桩基础混凝土强度评定
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桩基础混凝土强度评定应考虑混凝土工艺影响
内容提要:
在分析各相关规范对桩基础混凝土设计要求与检验、验收要求基础上,提岀在桩基础混凝土质量验收时应考虑混凝土施工工艺与成桩条件对桩身混凝土强度影响这一因素,并对相关规范得对此问题得统一与提高规范可操作性提出建议。
前言
随着工程检测技术得进步,桩基础施工质量检验与验收评定工作逐步走向规范化与标准化,工程中得一些问题也相继显现岀来。对于桩基础混凝土强度得评定,过去多数就是以施工时予留得混凝土立方体试块抗压强度检验结果作为主要评定依据,近些年来,相关规范与标准对部分桩基础混凝土质量检验提出了钻孔取芯要求,通过混凝土芯样得抗压强度试验确定桩基础混凝土强度,以此来评定桩基础混凝土强度就是否满足设计要求。通过一段时间得实践发现,通常情况钻芯取样试块得抗压强度小于混凝土立方体试块抗压强度,有时施工期间予留得混凝土立方体试块抗压强度满足设计强度等级要求,而钻芯取样得到得混凝土抗压强度达不到设计强度等级要求,由于设计计算时考虑了混凝土工艺系数,用芯样抗压强度验算桩身承载力又满足要求,此时质量验收评定就是以设计强度等级为准还就是以承载力计算为准,对此,现行有关规范标准规定得不明确也不统一,质量监督部门与工程监理人员对规范得理解也不同,给一些工程得质量评定与验
收带来了问题。就此问题,提岀个人瞧法。
1、现行规范在桩基础混凝土强度方面得有关规定相关规范在桩身承载力计算时对混凝土强度都有具体规定,其主要内容为:
①《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002(以下简称地基规范)规定桩身承载力计算中应按桩得类型与成桩工艺得不同将混凝土得轴心抗压强度设计值乘以一个工作条件系数,该系数取值范围在0、6~0、75之间;
②《建筑桩基础技术规范》JGJ94・94(以下简称桩基规范)规定在计算桩身承载力时应将混凝土轴心抗压强度设计值与弯曲抗压强度设计值乘以基桩施工工艺系数,该系数取值范围在0、8"、0之间。在条文说明中解释为“考虑到桩身混凝土实际承载力随成桩条件而异,因此在计算桩身承载力时,应将混凝土轴心抗压强度设计值与弯曲抗压强度设计值按桩类别乘以不同得工艺系数”。该说明清楚得表达了不同施工工艺与成桩条件会造成桩身混凝土实际强度与设计强度等级存在差异这一事实;
③《建筑基桩检测技术规范》JGJ106・2003(以下简称桩检规范)规定在进行桩身混凝土芯样试件抗压强度计算时,乘以混凝土芯样试件抗压强度折算系数,该系数“应考虑芯样尺寸效应、钻芯机械对芯样得扰动与混凝土成型条件影响,通过试验统计确定,当无试验统计资料时,宜取为1^0同时规定当受检桩混凝土芯样抗压强度代表值小于混凝土设计强度等级时, 应判定该受检桩不满足设计要求。
④《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002(以下简称验收规范)在混凝土灌注桩质量检验标准表格中,要求主控项目混凝土强度满足设计要求,检查方法为试件报告或钻芯取样送检。
⑤《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99(以下简称基坑规程)在排桩截面承载力计算中,要求按混凝土结构设计规范进行计算』匕时将不考虑混凝土施工工艺与成桩条件对桩身混凝土强度得影响。
由此可见,地基规范、桩基规范与桩检规范都考虑了混凝土成型条件对混凝土强度得影响,但系数取值有较大差异,基坑规范中排桩计算则没有考虑这一影响。此时,出现如下情况时规范得执行可能会岀现问题:
①钻孔取芯试验结果没有达到混凝土设计强度等级,但满足桩身承载力要求。这就是比较常见得一种现象,如果考虑到混凝土成型条件与取样时得扰动,理论上讲应该就是必然现彖, 否则考虑混凝土工艺系数(或折算系数)就不合理。这就带来了一个问题,即:用钻芯法试验结果计算桩身承载力满足要求, 但混凝土没有达到设计强度等级,就是合格工程还就是不合格工程;
②计算钻孔取芯试验结果得强度代表值时,折算系数没有地方统计资料,按桩检规范只能取匕此时就出现了受检桩混凝土芯样抗压强度代表值小于混凝土强度设计等级现象,按桩检规范只能判定为不满足设计要求。目前多数地区还没有建立地方统计资料确
定得折算系数,因此采用钻孔取芯法检测桩基础混凝土质量时,经常会遇到这一情况,这就造成了一种现彖,即:明知道钻孔取芯试验结果应乘以大于1得折算系数, 但就因为没有地区统计资料而不能实现』匕时能否判定为合格工程;
③按照验收规范,予留试块与钻孔取芯只要采取了一种方法, 就可评定混凝土施工质量就是否满足要求,这就容易给人一种理解,即钻孔取芯试件强度应等同于予留混凝土试块强度, 如果钻孔取芯试验强度低于设计强度等级,即说明施工没有达到设计要求。而目前予留混凝土试块就是普遍得做法,采用钻孔取芯法得工程也都有予留试块,当两种试验方法结果不同时,应以那种方法作为验收依据;
④按基坑规程计算支护桩截面承载力时执行混凝土结构设计规范,此时不考虑桩身混凝土工艺系数,这就岀现了一个矛盾,既同样得施工工艺与成桩条件,作为工程桩时承认施工工艺与成桩条件对混凝土有影响,作为支护桩又不考虑这一影响,此处就是否岀现了规范得不统一,支护工程虽然多数就是临时结构,但也有永久支护结构,不考虑桩基础施工工艺对混凝土强度得影响就是否会出现支护结构安全问题;
⑤同一种桩型,地基规范与桩基规范规定得混凝土工艺系数(或工作条件系数)差异较大,计算桩身承载力时应执行哪个规范,当检测结果按桩基规范计算满足要求,按地基规范计算不满足要求时矛盾更加突出。
2.施工工艺对桩身混凝土强度得影响
目前,很多质量监督部门与工程监理单位在控制桩基础混凝土施工质量与评价桩基础混凝土强度时,还就是以设计强度等级为质量验收标准,当发现桩身混凝土实际强度没有达到设计强度等级时即认为桩基础混凝土工程施工质量不合格,这种做法实际上没有考虑成桩条件对混凝土强度得影响。
地基规范与桩基规范都有规定,在计算桩身承载力时混凝土抗压强度设计值应乘以一个小于1得工艺系数,桩检规范规定在计算芯样强度时乘以一个大于1得折算系数,这样做就是必要得,也就是合理得。这种做法同时已经承认了一个事实,既施工工艺不同,将会造成桩身混凝土得实际强度小于设计强度等级。在计算桩身承载力时已经考虑了这一影响, 而在质量验收时又不承认这一影响,显然就是不合理得。
对于灌注桩,桩基础施工工艺对混凝土强度得影响主要体现在以下几个方面:①水下灌注混凝土时,桩孔中得泥浆侵入混凝土拌与物中,造成混凝土强度降低或桩身混凝土缺陷;
②桩孔缩径或局部塌孔造成桩身混凝土缺陷;③当地基土层为吸水性较强得粘性土时,桩周土得吸水作用可能会使混凝土产生局部脱水现彖,造成混凝土强度得降低;
④混凝土养护条件不同造成相同龄期同条件养护试块强度与桩身混凝土实际强度出现差异,此处所说得同条件只就是地表附近桩身与同条件养护试块得养护条件相近,而桩身下部所处得温度、