摘要：樁基基礎(chǔ)是各類建筑物的常用基礎(chǔ)形式，樁基礎(chǔ)質(zhì)量好壞直接關(guān)系到建筑物的安全，對(duì)樁基施工質(zhì)量檢測(cè)以保證工程質(zhì)量至關(guān)重要。本文通過(guò)分析樁基質(zhì)量事故原因，確定不同樁型的檢測(cè)方案、檢測(cè)方法。
關(guān)鍵詞：樁基；質(zhì)量事故；原因；檢測(cè)
1 造成樁基常見質(zhì)量事故的幾點(diǎn)原因
樁基質(zhì)量取決于勘察、設(shè)計(jì)、施工、外部環(huán)境等諸多因素，稍有不慎，就可能造成質(zhì)量事故。對(duì)質(zhì)量事故的分析與處理是否正確，往往影響建筑物的安全使用、工程造價(jià)及工期，嚴(yán)重的甚至要拆除整幢建筑物。造成樁基質(zhì)量事故主要原因有以下幾類：
1）測(cè)量放線錯(cuò)誤，使整個(gè)建筑物錯(cuò)位或樁位偏差過(guò)大。
2）單樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
3）成樁中斷事故。如鉆孔灌注樁塌孔，卡鉆。
4）灌注樁成樁質(zhì)量，包括沉渣超厚、混凝土離析、樁身夾泥、混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、鋼筋錯(cuò)位變形嚴(yán)重等。
5）斷樁。澆筑混凝土施工質(zhì)量失控，發(fā)生斷樁事故
6）樁基驗(yàn)收時(shí)出現(xiàn)的樁位偏差過(guò)大。
7）灌注樁頂標(biāo)高不足。常見的有兩種，一是施工控制不嚴(yán)，在未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)混凝土停澆；另一種雖然標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)值，因樁頂混凝土浮漿層較厚，鑿除后出現(xiàn)樁頂標(biāo)高不足。
當(dāng)樁基發(fā)生事故后，若處理不及時(shí)，會(huì)給工程留下隱患。
下面重點(diǎn)討論幾種常見的樁型所存在的一般性質(zhì)量問(wèn)題及其成因[1]。
1.1 混凝土預(yù)制樁常見質(zhì)量事故原因
混凝土預(yù)制樁打（沉）樁施工方法通常有：錘擊沉樁法、靜力壓樁法及振動(dòng)法等。
常見的打入式預(yù)制樁質(zhì)量問(wèn)題及其產(chǎn)生原因如下：
1）樁身本身的質(zhì)量問(wèn)題。主要成因有：預(yù)制樁生產(chǎn)過(guò)程中材料、胎膜、生產(chǎn)工藝、養(yǎng)護(hù)齡期等控制不嚴(yán)導(dǎo)致樁身強(qiáng)度不夠、樁身幾何尺寸偏差大等質(zhì)量問(wèn)題，裝卸、運(yùn)輸、堆放不當(dāng)造成樁身裂縫等缺陷，在施工前又未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。
2）接樁質(zhì)量問(wèn)題。主要成因有：接樁材料不合格、接樁方法不當(dāng)。
3）樁身垂直度問(wèn)題。產(chǎn)生原因有：施工中垂直度控制不到位，布樁密度、打樁路線、持力層層面坡度不合理，地面超載，基坑開挖，相鄰工程擠土樁施工。
4）施工造成的質(zhì)量問(wèn)題。采用的錘重錘墊不當(dāng)，過(guò)多地重錘打擊，停歇時(shí)間長(zhǎng)或出現(xiàn)復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象，都會(huì)導(dǎo)致預(yù)制樁出現(xiàn)缺陷。
5）“上浮吊腳”造成的承載力不足問(wèn)題。在深厚軟土地區(qū)，已打入的樁，在施工其相鄰樁基時(shí)，往往會(huì)發(fā)生整樁“上浮”、樁端離開持力層的現(xiàn)象，從而影響樁基承載力。
1.2 鉆孔灌注樁常見質(zhì)量事故原因
鉆孔灌注樁可以分為：干作法、泥漿護(hù)壁法及套管護(hù)壁法鉆孔灌注樁。
泥漿護(hù)壁法鉆孔灌注樁施工工藝流程：場(chǎng)地平整→樁位放線→開挖漿池、漿溝→護(hù)筒埋設(shè)→鉆機(jī)就位、孔位校正→成孔、泥漿循環(huán)、清除廢漿、泥渣→第一次清孔→質(zhì)量驗(yàn)收→下鋼筋籠和鋼導(dǎo)管→第二次清孔→澆筑水下混凝土→成樁。在施工過(guò)程中，任何一道工序不完善，都會(huì)導(dǎo)致樁身質(zhì)量出現(xiàn)缺陷。
常見的鉆孔灌注樁質(zhì)量問(wèn)題及其產(chǎn)生原因如下：
1）鉆孔傾斜。鉆機(jī)鉆進(jìn)的過(guò)程中，由于垂直度控制不準(zhǔn)確或者遇到孤石等地下障礙物，使得鉆桿偏斜，從而導(dǎo)致樁發(fā)生傾斜。
2）坍孔，從而造成斷樁、沉渣、孔徑突變等缺陷。導(dǎo)致坍孔的主要原因有：泥漿質(zhì)量差、護(hù)筒內(nèi)無(wú)足夠壓力水頭等導(dǎo)致護(hù)壁不力；鉆進(jìn)速度過(guò)快；操作時(shí)施工工具、鋼筋籠碰撞孔壁；土質(zhì)條件較差，比較疏松。
3）樁身縮徑、夾泥、離析、斷樁。
縮徑成因：鋼筋籠設(shè)計(jì)太密，混凝土級(jí)配和流動(dòng)性差造成樁身某些斷面尺寸達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；地下承壓水對(duì)樁周混凝土侵蝕。
夾泥成因：混凝土澆注過(guò)程中，出現(xiàn)坍孔和內(nèi)擠，坍落和擠入的土體混入混凝土中。
離析成因：混凝土和易性差，混凝土初灌量過(guò)小，導(dǎo)管進(jìn)水，導(dǎo)管埋深不足，在混凝土初凝前地下水位變化等，造成樁身局部斷面混凝土膠結(jié)不良、離析。
斷樁成因：混凝土澆注過(guò)程中，不慎將導(dǎo)管拔出混凝土面，或由于堵管、停電等原因而采用拔管措施，或者軟土層中流砂擠入鋼筋籠內(nèi)，都會(huì)形成斷裂面。
4）孔底沉渣。施工中未按有關(guān)規(guī)范要求清孔，清孔后未及時(shí)澆注混凝土，下鋼筋籠時(shí)碰撞孔壁，混凝土初灌量太小，混凝土澆注前出現(xiàn)坍孔，這些現(xiàn)象都會(huì)造成孔底沉渣超標(biāo)。
1.3 沉管灌注樁常見質(zhì)量事故原因
沉管灌注樁有錘擊、振動(dòng)等施工方法，其施工工藝流程：樁機(jī)就位→錘擊（振動(dòng)）沉管→上料→邊錘擊（振動(dòng)）邊拔管，并繼續(xù)澆筑混凝土→下鋼筋籠，并繼續(xù)澆筑混凝土及拔管→成樁。由于沉管灌注樁截面尺寸的特點(diǎn)，無(wú)論采用哪種施工方法，施工中都易產(chǎn)生以下質(zhì)量問(wèn)題：
1）縮徑、夾泥、離析。主要原因如下：①土的性狀原因。在軟土中沉樁時(shí)，土受到強(qiáng)制擾動(dòng)產(chǎn)生超孔隙水壓力，在樁管拔出后擠向剛澆筑的混凝土，使樁身局部縮徑或夾泥。在軟硬土層交界處，也極易發(fā)生縮徑現(xiàn)象。②拔管速度過(guò)快，管內(nèi)混凝土量少。施工中不按有關(guān)規(guī)范要求操作，拔管速度過(guò)快，造成管內(nèi)混凝土高度過(guò)低，使得混凝土的排擠力小于地層的側(cè)壓力，從而造成縮徑夾泥。③混凝土質(zhì)量差。坍落度小、和易性差，拔管時(shí)管壁對(duì)混凝土產(chǎn)生的摩阻力造成縮徑離析。④樁間距過(guò)小，鄰近樁施工時(shí)的擠壓可能造成縮徑。
2） 斷樁。造成斷樁的原因與縮徑基本相同，但斷樁對(duì)承載力的影響更嚴(yán)重。
3）吊腳樁。樁底混凝土架空，泥砂在樁底部形成薄弱層。造成的原因一般有：沉管時(shí)樁尖破壞；活瓣樁尖被周圍土體包圍打不開；混凝土級(jí)配不合理、和易性差，在拔管時(shí)，混凝土落不下，造成樁尖下混凝土量少或沒有。
1.4 人工挖孔灌注樁常見質(zhì)量事故原因
實(shí)際施工中人工挖孔灌注樁應(yīng)保證以下的施工質(zhì)量：
1）挖孔護(hù)壁。人工挖孔灌注樁施工時(shí)必須考慮預(yù)防孔壁坍塌和流沙現(xiàn)象發(fā)生，制定合理安全的護(hù)壁措施。
2）樁底積水。樁底積水如果可以人工清除，必須清除、擦干。如果存在地下滲水，人工無(wú)法清干，必須采用機(jī)械降水，否則極易造成樁底混凝土離析。由于一般的挖孔樁屬端承樁，樁底混凝土離析造成的事故后果嚴(yán)重。
3）樁身混凝土的澆筑。對(duì)樁長(zhǎng)較短的樁，可采用滑板法澆筑，不應(yīng)采用直接傾倒法。樁長(zhǎng)較長(zhǎng)的樁，嚴(yán)禁直接傾倒，否則極易造成混凝土離析、夾氣、夾泥；不應(yīng)采用滑板法，也易造成混凝土離析、夾氣、夾泥；應(yīng)采用導(dǎo)管法送漿，邊澆筑邊機(jī)械振搗。
2 樁基質(zhì)量檢測(cè)方法
樁基礎(chǔ)能否既經(jīng)濟(jì)又安全通過(guò)樁將上部荷載傳遞至深層土體中，關(guān)鍵在于樁身的質(zhì)量好壞和承載力大小。為此，樁基檢測(cè)應(yīng)包括兩個(gè)部分：檢查樁身完整性，是否存在缺陷及位置；檢測(cè)樁基承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求。目前樁基檢測(cè)方法主要有：靜載試驗(yàn)、鉆芯法、低應(yīng)變法、聲波透射法和高應(yīng)變法[2]。由于各種檢測(cè)方法的原理和使用設(shè)備的不同，它們的適用性也存在較大差別。以下就各種樁基質(zhì)量檢測(cè)方法的適用性和局限性進(jìn)行詳細(xì)探討，并針對(duì)工程中主要應(yīng)用樁型提出相適應(yīng)的檢測(cè)方法。
2.1 一般原則
合理的檢測(cè)方案是是對(duì)提高樁基質(zhì)量檢測(cè)可靠性的有力保障。要根據(jù)樁型、施工工藝、地質(zhì)及場(chǎng)地條件、建筑樁基安全等級(jí)等因素確定檢測(cè)方案，選擇合適的檢測(cè)方法，并且要考慮多種方法相結(jié)合使用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，檢測(cè)樁數(shù)首先應(yīng)滿足規(guī)范要求，這樣檢測(cè)的可靠性才有保證。一般地，樁基工程應(yīng)先進(jìn)行成樁質(zhì)量檢測(cè)，后進(jìn)行承載力檢測(cè)。成樁質(zhì)量檢測(cè)一般采用低應(yīng)變法進(jìn)行樁身完整性普查，根據(jù)普查結(jié)果，再選擇一定數(shù)量的樁身質(zhì)量較差的樁(Ⅱ類以上)做靜載試驗(yàn)、鉆芯法或高應(yīng)變法檢測(cè)。承載力檢測(cè)以靜載試驗(yàn)為準(zhǔn)。確定檢測(cè)樁位還應(yīng)考慮選擇施工質(zhì)量有懷疑及設(shè)計(jì)認(rèn)為重要或巖土性狀較復(fù)雜部位的樁。
2.2 主要樁型質(zhì)量檢測(cè)方法的選取
不同的樁型由于設(shè)計(jì)方法、施工工藝和使用條件的不同，有著其各自容易發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題，為此，選取合適的檢測(cè)方法尤為重要。
1）混凝土預(yù)制樁：高應(yīng)變法和靜載試驗(yàn)進(jìn)行預(yù)制樁檢測(cè)比較適合，低應(yīng)變法和聲波透射法不宜選取。
2）鉆孔灌注樁：采用高應(yīng)變法檢測(cè)比較有效，如果條件允許，可進(jìn)一步采用靜載試驗(yàn)或鉆芯法進(jìn)行校驗(yàn)。對(duì)于大直徑鉆孔灌注樁，可采用鉆芯法配合低應(yīng)變波或聲波透射法檢測(cè)。
3）沉管灌注樁：采用低應(yīng)變法檢測(cè)樁身完整性十分有效，同時(shí)使用靜載試驗(yàn)檢測(cè)單樁承載力；沖擊力能滿足要求的話，可采用高應(yīng)變法同時(shí)檢測(cè)其完整性和承載力情況。
4）人工挖孔灌注樁：先用反射波法普查，再用鉆芯法檢測(cè)，重要的建筑樁基還應(yīng)采用靜載試驗(yàn)檢驗(yàn)單樁承載力。
2.3 各種檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)[2]
2.3.1 靜載試驗(yàn)
樁基靜載試驗(yàn)是指在樁頂逐步施加豎向壓力、豎向上拔力或水平推力，觀測(cè)樁頂隨時(shí)間產(chǎn)生的沉降、上拔位移或水平位移，以確定相應(yīng)的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力、單樁水平承載力的試驗(yàn)方法。其優(yōu)點(diǎn)是確定單樁極限承載力直觀、可靠，并可作為評(píng)價(jià)動(dòng)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確與否的依據(jù)；缺點(diǎn)是試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高、抽檢數(shù)量有限、受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響較大、在深基坑內(nèi)難以作業(yè)。
2.3.2 鉆芯法
鉆芯法是指用鉆機(jī)鉆取芯樣以檢測(cè)樁長(zhǎng)、樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度，判定和鑒別持力層巖土性狀的方法。具有直觀、定量等優(yōu)點(diǎn)，在一定條件下，可作為樁身完整性判定依據(jù)。缺點(diǎn)是鉆孔少時(shí)，可能會(huì)以偏概全，且無(wú)法檢測(cè)樁身表面的缺陷程度，難以反映樁基的真實(shí)性狀。
2.3.3 低應(yīng)變法
低應(yīng)變法是指采用低能量瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)激振方式在樁頂激振，實(shí)測(cè)樁頂部的速度時(shí)程曲線或速度導(dǎo)納曲線，通過(guò)波動(dòng)理論分析或頻域分析，對(duì)樁的完整性進(jìn)行判定的方法。具有現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試簡(jiǎn)便、快捷、抽檢面廣、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)勢(shì)。缺點(diǎn)是利用波形特征判別樁身缺陷存在多解，只做定性不做定量判斷，而且不同樁身缺陷往往難以區(qū)分，通常要求檢測(cè)人員具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
2.3.4 聲波透射法
聲波透射法是指在預(yù)埋測(cè)管之間接收聲波，通過(guò)實(shí)測(cè)聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的聲時(shí)、頻率和波幅衰減等聲學(xué)參數(shù)的相對(duì)變化，對(duì)樁身完整性進(jìn)行檢測(cè)的方法。它是檢測(cè)灌注樁樁身混凝土的均勻性、樁身缺陷位置、范圍及程度，判定樁身完整性類別的有效方法。缺點(diǎn)是要預(yù)埋聲測(cè)管，否則成樁后難以檢測(cè)。
2.3.5 高應(yīng)變法
高應(yīng)變法是指用重錘沖擊樁頂，實(shí)測(cè)樁頂部的速度和力時(shí)程曲線，通過(guò)波動(dòng)理論檢測(cè)單樁豎向抗壓承載力、樁身完整性的方法，也可監(jiān)測(cè)預(yù)制樁打入時(shí)的樁身應(yīng)力和錘擊能量傳遞比，為沉樁工藝參數(shù)及樁長(zhǎng)選取提供依據(jù)。其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)速度較快、設(shè)備簡(jiǎn)單、能同時(shí)獲得承載力和樁身完整性信息。缺點(diǎn)是理論上采用一維波動(dòng)理論進(jìn)行分析存在欠缺，和實(shí)際難以相符；只適用工程樁的阻抗遠(yuǎn)大于樁周土的阻抗的情況；對(duì)大直徑擴(kuò)底樁、組合樁、異型樁、薄壁鋼管樁不適用。
3 結(jié)論
本文系統(tǒng)的分析了幾種常見樁型的質(zhì)量事故產(chǎn)生原因，并有針對(duì)性地歸納了相應(yīng)的檢測(cè)方法。樁基工程質(zhì)量檢測(cè)是關(guān)系建筑物安全的重要問(wèn)題，而且還是一項(xiàng)復(fù)雜細(xì)致和涉及環(huán)節(jié)多的工作，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，工程技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)檢測(cè)對(duì)象、檢測(cè)目的、檢測(cè)方法的適用范圍和特點(diǎn)，合理確定檢測(cè)方案及選擇檢測(cè)方法，正確分析及處理出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，只有各個(gè)環(huán)節(jié)都做好了，才能真正提高樁基工程質(zhì)量檢測(cè)的可靠性，從而盡可能地消除樁基工程質(zhì)量隱患，確保建筑物安全。
參考文獻(xiàn)
[1] 全國(guó)二級(jí)建造師執(zhí)業(yè)資格考試用書編寫委員會(huì). 建筑工程管理與實(shí)務(wù)[M]. 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.
[2] DGJ32/TJ142-2012，建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)程[S].
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