减其承载力,然后根据实际情况进行补桩。 防止桩身倾斜的方法主要是:严禁边打桩边开挖基坑;开挖宜在打桩全部完成并至少相隔15天后进行;挖土宜分层均匀进行且桩周土体高差不宜大于1m;应制订合理的开挖施工方案和程序,注意保持基坑围护结构或边坡土体的稳定;基坑顶部周边不得堆土或其他重物等。
4.2 桩身上浮
如果多节桩的接头质量不好,桩身上浮的结果可能会把接头拉断,上节桩与下节桩脱离。这些脱节的桩经复打(压)后竖向承载能力可能还是较大的,但水平抗力很低,一般不适宜再使用。接头完好桩尖脱空的桩基工程,一般通过复打或复压,可按正常桩基使用。上海等地区施打大片密集的预制桩时采用设置袋装砂井、 打插塑料排水板等技术措施来降低超孔隙水压力,减少土体的隆起,收到了较好的技术经济效益。采用静力压桩机复压是处理桩上浮的另一种有效的补救措施。
5、结语
尽管目前此桩基施工工艺正日益完善。但往往由于各种质量因素的影响,往往使得成桩质量不理想。为了保证施工质量,采取正确的控制措施,采取先进的桩体质量检测手段以确保桩基施工质量就显得极为重要。
参考文献
[1] 吉林省桩基础工程质量管理规定.岩土工程界,2007年第8期.
[2] 赵志伟.桩基础工程质量控制之己见建材与装饰:上旬.市场营销,2010(3)
关键词:建筑工程;桩基础检测;检测方法;
0.引言
桩基础因具备施工工艺简单,单桩承载力高,沉降量小,场地适应性强等特点而广泛应用在高层建筑与荷载较大的建筑物中。桩基础质量易于控制,但地下水大或施工工艺控制不利时也易出现质量问题,特别是桩设计形式绝大部分是单桩单柱承受荷载,因此,如何提高检测精度,找出有质量问题的桩,就显得尤为重要。
1.桩基的检测方法
1.1 低应变动力检测
低应变动力检测主要包括:机械阻抗法、动参数法、应力波反射法、水电效应法等。这种检测方法能最大限度的保证桩身质量的完整性,且设备简单、费用较低、方法快速。但是这种方法也存在着一定的局限性:一是,不能有效区分纵向裂缝和水平裂缝,且对裂缝的实际长度和缺陷深度的位置计算不准确;二是,无法定量给出桩身缺陷程度,不能很好的判断多缺陷桩的波型。在低应变动力检测中,应力波反射法是应用最为广泛的方法,这种方法的原理是:先给桩一个脉冲力,应力波沿桩身传递,当遇到桩身阻抗有变化,如断桩、缩颈、扩颈、离析等缺陷时,应力波反射回到桩顶,并通过安装在桩顶的加速度传感器接收桩顶响应信号,在对这些信号进行分析处理后得到时域响应波形,根据该波形对桩身结构的完整性进行判断。
1.2 高应变动力检测
高应变动力检测主要用于检验桩身结构的完整性和估算单桩竖向抗压承载力。这种方法测得桩承载能力的过程是:将重锤提升到规定高度,然后脱钩,锤体自由下落,并通过锤垫打在桩顶上,当桩被打出一定贯入度后,桩与土之间便产生塑性位移,使桩侧和桩端土阻力得以发挥,从而测出桩的承载能力。显然,这种方法是通过检测重锤冲击桩顶过程中桩身某截面的力变量和运动变量来确定桩的单轴承载力和桩身的完整性。应用该方法,要求在距桩顶2倍桩径处的两侧表面,对称安装加速度传感器和工具式应力传感器,用于测量每次锤击力作用下的速度和力信号。
1.3 静载试验
静载试验分为单桩的静载试验和竖向抗压静载试验,其中,单桩的静载试验又分为抗压试验、抗拔试验和水平试验。静载试验是通过反力装置分级对桩顶施加垂直荷载,在每级荷载作用下按规定时间间隔测该桩桩顶的沉降量,从而获得可供分析判定桩顶沉降关系的Q-S曲线,当桩顶沉降量达到某条件或某数值时,就能求出该桩的极限承载力。对于竖向抗压静载试验,一般采用油压千斤顶作为加载装置,用锚桩反力架系统或压重平台作为反力装置,此外,应在千斤顶油路中并联精密的压力表,以控制加载量,同时,采用液压稳压系统逐级施加稳压恒载,并用机械百分表测量加载过程中的垂直位移。
2.桩的检测方法的选择
2.1 水泥土搅拌桩检测方法的选择
对于水泥土搅拌桩的质量控制应贯穿整个施工过程。水泥土搅拌桩主要有两种检测方法,一是成桩3 d内,用轻型动力触探检查每米桩身的均匀性;二是在一般桩成桩7 d,对搭接桩成桩15d时,量测成桩直径,并开挖桩头至停浆面下0.5m,目测检查搅拌的均匀性。
但是这两种方法存在一定的局限性,每项单体工程一般只能做三点,不能及时检验水泥土搅拌桩桩身质量,并且费用较高。具体来说,其局限性主要有:用轻型动力触探检测桩身均匀性的适用性较差,由于N10直观性较差,且很难深入桩身,因此,缺乏定量评价的依据,只能做定性的评价;当竖向承载水泥土搅拌桩地基竣工验收时,应采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验检验桩的承载力;开挖桩头只能检查桩身浅部的均匀性。
2.2 灌注桩检测方法的选择
在制定灌注桩的检测方案时,应根据检测目的、内容和要求,结合各检测方法的适用范围和检测能力,考虑设计、地质条件、施工因素和工程重要性等情况确定,此外,应结合检测中的经济合理性,在满足评价的前提下,实现灌注桩检测的快速经济。灌注桩的质量检测包括完整性检测和承载力检测,其中,完整性的检测方法主要有低应变法、声波透射法、钻芯法;承载力的检测方法主要有静载荷试验和高应变法。
实际工程中,通常要先考虑承载力的检测,此外,有关桩基规范也对此做了强制性要求,其中,有四种情况必须进行单桩竖向静载荷试验,即: 地质条件复杂、桩施工可靠性低; 挤土群桩施工产生挤土效应;设计等级为甲级的桩基; 本地区采用的新桩型或新工艺。高应变法是承载力检测的另一种方法,这种方法的优点是:检测相对快速、经济,同时,也得到了工程界的认可。该方法有一定的局限性,只有在有现场实测经验和本地区相近条件下的可靠对比验证资料时,才可采用这种方法,且该法适用于桩径较小、承载力不高的灌注桩检测。而不适用于大直径灌注桩的检测。这是因为大直径灌注桩发挥极限承载力需要很大的位移,而高应变检测所用的锤重有限,易造成桩锤系统匹配不好,不能有效“打动”灌注桩,所以,对于灌注桩的检测,应慎重高应变法。此外,由于灌注桩的截面和材质都不均匀,所以,灌注桩采集的信号质量低于预制桩,带有较大的不确定性和复杂性,计算的承载力可靠性降低。
2.3 粉喷桩的检测内容
粉喷桩的质量检验方法主要有:轻便动力触探试验法、静力触探法、静载荷试验法、反射波法、钻孔取芯法、现场足尺桩身无侧限抗压强度法等。喷粉搅拌桩是隐蔽工程,其施工质量受施工工艺、机具、施工人员的责任心等多种因素的影响。但是,对于粉喷桩的施工过程和成桩后的质量,缺乏科学的检测手段,没有一种公认的合理、方便、经济有效的检测方法。此外,粉喷桩的质量不易控制,且设计理论不够完善,从而使喷粉搅拌桩处理软地基的效果受到了一定的影响。但是,喷粉搅拌桩是目前一种快速、有效、经济的软基处理方法,其他方法都不能很好的对软土地基进行处理。所以,为保证喷粉搅拌桩的施工质量和软基处理的效果,不仅要进一步完善施工工艺、对施工机具进行改造,还应深入研究喷粉搅拌桩质量检测的方法,以及有效控制喷粉搅拌桩的施工质量。
3.结束语
静载试验是进行工程桩质量评价的主要检测方法,但是,静载试验存在检测数量的局限性和检测内容的单一性,因此,应综合动测结果,对基桩质量进行客观、准确的评价。此外,静载试验与反射波法的检测目的和检测内容不同,检测结论可能会出现对立,但不存在矛盾,因而,不能以哪一种方法为准,更不能以一种方法检验另一方法的检验结果。
参考文献
[1]黎昌勤.科学的检测手段在发现和指导处理桩基础工程质量隐患中的作用[J].工程质量,2014,01:48-53.
[2]李佳,吴宗土,包寅杰.基桩桩身完整性检测与承载力检测方法选择的重要性分析[J].中国水运(下半月),2014,04:345-346+349.
关键词:软土地基;管桩基础;锤击;静压检测;监测
Abstract: the pile foundation treatment is a very difficult problem, in this paper, through the process of a case of monitoring, this paper expounds the pile foundation processing steps, and hammer the PHC pipe pile vertical bearing capacity of the single pile construction parameters and values of the choice, and Ⅲ and Ⅳ kind of pile of processing method, put forward views and Suggestions.
Keywords: soft soil foundation; Pile foundation; Hammer blow; Static pressure detection; monitoring
中图分类号:TU4文献标识码:A 文章编号:
1 工程概况
某小区的小高层住宅楼工程位于江门市江海区,设计由1#、2#、3#和4#四座群楼组成,地下为整体 1 层,地上的四幢群楼为 6~9层,总建筑面积 26062m2, 地下室剪力墙结构,主体框架结构, 抗震设防烈度 7 度,基底面积 8000 m2。基础采用 D=400mm、壁厚 95mm 的 AB 型 PHC管桩(该工程采用静压法压桩) , 总桩数300根 , 设计单桩竖向承载力特征值 Ra=1200KN, 桩的人土深度 25~30m。
工程桩基础施工于2008年9月份,正是江门地区台风雨水的季节,由于工期比较紧,故地下室在后浇带位置分开,先对1#楼部份的基础管桩工程和上部结构工程进行施工。业主方把桩基础部分施工分包,桩基础分包单位对地质条件不太清楚,采用1台JP2-300T型全液压步履式反静力静压桩机施工,造成施工期间曾因为地面土质下陷造成压桩机的陷机情况,导致附近的基桩被推斜或推断。业主方没有及时对有关单位或专家反应情况,而是采用表层回填300~500mm的砖头和石渣来处理压桩机陷机问题。下述为1#楼所发生的桩基础事故处理过程的监测概述。
2 工程地质概况
本工程场地勘察深度范围内土层可细分为5个工程地质单元,依次为①素填土、②淤泥质土、③粉质粘土、④全风化片岩、⑤强风化片岩。该场地基岩埋藏较深,大部分在 20m 以下且强风化岩面上的覆盖层土质软弱 , 标贯击数较低 , 而强风化岩表层中有标贯击数很高的硬夹层 , 类似于 " 上软下硬 , 软硬突变 " 的场地 , 给管桩的施工带来一定的难度。土层分布见表l 。
表l场地内各土层分布表
注:表中数据均取自本工程岩土工程勘察报告。
3 基桩检测情况
打桩结束后,我们对本工程桩基分别进行了低应变 (PIT) 和静载荷试验检测。
(1)低应变 (PIT)动测。低应变检测数量为256 根,仅发现І类桩185根,占所测桩数的72.3% ;Ⅱ类桩0根,占所测桩数的0%;Ⅲ类桩36根,占所测桩数14%;Ⅳ类桩35根,占所测桩数13.7%。
(2)静载荷试验。本工程基桩在基础开挖前做了3根单桩静载荷试验。试验结果3根桩的竖向抗压极限承载力均大于2400kN,满足设计要求。
(3)抽取第249号Ⅳ类桩桩的低应变检测结果见图1。
图1事故桩低应变检测曲线图
4 事故原因分析
(1)断桩原因分析。首先排除设计原因。因为设计布桩已经考虑了打桩挤土效应,桩间距最小也达到3倍桩径,说明断桩不是压桩过程中桩间土挤压造成的。其次,排除机械挖土的原因。土建单位机械开挖前,经过现场勘测,肉眼已经发现部分露出地面的管桩发生倾斜现象。再次,排除PHC管桩在吊装、运输、堆放过程中折裂的可能。管桩进入工地时都经过了验收,有齐备的检验合格文件;现场面积宽广,堆放大都为单层平放;管桩施工过程中的吊立就位、垂直度校准均得到监控,并有详细记录。
根据地质报告显示,桩的上半部处在流塑~软塑状淤泥质土和粉质粘土中,土的抗侧压性能很差,对桩体的束缚力弱;下半部处在中密~密实的粉砂土中, 土的各项力学指标均较好,承载能力强,桩身在粉砂土中得到了很好的限制。桩身集中在软~硬土层 (即2层与3层土)交界面附近断裂,说明桩上部受到了很大的水平挤压力。这个水平力会在软~硬生层交界处产生很大弯矩。当弯距超过桩身预应力钢筋混凝土抗弯能力时,桩身就会开裂破坏。这个水平挤压力应该是由350T重的静压桩机在软土中行走时所产生的,是造成此次管桩大面积断裂的直接原因。
另外,在成排连续施工的桩中,断桩桩顶倾斜方向的一致性与桩机行走路线直接相关,也有力地佐证了上述论断。
(2)桩基开挖时没有严格按照土方开挖方案进行,使用PC220等的大型勾机进行表土开挖,土方开挖前做了低应变检测,Ⅲ~Ⅳ类桩合共只有60根,但开挖完成后的复查,却增加到了71根,由此可见挖机的碰损和挤压加重桩基的损坏和Ⅲ~Ⅳ类桩的增加。
5 桩基处理方案
根据基桩检测报告建设单位召集了有关各方共同研究处理方案,并聘请专家组出具了咨询报告,根据管桩损坏的不同程度和平面分布情况,设计部门采取了以下处理方案:
(1)有较浅轻微损伤的桩基(Ⅲ类桩)处理方法:对于微创伤的桩体(按低应变PIT检测结果),根据创损的深度位置,先把桩心里的杂物清理出来,孔内壁清洗干净,抽干孔内积水,安放钢筋笼,用高强度混凝土灌注至桩顶,且采用小型振动棒进行插入振捣。对分散的微创伤桩,适当增加承台截面尺寸,同时增设纵横地梁,与临近承台拉接起来,以提高承台的承载能力和稳定性。
(2)有损伤在较浅(-2.5~-5m)位置的Ⅳ类桩处理方法:制定专项土方开挖方案,对有损伤的桩进行独立开挖,开挖深度至损伤位置以下lm处,然后把损伤位置以上桩体吊走,把桩心里的杂物清理出来,孔内壁清洗干净,抽干孔内积水,安放钢筋笼,用ф600的水泥管做模,然后灌注高强度混凝土至设计桩顶标高。
(3)有损伤在较深(-6m以下)位置的Ⅳ类桩处理方法:A.弃用原来压桩的液压履带式反静力静压桩机施工,而是使用桩机重量较轻的柴油锤式击桩机,柴油锤式击桩机的重量在25~30T之间,因为柴油锤击桩机是滚筒行走,重量均布在较宽的枕木上,减小集中荷载,使在施工时产生对附近管桩的压力减至最小。B.合理安排打桩路线,避免打桩时产生的土压力对旧有存在较小损伤的桩体产生影响,若因桩距太短小于1.5m时,按设计要求必须进行跳打。C.在桩机行走路线的地方有不少已完成的管桩,为防止在桩机行走工程中对这些桩体造成破坏,所以要在补桩回填土方之前,先对这些管桩进行锯桩和捣桩芯砼的工作,再回填土方,把这些管桩埋在土方下,并且使桩顶面距离泥面不少于1.5m,使桩机能顺利进行打桩施工。
6 桩基础处理完成后的主体沉降监测情况
(1)在全部桩基础工程处理完成后,对原来的Ⅳ类桩抽取了2根进行静载荷试验,2根桩的竖向抗压极限承载力均满足设计要求。其试验结果见表2。
表2 处理后的桩静载荷检测结果
试验编号 工程桩号 桩长(m) 桩径(mm) 单桩承载力特征值(KN) 极限承载力(KN) 最大沉降量(mm) 残余沉降量(mm) 承载力特征值对应沉降量(mm)
1 249 25.0 400 1200 ≥2400 10.9 3.01 4.30
2 补272 23.7 400 1200 ≥2400 13.36 4.99 5.74
(2)由于工程地基出现了问题,施工方为了保证主体工程质量,严格按《JGJT8-97建筑变形测量规程》规范制定沉降观测监控措施:
A.完成地下室剪力墙柱混凝土后,立即采用了的DZS2型水准仪和精度铝合金水准尺对该幢号工程进行了沉降观测点的埋设和观测工作。根据工程的特点布局、现场的环境条件制订测量施测方案,由建设单位提供的水准控制点(或城市精密导线点)根据工程的测量施测方案和布网原则的要求建立水准控制网。依据沉降观测点的埋设要求或图纸设计的沉降观测点布点图,确定沉降观测点的位置。在控制点与沉降观测点之间建立固定的观测路线,并在架设仪器站点与转点处作好标记桩,保证各次观测均沿统一路线。
B. 根据编制的工程施测方案及确定的观测周期,首次观测应在观测点安稳固后及时进行。首次观测应按设计好的位置埋设沉降观测点,等临时观测点稳固好,进行首次观测。首次观测的沉降观测点高程值是以后各次观测用以比较的基础,并且要求每个观测点首次高程应在同期观测两次后决定。因为基础出现了问题,故按周一次的时间间隔严密观测工程的各部位沉降情况,直至竣工。
C. 根据各观测周期平差计算的沉降量,列统计表,进行汇总。 绘制各观测点的下沉曲线图,做好观测记录存档和上报工作。
D.工程观测结果见下表3。
表3 工程沉降观测结果一览表
注:沉降按每周一次进行监测,直至七层面时各观测点均均匀沉降,符合设计和有关规范要求。
7 后续工程按处理方案施工的监测情况
(1)后续开工的2#楼工程上采用了柴油锤击桩机进行桩基础施工,严格按照编制的基础土方开挖方案执行,采用PC60小勾机进行土方开挖,严禁载重汽车进入桩基范围,且在管桩施打工程中进行严密监控,减少管桩倾斜现象。
(2)在2#楼的桩基开挖后,没有发现出现1#楼桩基的情况,从而说明采用上述措施是可行的。所以后续的3#和4#楼施工可以按照2#楼的桩基础施工方法进行推广施工。
8小结
本工程庆幸开始时因为资金原因分拆了1#楼先进行桩基础施工,避免了四幢群楼同时大面积的桩基事故现象,但值得反思得是:(1)本次监测详实地反映了1#楼桩基础的质量事故情况,1#楼处本来为一口鱼塘,由于业主方为了节省成本和时间,回填素土,堆填时间只有短短的一个月,且在雨水季节进行桩基础分部施工,没有听取有关专家和单位的建议盲目进行日夜抢工期施工,桩基础施工没有通知有关单位进行监测,桩基础施工单位发现问题没有及时停工上报,造成开挖时发现才处理,造成更大的损失,从上述数据结果可知,现场各分部分项工程的施工监测是多么重要。(2)基础质量监控时,必须考虑多种条件因素,尤其应考虑场地地质条件对施工的影响,勘察单位遇软土地基时,应提醒建设、设计、 施工各方,静压管桩方案应用时必须考虑地基土承载力低,可能影响基桩施工。可提出合适的地基预处理方案,如基土面进行一定深度的换土、软土中打砂桩、在条件允许下使用锤击桩等。(3)对已发生问题的桩基础,必须正视问题,严禁弄虚作假,对社会负责,对人民负责,及时反映,积极配合问题处理,一定不要使一般的桩基施工问题发展成严重事故,工程的各分部施工和监测工作都是密不可分的,往往一个细节的错漏,造成大的经济损失和不良的社会影响。(4)本工程对 IV 类桩进行了补桩处理 , 但对修补后满足竖向承载力要求的Ⅲ类桩则未作处理。从结构上考虑本工程桩基以承受竖向压力为主,低应变 (PIT)检测结果显示工程桩缺陷一般在2.5~6m 范围,在按设计及有关专家的措施进行修补后竖向承载力满足竖向承载力要求的,我们认为是可以接受的,但并非认为Ⅲ类桩就不需处理,只是目前尚未有可行的办法。对该类桩通常的做法是把基桩内腔中的泥水清洗抽干,放下钢筋笼和灌注桩芯混凝土,但工期长且费用高,尤其是桩心的堵塞清理,其实际处理效果会不理想,事实上在背水面 ( 桩内腔 ) 灌注混凝土是无法达到封堵桩身混凝土裂缝的效果的,希望有关部门及科研单位作进一步的研究并提出相关规定。
参考文献
[1]GB50009-2001 建筑抗震设计规范。
[2]DBJ15-31-2003 广东省建筑地基基础设计规范。
[3]JGJ106 建筑基桩检测技术规范。
[4]DBJ/T15-22-98 预应力混凝土管桩基础技术规程。
[5]JGJ9444 建筑桩基技术规范。
[6]JGJT8-97建筑变形测量规程。
【关键字】桩基础;测量;建筑施工
1 工程测量的意义
所谓的工程测量是指在工程建设的设计、施工和管理各阶段中进行测量工作的理论、技术与方法。工程测量是综合性的应用测绘科学与技术,是测绘科学与技术在国防建设和国民经济中的直接应用,它为工程建设直接提供服务。按照工程测量所服务的工程种类分类可分为线路测量、建筑工程测量、矿山测量、城市测量、桥梁与隧道测量和水利工程测量等。按工程建设的进行程序,工程测量又可以分为规划设计阶段的测量,施工兴建阶段的测量和竣工后的运营管理阶段的测量。此外,还将用于大型设备的变形观测和高精度定位称为高精度工程测量,将以电子全站仪或地面摄影仪为传感器在电子计算机支持下的测量系统称为三维工业测量;而将摄影测量技术应用于工程建设称为工程摄影测量。
2 建筑工程桩基础施工测量技术要求
设计和施工单位不是按测量中误差来要求建筑工程的尺寸和精度的,而是按设计长度和实际长度之比的误差来要求的,对尺寸、长度、精度要求分为2种:一是建筑物桩位轴线对其主轴线的相对位置精度。二是周围建筑物与建筑物外廓主轴线相对位置的精度,也就是新建筑物的定位精度。
2.1 建筑物轴线测设的主要技术要求。一般是根据设计单位或建筑设计所提供的基准线与新建筑物的相关数据或测量控制点,来进行对建筑物桩基础定位测量,首先应对建筑物进行定位测量,测设建筑物定位矩形控制网,然后根据定位矩形控制网,对建筑物桩位轴线进行测设,最后由桩位轴线来测设承台桩位。
2.2 对高程测量的技术要求。引测必须要以设计或建设单位提供的水准点,作施工测量的高程。在此之前,要先对原水准点的高程进行检测。确认没有错误后才能使用,设置水准点(在拟建区附近),其位置不应受施工影响,便于保存和使用,一般不得少于2~3个的数量水平,一般选用附近永久性的建筑物作为水准点或应埋设水准点。高程测量可按四等水准测量要求和方法进行,环线闭合或附合差以km为单位,不应大于±20Lmm,L为水准路线长度。一般用普通水准仪散点法测量桩位点高程,其误差不能大于±1cm。
3 桩基础工程测量的有效措施
3.1 建筑物定位测量。通常我们进行定位测量,首先根据设计所已经给定的条件,对建筑物的进行定位,将建筑物外廓主轴线测设到地面上的交点,来作为依据,进一步测设建筑物桩位轴线。
3.1.1 为了便于桩基础施工测量,可以编制桩位测量说明书和放线图。(1)确定定位轴线。为方便施测放线,对于那些外形整齐成矩形的建筑物,选取的定位主轴线一般是用外廓墙体的中心线。相反的,对于那些外形不规则的复杂建筑物,常常用桩位轴线来定义承台桩的定位轴线,而以圆心轴线和十字轴线作为定位主轴线。(2)建立的施工坐标系统要与建筑物定位的主轴线相互平行,必须根据所标定的桩位平面图的尺寸,一般从建筑物西南角的定位矩形控制网控制点算起。(3),对所有桩点进行统一编号时,应该根据桩位平面布置图,以避免测设桩点时产生混乱,由建筑物的西南角开始,编号按照从下而上、从左到右的顺序(4)计算建筑物主轴线、定位矩形网、桩位轴线和承台桩位测设数据,并对有关数据在桩位测量放线图上进行标注。(5)拟定高程测量方案,必须从设计所提供的水准点出发。
3.1.2 建筑物的定位。因为给定的定位条件的不同,建筑物主要有5种不同形式的定位:(1)依据道路中心线定位;(2)依据原建筑物定位;(3)依据三角点或导线点定位;(4)依据建筑物施工方格网定位;(5依据城市建设规划红线定位。
3.1.3 据导线点或三角点定位建筑物,对建筑物定位矩形网测量,由于工程复杂程度、大小不同,一般有以下几种方法:
(1)主轴线法。复杂的建筑物或主轴线法大型厂房,因要求较高精度的定位,采用这种方法达到定位要求,因为主轴线法测设误差分配均匀,要求严格,精度高,但工作量大,主要适用于复杂建筑物或大型工业厂房的定位测量。
(2)定位桩法。若需要对A、B、C、D建筑物测设时,必须首先对A’和B’两点测设,然后由此出发,进一步对C’和D’测设,最后,在以定位矩形网为基础,建筑物定位ABCD建筑物所有的桩位轴线,这种定位测量适用于精度要求不高的中小型厂房和一般民用建筑
3.2 建筑物桩位轴线及承台桩位测设
3.2.1 桩位轴线测设的质量控制
桩位轴线测设是以建筑物定位矩形网为基础,进行桩位轴线引桩的测设,一般用经纬仪定线精密量距法,并且采用内分法。而一般采用极坐标法来对复杂建筑物圆心点进行测设,对所测设的桩位轴线的引桩,其中心点位应选在木桩顶上,用钉小木桩的方式,这样便于使用和保存,要求在引桩周围撒上白灰。在完成桩位轴线的测设后,应及时检测桩位轴线的长度和桩位轴线间长度,要求设计长度与实量距离的差值,对单排桩不超过1cm,对群桩不超过2cm。
3.2.2 建筑物承台桩位测设的质量控制。
建筑物承台桩位的测设进行测试的基础是桩位轴线的引桩,根据地上建筑物的需要,桩基础设计可以分为单排桩和群桩。规定1-2根为一组的称为单排桩,而3-20根桩为一组的称为群桩。群桩的平面几何形状可以分为:矩形、正方形、三角形、椭圆形、圆形、多边形等。实际测设时,应根据设计中给定的承台桩位与轴线之间的关系,选择线交会法、直角坐标法、极坐标法等方法测设。对于测设复杂建筑物的承台桩位,大部分不能直接利用设计所提供的数据,首先要对数据进行换算。在测设后的承台桩位,为方便进行桩基础施工,应打入小木桩作标志,并撒白灰。承台桩位测设后,要保证本承台桩位间的实测距离与设计长度之差小于2cm,并且保证相邻承台桩位间的实测距离与设计长度之差小于3cm。满足要求后,才能转交桩基础施工单位进行桩基础施工.
4 工程测量学的发展展望
4.1 作为多传感器集成系统的测量机器人在人工智能领域进一步发展,应用范围也将进一步增广,影像、数据处理方面的能力进一步提高。
4.2 在大型工程建设,以及变形观测数据处理中,将发展信息系统,并进一步结合地球物理、大地测量、水文地质以及土术建筑等学科,以解决灾害预防和环境保护、工程建设和运行期间的安全监测等问题。
4.3 工程测量将从3维工业测量、土木工程测量不断扩展知道到科学的人体测量。
4.4 多传感器的混合测量系统将会被人类广泛的应用于各个领域,如GPS接收机、测量机器人等,可在全国全国范围内进行各种监测工作,而无需任何控制网。
4.5 GPS、GIS等技术将密切结合工程,在设计、勘测、管理方面发挥重大作用。
4.6 大型复杂的设备和建筑的三维测量、质量控制、几何重构等将成为工程测量学发展的一个特点。
5 结语
随着工程技术的不断发展,对测量工作提出了新要求,而现代科技和测绘新技术的发展,也使得工程测量面临着严峻的挑战和极佳的机遇。尤其随着全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、数字化测绘、地面测量等先进技术不断进步,工程测量的方法和理论也发生了巨大的变化。工程测量领域在不断延伸,向着测量数据采集和处理的自动化、数字化和实时化的方向发展。
参考文献
【关键词】 静压桩;基础施工;周边房屋建筑;影响;控制对策
一、前言
在当今的工程施工建设中,静压桩在工程施工建设中具备着工艺简单、质量可靠、施工速度快、无污染、工程造价低、检测效率高的特点,因而在目前的各类基础工程中得到广泛的使用。但是同时它在施工中对于周围环境的影响较大,因此在施工中如何保证周围安全问题已成为静压桩施工的主要难题之一。本文结合工程实例,就静压桩基础施工对周边房屋建筑的影响进行了分析,并提出了控制对策,以供同仁参考。
二、静压桩基础施工对周边建筑的影响工程案例分析
例1:某住宅小区第三期续建工程开工,建筑面积48102m2,框剪结构M地下1层,地上23层,地基基础形式为预应力管桩筏板基础。该场地地质条件复杂,场地地貌属河流阶地地貌,原为多年鱼塘,后经人工回填整平,地下水位高,地下水对基坑开挖影响较大,场地地下水主要为潜水和岩溶裂隙水,赋水层透水性能较强。场地局部地面起伏较大,土层种类较多,变化较大,物理力学性较差,存在高压缩性软弱土;周边环境复杂,东北侧10m有排新建十三层住宅楼、西南侧10m是一层80年代的砖瓦厂房,东南侧15m为在建八层住宅,西北侧和东南外侧是校道。该基础工程基坑最深处高6m,基坑开挖前采用了预应力锚杆、高压旋喷桩与挡土桩联合支护。桩基础施工期间恰逢夏季强台风季节,基坑积水严重。静压桩施工时必须对基坑进行井点降水。本工程采用静压桩施工,压桩按从东北往西南的顺序进行。桩基础施工2周后发现西南侧砖瓦厂房的地面和墙体出现了细微裂缝。随着静压桩施工进入后期,厂房地面和墙体出现了严重开裂,房屋出现结构安全问题。
例2:某住宅小区开工,建筑面积64650m2,框剪结构/地下2层,地上28层,地基基础形式为预应力管桩筏板基础。该场地地势高差大,西南侧高,西侧为上坡公路,北侧20m为一栋2009年建成的框架/8层独立柱基础住宅楼,南侧是围墙,与围墙隔条台阶路为民宅群,距离基坑边界10m,东侧15m靠南端围墙边有两栋80年代、片石基础、砖混二层房屋,东侧15m靠北端是一栋新建成的独立柱基础框架/8层住宅楼。本工程采用静压桩施工,打桩按从西侧往东侧的顺序进行。静压桩施工前期周边房屋地面、墙体未出现有新裂缝。随着静压桩施工,小区工地东侧围墙边两栋砖混房屋均出现厨房及地面起拱、开裂、墙体多处斜裂缝等严重房屋质量问题;南侧围墙墙体开裂、错开,随时有倒塌的危险;围墙外台阶严重起拱、开裂。为确保安全及时对人员进行了疏散和安置,并拆除围墙、重新设置排水沟。
在整个预应力静压管桩基础施工过程中,东侧北端新建住宅楼的地面和墙体均未发现裂缝现象,居民反映强烈的是压桩时基础土体振动太大,担心对房屋结构有影响。鉴于工程后期静压桩施工的影响过大,经建设单位与设计等单位协商,变更桩基础类型为CFG桩,并严格控制桩施工进度。工程采用CFG桩后,周边房屋未发现有明显新裂缝。
案例3,某商住小区11栋开工,建筑面积90080m2,框剪结构M地下1层,地上19层,地基基础形式为预应力管桩筏板基础。该场地为剥蚀丘陵地貌,复杂性一般,地势平坦,除存在粉质粘土中的中风化砂岩孤石、下卧软塑状粉质粘土及灰岩中的溶洞外未发现其它不良地质现象。场地基坑槽开挖深度4.50m,西侧5米距离是片石基础围墙、围墙外有排90年代初的砖混/2~3层民宅群,其余周边空旷。该工程采用静压桩施工,打桩按从中间向两边、从东侧到西侧的顺序进行。随着桩基础施工,周边出现房屋倾斜、间距增大,围墙、墙体、地面多处开裂等质量问题。当年8月持续强降雨,湿陷性粘土边坡失稳造成西侧南端的3户房屋下方30m长度的挡土墙倒塌,房屋出现结构安全问题。
(1)静压桩基础施工对周边房屋影响的原因分析
高层建筑预应力管桩基础采用静压法施工时产生的挤土和振动效应是引起周边房屋结构与安全问题的主要原因。一方面静压桩属于挤土桩,在压桩施工过程中产生的挤土效应主要反映在软弱土层中的侧向挤压作用,后续施工的桩会对周围已设置好的桩产生较大的水平侧向压力。当土体中存在有硬壳层土时,后续施工的桩的水平侧向压力使硬壳层和软弱土层产生侧向位移,与桩体积等量的土体向桩周边发生位移,引起地基土体的水平位移和地表隆起;另一方面,静压桩施工时会对桩基础土体产生振动效应,特别是在压桩后期土体受到瞬间振动荷载超过其本身的极限值,从而使地基基础和上部建筑的构件失稳。因此,在高层建筑预应力管桩基础施工中有效估计压桩产生的挤土和振动效应及并采取有效措施减少挤土和振动带来的影响就显得非常重要。
在实例1中虽然深基坑工程开挖前已采取支护措施但是场地地质复杂、压桩挤土效应在软弱土层中的侧向挤压作用明显,同时施工期雨水和地下水丰富,基础施工期过度抽水引起地下水位变化,厂房基础沉降不均匀造成厂房裂缝加剧,出现严重安全隐患。在实例2中基础施工后期静压桩产生强大的挤土、振动效应影响和压桩速率过快导致桩基础周边土体急速剧烈的挤压、位移引起地表隆起、墙体开裂等严重影响。在实例3中引起房屋出现结构安全等严重影响的原因是:一方面基坑边坡土体受到静压桩施工产生的挤土和振动效应扰动后,结构发生变化、自稳能力降低;另一方面是由于季节性持续强降雨时大量雨水渗入片石基础围墙下方的湿陷性粘土中,引起边坡失稳,挡土墙倒塌,房屋结构出现安全问题。
(2)控制和避免静压桩基础施工对周边房屋产生的不良影响的对策
首先要控制和避免静压桩基础施工对周边房屋产生的不良影响,必须建立基坑和周边建筑的变形观测,设置预警机制。高层建筑基坑施工特别是深基坑施工容易对周边环境产生较大影响,基坑开挖会引起基坑底部隆起、围护结构变形以及围护结构后地表和邻近建筑物的变形,其中围护结构后地表的变形对周边环境的影响最为直接。基坑工程要综合考虑地质条件、周边环境、主体地下结构、雨季施工及支护结构使用期等因素,因地制宜、优化设计、精心施工、严格监控。
其次是要采取有效措施减少压桩产生的挤土和振动效应,努力把静压桩基础施工对土体产生的不良影响降至最低。常用的措施有:开挖地面防挤沟;设深部应力释放孔;引孔压桩,先钻孔取土,再压桩;合理安排施工及压桩的顺序和间歇时间;严格落实第三方监测和施工监测等。
三、结语
实践证明,要控制和避免高层建筑静压桩基础施工对周边房屋产生的不良影响,关键是要抓好源头,要从事后处理向事前防范转变;要进一步落实建设工程参建各方主体的质量安全责任;要加强监管力度,加大桩基工程检测及验收力度,确保高层建筑基础工程质量和安全。
参考文献
[1]廖伟,张彬.桩基施工对邻近既有建筑物影响的分析概述[A].广东土木建筑学会地基基础专业委员会.2008学术会议论文专刊[C].2008.
关键词:LNG储罐 试桩 检测方法
中图分类号:TU473.1文献标识码: A 文章编号:
1、引言
桩基质量是储罐安全与可靠的先决因素,桩基检测也就显得尤为重要,常见的检测方法有竖向抗压静载试验、水平静载试验、基桩高应变动力检测、低应变法、声波透射检测。根据本项目工程情况,按照建筑基桩检测规范(JGJ106-2003)规定[1],最终采用了声波透射检测、单桩竖向抗压静载试验、单桩水平静载试验、高应变动力检测综合检测钻孔灌注桩的质量。
2、工程概况
广西液化天然气(LNG)项目储罐桩基(试桩)检测工程施工项目位于北海市铁山港石化作业区,地理坐标为东经109°15'~109°45',北纬21°26'~21°40'。属中国石化天然气分公司广西液化天然气工程项目部项目。
本项目试验桩采用大直径钻孔灌注桩和后注浆钻孔灌注桩,桩径均为1200mm。I型桩长40m,旋挖灌注桩8根,其中露出地面1.0m的高承台桩基4根;II型桩长35m,后注浆钻孔灌注桩4根。I、II型桩单桩竖向承载力特征值为5000kN,I型桩水平承载力特征值为550kN,其中I型桩竖向抗压静载试验和水平静载试验各4根,II型桩只做竖向承载力试验。单桩竖向抗压的加载采用慢速维持荷载法,水平静载试验方法采用单向多循环加卸载法。检测项目与工作量见表1,试桩布置见图1。
表1 检测项目与工作量表
检测目的
通过基桩声波透射法检测分析桩身结构完整性;通过单桩竖向抗压静载试验和水平静载试验分别确定单桩竖向极限承载力标准值和水平静载试验检验水平承载力,为工程基桩的设计提供依据;通过基桩高应变动力测试,判定单桩竖向极限承载力,并进行同条件动静对比分析。从而确定施工工艺和成桩参数,为工程桩的设计、施工和监理提供依据。
4、检测方法
4.1 声波透射检测
混凝土灌注桩声波透射检测的工作原理[2]:在被测桩内预埋若干根竖向相互平行的声测管作为检测通道,将超声脉冲发射换能器与接收换能器置于声测管中。管中注满清水作为耦合剂,由仪器发射换能器发射超声脉冲,穿过待测的桩体混凝土,并经接收换能器被仪器所接收,判读出超声波穿过混凝土时的声时、接收波首波的幅以及接收波主频等参数。由仪器的数据处理与判断分析软件对接收信号的各种声参量进行综合分析,即可对桩身混凝土的完整性、内部缺陷性质、位置以及桩混凝土的总体均匀性等级做出判断,完成检测工作。桩身完整性类别见表2。
表2 桩身完整性分类
4.1.1 检测仪器与设备
① 检测仪器系统包含信号放大器、数据采集及处理存储器、径向振动换能器等;
② 检测仪器具有发收功能;
③ 声波发射用高压阶跃脉冲或矩形脉冲,其电压最大值≥1000V,分档可调节;
④ 接收放大器与数据采集是否符合规定。
4.1.2 声波透射检测结果
根据桩基检测规范,桩基完整性检测的结果为:I型桩大直径钻孔灌注桩1#~8#,除4#桩距基准面深7.70~9.20m桩身有明显缺陷,属Ⅲ类桩外,其他7根桩身完整性较好,属I类桩。4根II型桩后注浆钻孔灌注桩桩身完整,属I类桩。
4.2 单桩竖向抗压静载试验
桩基工程中,单桩竖向承载力的确定十分重要,本次检测通过现场试验确定单桩的竖向承载力。荷载作用于桩顶,桩降产生位移(沉降)。可以得到每根试桩的Q~s曲线,它是桩破坏机理和破坏模式的宏观反映[3]。此外,静载试验过程,还可获得每级荷载下桩顶的沉降随时间的变化曲线,它也有助于对试验成果的分析。
4.2.1 试验加载装置
试验加载装置采用压重平台反力装置,由反力梁、配重体及千斤顶等设备组成。本次试验采用3台QF500t型千斤顶加载,加载能力为15000kN;千斤顶并列平放于试桩中心,确保千斤顶的出力通过试桩中心。采用超高压电动油泵给千斤顶泵油加压。本次试桩的试验将安放1500吨混凝土块在压重平台上,压重宜在检测前一次加足,并将混凝土配重块(包括替代物)均匀稳固地放置于平台上,以使千斤顶的合力中心与桩轴重合。
4.2.2 荷载与沉降的量测仪表
荷载采用联于千斤顶的压力表测定油压,根据千斤顶率定曲线换算荷载。试桩沉降采用大量程百分表测量。在桩顶面上正交直径方向对称安置4个大量程百分表。
4.2.3 试验加载方式
试验加载方式采用慢速维持荷载法,即逐级加载,每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载,直到试桩破坏,然后分级卸载到零。
4.2.4 单桩竖向抗压静载试验检测结果
单桩竖向抗压静载试验检测结果见表3,根据《建筑桩基检测技术规范》(JGJ106-2003)可确定, 4根I型桩(1~4#)的单桩竖向抗压极限承载力统计值为10725kN,单桩竖向承载力特征值取5326.5kN; 4根II型桩(9~12#)的单桩竖向抗压承载力统计值为14300kN,单桩竖向承载力特征值取7150kN,II型桩与I型桩相比承载能力较强,试验检测结果均能够满足设计的要求。
表3 单桩竖向抗压静载试验结果汇总表
4.3 单桩水平静载试验
单桩水平静载试验确定单桩水平承载力。储罐桩基要考虑地震作用和台风作用,所以必须给出基础的水平抗力,因而也必须确定桩基的水平承载力。
4.3.1 试验加载装置
由反力桩、钢梁、传力柱组成,采用千斤顶施加水平力,水平力作用线应通过地面标高处(地面标高应与实际工程桩基承台底面标高一致)。在千斤顶与试桩接触处宜安置一球形铰座,以保证千斤顶作用力能水平通过桩身轴线。
4.3.2 位移及荷载的量测仪表装置
荷载采用联于千斤顶的压力表测定油压,根据千斤顶率定曲线换算荷载。每一试桩在力的作用水平面上和在该平面以上50cm左右各安装二只百分表(下表测量桩身在地面处的水平位移,上表测量桩顶水平位移,根据上下表位移与上下表距离的比值求得地面以上桩身的转角)。试验采用单向多循环加卸载法。
4.3.3 加卸载与位移观测
荷载分级:取110kN作为每级荷载的加载增量。
加载程序与位移观测:每级荷载施加后,恒载4min测读水平位移,然后卸载至零,停2min测读残余水平位移,至此完成一个加卸载循环,如此循环5次便完成一级荷载的试验观测。加载时间应尽量缩短,荷载应在1min内完成从零加至某级荷载;测量位移的间隔时间应严格准确,试验不得中途停歇。
4.3.4 终止加载条件
本次试验当桩身折断或水平位移超过30mm~40mm时,即可终止加载。
关键词:出口基地;现状分析;启示;湖南省
中图分类号:F74 文献标识码:A
文章编号:1005-913X(2016)02-0008-02
出口基地是我国和各省鼓励出口的重要举措,近年来,从国家到各地都出台了各种类型的出口基地建设规划和办法。作为我国中部大省,湖南省十分重视出口基地建设对促进外贸转型升级、提升外贸竞争力的重要作用,通过开展省级出口基地认定、推荐认定国家级出口基地、支持出口基地外贸公共服务平台建设等措施,先后认定和培育了一批出口基地,全省出口基地整体水平有了较大提升。湖南省商务厅统一部署,于2014年3月采取问卷调查和实地调研相结合的方式,对全省出口基地建设情况进行了一次全面调研摸底,掌握了本省出口基地建设的现状和存在的问题,为进一步做好出口基地培育工作打下了良好的基础。
一、出口基地建设现状
2011年以来,湖南省培育了一大批出口基地,初步形成了国家级、省级、地市级出口基地共同发展的格局,基地出口规模不断扩大,产品附加值不断提升,龙头企业示范带动作用不断增强,公共配套设施建设不断加强,产业链条不断完善。
从国家级基地来看,共有基地十个。2011年,商务部下发了《关于开展外贸转型升级示范基地培育工作的函》(商贸函[2011]62号),正式开展国家级外贸转型升级示范基地认定工作。根据商贸函[2011]62号文件精神,国家外贸转型升级示范基地的定位是国家和地方重点扶持和发展的集生产和出口功能为一体的产业及集聚体,是培育信息、营销、品牌、质量、技术、标准、服务等出口竞争新优势的重要载体,是促进外贸发展方式转变和优化出口商品结构的重要抓手,是实现出口稳定协调持续发展的重要推动力量。示范基地分为专业型示范基地、企业型示范基地、综合型示范基地三类,目前,商务部只开展了专业型示范基地的认定,共认定了三批179个专业型示范基地。2011年,湖南省有长沙茶叶产业基地、醴陵陶瓷基地、湘潭生猪及肉制品基地三个基地入选国家专业型示范基地,2012年,邵阳市发制品基地入选国家专业型示范基地,2013年,长沙麻纺制品基地、株洲有色金属材料基地两个基地入选国家专业型示范基地。截止目前,湖南省国家外贸转型升级专业型示范基地共有六个,示范基地数量在中部六省中最多。国家科技兴贸创新基地四个,分别是长沙国家科技兴贸创新基地(新材料)、浏阳国家科技兴贸创新基地(生物医药)、株洲国家科技兴贸创新基地(装备制造)、湘潭国家科技兴贸创新基地(装备制造)。
参照国家级基地的做法,为重点培育一批省级出口基地,通过其示范作用带动湖南省出口基地发展,同时也为培育国家级基地作准备,2012年,湖南省商务厅下发了《关于做好湖南省省级出口基地认定有关工作的通知》(湘商贸发[2012]28号),并于2013年首次开展了省级出口基地认定。根据文件规定,湖南省出口基地是指符合国家产业政策,产业特色鲜明,具备一定产业规模和出口规模,有较强的国际竞争力和自主创新能力,有较强的示范、带动、辐射能力,产业链和配套体系较为完善的产业集聚区或产业链和配套在本地较完善的企业集团。出口基地分为综合型出口基地、专业型出口基地、企业型出口基地三类,每一类出口基地均从基地出口规模及增长情况、基地出口企业数量、基地特色产业发展情况、基地所在地政府重视情况、基地外贸公共服务平台建设情况、基地经济效益和社会效益等方面规定了相应的认定标准。2013年湖南省出口基地认定工作由商务厅、财政厅联合组织,并成立了商务厅、财政厅、长沙海关、湖南出入境检验检疫局等部门组成的认定委员会,对基地进行评审。2013年,全省有十个基地被认定为首批省级出口基地,分别是湖南郴州高新技术产业园区综合型出口基地,长沙市汽车及零部件、长沙市工程机械、长沙市苎麻产业、浏阳市鞭炮烟花、株洲市硬质合金新材料、邵东县打火机、益阳市电子产业、永州市果蔬罐头专业型出口基地,蓝思科技股份有限公司电子信息企业型出口基地。
二、出口基地建设对产业发展的重要意义
(一)提升了相关产业整体规模和水平
近年来,湖南省国家外贸转型升级示范基地相关产业的出口规模呈较快增长的态势。2013年,邵阳市发制品基地出口额同比增长24%,株洲有色金属材料基地出口额同比增长13%,湘潭生猪及肉制品基地出口额同比增长13%,长沙麻纺制品基地出口额同比增长8%,长沙茶叶产业基地出口额同比增长8%,醴陵陶瓷基地出口额同比增长4%。同时,基地出口产品附加值有较大提升,如邵阳打火机基地,目前基地内90%以上的企业都拥有自主知识品牌,共注册国内商标106个,海外商标14个,省国际知名品牌九个,拥有专利190项,走出了一条从无牌―冒牌―贴牌―自主品牌的发展之路。
(二)增强了相关产业的配套服务能力
如邵东打火机基地配套设施和产业链非常完善,建设了打火机研发、展示、监管、物流、培训和境外销售等一系列公共服务平台,所有打火机配件采购及相关加工工艺配套,均可在邵东县城半径20公里范围内完成。邵阳发制品基地吸引了上、下游产业集聚集群,初步形成了发制品信息中心、生产中心、研发中心、产业标准和检测中心、原材料储备与交易中心。
(三)推动了相关行业的技术升级
如醴陵陶瓷基地通过搭建日用陶瓷技术研发服务平台,为醴陵陶瓷企业提供专业化技术服务和培训,解决了一系列行业共性技术难题,协助同行企业完成产品提质改造和升级,有效带动了产品结构调整与行业技术升级,促进了醴陵陶瓷行业企业的整体竞争力显著提升。浏阳市鞭炮烟花基地通过推广安全环保黑火裹药,较大的提高了浏阳花炮的安全性能,确保了烟花在生产、运输、储存、燃放中的安全,推动了浏阳花炮产业的健康发展。
三、出口基地建设存在的问题
总体来看,湖南省出口基地建设的起点还比较低,出口基地整体实力还不够强,主要表现在以下几个方面。
(一)基地数量不多
目前,湖南省有6个国家级外贸转型升级示范基地、四个国家级科技兴贸创新基地、十个省级出口基地,其中,长沙麻纺制品、株洲有色金属材料两个省级出口基地于2013年被认定为国家外贸转型升级示范基地,因此,湖南省级以上基地实际上只有18个。从省级以上基地的地区分布来看,长沙有八个,株洲有三个,湘潭有两个,邵阳有两个,郴州有一个、益阳有一个,永州有一个。全省14个市州中拥有省级以上基地的市州为七个,分布面较为局限。
(二)基地规模不大
从湖南省现有的六个国家级外贸转型升级示范基地来看,2012年基地总产值最高的是醴陵陶瓷基地,为362亿元,其他五个基地总产值都没有超过100亿元;2012年基地出口规模最大的是长沙麻纺制品基地,出口额为2.75亿美元,其次是醴陵陶瓷基地,出口额为2.5亿美元,其他四个基地的出口额均未过2亿美元;2012年基地生产和出口企业数最多的是醴陵陶瓷基地,为503家,其次是邵阳发制品基地,为120家,其他四个基地的企业数均未超过一百家。
(三)基地产业聚集度不高
从目前湖南省现有的国家级、省级出口基地来看,除醴陵陶瓷、浏阳花炮、邵阳发制品、邵东打火机、长沙工程机械等基地的区域聚集度较高外,其他基地虽然有定的出口规模和企业数量,但基地内企业分布比较分散,没有形成区域聚集,也没有真正形成产业聚集的优势。
(四)基地内产业分工协作不够紧密
现阶段,湖南省部分基地缺乏统一规划和产业配套政策,产业内分工协作不够,基地内企业往往采用求大求全的经营策略,没有真正形成共同发展的价值目标,也没有自觉地将基地发展与企业自身发展结合起来。例如醴陵陶瓷基地,大部分企业从制泥到成品出厂均由企业自身完成,缺乏分工协作,经营成本较高。
(五)基地公共服务平台作用有限
目前,湖南省基地内外贸公共服务平台建设的主体主要是基地的龙头骨干企业,由于企业本身以追求自身利益最大化为目标,因此,部分公共服务平台的公共服务性质没有充分发挥出来。
四、进一步加强出口基地建设的对策建议
(一)加强基地梯队建设
通过开展出口基地认定,加强国家、省、市县三级出口基地梯队建设。一是努力争取更多符合条件的出口基地进入国家队。积极主动做好国家外贸转型升级示范基地申报和推荐工作,认真指导符合条件的申报资料和答辩,努力争取邵东打火机、浏阳花炮等省级基地进入出口基地国家队。二是继续做好省级出口基地认定。在总结首次省级出口基地认定工作经验的基础上,进一步完善认定标准,立足于湖南的特色和产业结构,突出代表性、成长性、地区性、产业性,争取在全省范围内选出更多有发展潜力的出口基地进行重点培育。三是大力引导市县做好出口基地培育工作。引导市(州)、县(市)进一步重视出口基地建设工作,对市(州)、县(市)出口基地建设工作加强指导,强化基地建设整体规划和区域布局,促进各地区基地协调发展。
(二)加强基地外贸公共服务平台建设
充分发挥企业、行业协会、政府在公共服务平台建设方面的不同作用,全方位加大基地外贸公共服务平台建设力度。一是进一步支持龙头骨干企业加大外贸公共服务平台建设的投入,更多地为基地内企业提品设计、公共实验检测、公共技术研发等公共服务。二是鼓励行业协会利用自身协调、服务方面的优势,为基地内企业提供国际营销服务、公共交易、公共展示、公共信息、公共培训等公共服务。三是进一步发挥各级政府的引导作用。通过支持基地企业参加广交会、东盟博览会、亚欧博览会等国内重点展会,统一组织基地企业参加境外行业专业性展会,围绕基地打造专业商品交易市场等措施,帮助基地企业扩大交易渠道;通过在广交会等重点展会上对基地进行整体推广宣传,帮助基地企业搭建公共展示平台,扩大本省基地的影响;通过邀请专家学者进行培训、组织考察外省基地建设情况,为湖南省基地建设提供信息、培训等方面的服务。
关键词:中学生心理健康现状产生根源应对策略
随着社会不断进步,生活水平日益提高,竞争越来越激烈。现代社会中,不仅成年人要承受许多心理压力,中学生们也要面对来自社会的种种压力。这一切引起中学生的心理健康问题变得日益突出。因此,提高中学生的心理健康素质,加强中学生的心理健康教育就十分重要。现依据心理学理论,对目前中学生存在的心理健康问题及现状,中学生心理健康问题产生的根源和塑造中学生健康心理的对策等方面进行探讨和研究。
1、目前中学生心理健康现状及存在的主要问题
根据对所教学生的了解和与同行的交流的得知,当前在中学生群体中存在着如下不健康的心理:
1.1抑郁心理。这是中学生常见的一种心理失常症,是中学生感到无力应付外界压力而产生的一种消极情绪。有抑郁心理的中学生,经常会有焦虑情绪,内心孤独而无助;他们有很强的自尊心,渴望成功,但对挫折的承受能力差,常常因考试失败而感到痛苦和恐惧。病情严重者还会出现食欲不振、失眠、胸闷、头昏等症状。因此,抑郁心理必须引起家长和老师的高度重视。
1.2封闭心理。封闭心理主要是指中学生内在的心理活动不轻易表现出来的心理现象。有这种心理的人表现为沉默寡言,喜怒哀乐不形于色,其主要特征是关闭性。留守儿童表现更为突出。封闭心理如长期得不到矫正,往往严重影响同学之间、师生之间以及学生和家长之间的交流,造成彼此间的心理隔阂,影响人际交往,使学生陷入孤独无助的境地。
1.3脆弱心理。表现为心理承受能力差,学习和生活中稍有不顺,就会陷入消极的心境中,甚至以极端的方式来对待。在积极的方向上,他们自卑,意志力薄弱;在消极的方向上,他们自负,意志力畸形发展。现如今,独生子女,在模式单一、思想统一、步骤统一的教育中,由于家长、学校包得过多,管得过严,从而造成学生依赖性太强。面对打击,要么极端反抗,要么选择逃避,离家出走不足为奇。
诸如逆反、猜疑、恐惧、任性、懒惰、冷漠等都是中学生比较常见的心理问题。这些心理问题如不能得到及时解决,将会严重危害中学生的心理健康和身心健康发展。
2、学生心理问题产生的根源
造成中学生心理偏差、心理障碍或心理疾病的因素是极其复杂的,努力寻求造成中学生心理健康问题的原因,对矫正中学生心理疾病有很大的帮助。目前,造成中学生心理健康问题的因素主要有:
2.1中学生自身的生理、心理发育特点所致
中学生正处于青春期,是从幼稚走向成熟发展的过度时期,是独立性和依赖性,自觉性和盲目性并存的充满矛盾的时期。他们的观察能力、理解能力明显提高。但同时他们又易产生片面性和表面性。他们的自我意识明显增强,情感丰富而强烈。但他们的情感带有冲动性,意志较为薄弱,情绪不稳定,容易受外界影响。再加上在现实生活中,有些家长只重视孩子的身体发育,而忽视了孩子的心理健康教育。一些教师只关心学生的学习成绩,对学生的心理健康教育关心不足。由此致使许多中学生存在各种心理问题,严重影响了孩子们的健康发展。
2.2考试压力过重
中考、高考时,有的考生头昏脑胀,大脑一片混乱,严重考试失常。这些都是过重的升学考试压力造成的。而这种心理压力,主要来自家庭和学校。,家长简单粗暴地训斥,严重伤害子女的心理健康。学校为了生学率,进行考试排名,给学生带来紧张、不安甚至羞愧心理。这一切严重影响其身心健康发展。
2.3家庭因素
家长是学生第一任老师,家长的品行素养,文化水平影响孩子成长。而家长教育方式直接影响中学生的心理。如简单粗暴教育方式让孩子望而生畏。又如缺乏感情交流,使得孩子压抑,委屈。这些教育方式给孩子的心理带来沉重打击,有些学生因此变得内向、自卑、寡言,对人失去了感情,甚至痛恨社会。
2.4社会的复杂影响
随着社会经济的发展,社会现象更加复杂多变。的书刊、录像、网吧、金钱的诱惑、读书无用思想的侵蚀等等,对中学生的心理产生巨大的负面影响。在经济利益的驱使下,一些不法商不顾道德和良心,毒害着青少年的身心健康发展。许多学生在的书刊、录像和黄色网站、暴力游戏的诱惑下,丧失了人性,跌进了万丈深渊。
3、塑造中学生健康心理的对策
世界卫生组织心理卫生处指出:“学校是促进学生心理健康最适应的场所,学校可以教给学生一些解决问题的技巧,并通过特殊问题的干扰和心理咨询,转变学生的行为。”具体而言,我们究竟应从哪些方面对学生进行心理矫正呢? 转
3.1 充分利用思想政治课,广泛开展心理健康教育
学校要充分利用政治课的优势,引导学生找出心理偏差,探讨对策,制定矫正心理问题的计划,有意识、有计划、有目的地引导学生健康发展。
3.2 设立心理咨询服务机构,坚持开展心理咨询服务
可在学校成立心理咨询辅导中心,为有心理障碍的学生提供帮助,也可在学校设立心理问题信箱,及时解答学生心理问题,还可定时开通心理咨询热线,直接和学生进行心理交流,疏通学生心理障碍。
3.3 以教师自身的健康心理素质促进学生健康心理素质的形成
教师的心理素质水平直接影响着学生的心理健康。教师对学生公正无私的爱,会使学生获得良好的心理素质。因此,加强教师自身的心理健康素质教育,提高教师自身的心理健康素质,是促进学生心理健康的有效途径之一。
3.4学校教育应和家庭教育相结合
学校要定期举办家长学校或召开专题家长会,介绍学校心理健康内容与方法,普及心理卫生知识,介绍心理咨询案例,分析中学生心理特点,指导心理疏导方法,也可以多进行家访,与家长共同疏解学生的心理困惑。
总之,随着素质教育的展开和课程改革的不断推进,中学生心理健康教育已倍受关注。目前,很大一部分教师都已经认识到塑造中学生健康心理的重要性。社会上各种关于中学生心理健康素质的课题研究正如火如荼地进行着。我衷心希望能尽快探讨出一些行之有效的解决方法,让我们的学生成为一个真正意义上的健康人!
参考文献
[1] 姚本先、方双虎:《学校心理健康教育导论》,东方出版中心 2002年版
[2] 林崇德等:《学校心理学》,人民教育出版社 2000年版