建筑·规划·设计
桩基检测的质量控制及方法
覃键
（江西有色地质勘查五队，江西九江332000）
摘要：分析了具有代表性的几类桩基础的质量事故成因, 并有针对性地给出了合适的桩基检测方法。关键词：桩基；检测；方法1造成桩基常见质量事故的几点原因
一般来说, 桩基出现质量事故, 主要是因为勘察、设计、施工等工作中存在问题, 或者桩基础工程完成后外部环境的变化, 造成桩基础受损或者破坏。造成桩基质量事故的几点原因:
勘察工作中的问题:勘察报告中提供的地质剖面图、钻孔柱状图、土的物理力学性质指标以及建议的桩基设计参数不准确。
设计工作中的问题:桩基础选型不当, 设计参数选取不当。施工过程中的问题:材料选取不当或质量不满足要求, 施工方法、施工工序不合理, 施工质量控制不严, 质量检测方法欠佳, 以及人为和自然因素。
周边环境的不利影响:周边地区基坑开挖、地面大面积堆载、重型机械行进、相邻工程挤土桩施工等。
当然, 除了上述桩基质量事故成因外, 还有一些因素会给桩身造成一定损害, 在此不一一列举。下面重点讨论几种常见的桩型所存在的一般性质量问题及其成因。
1.1沉管灌注桩常见质量事故原因
沉管灌注桩为挤土型桩, 桩径一般为Φ377、Φ426A ′377、A ′426, 桩长20m 左右。沉管桩有振动、静压等施工方法, 由于沉管灌注桩截面尺寸的特点, 无论采用哪种施工方法, 施工中都易产生以下质量问题:
1）缩径、夹泥、离析。主要原因如下：①土的性状原因。在软土中沉桩时, 土受到强制扰动产生超孔隙水压力, 在桩管拔出后挤向刚浇注的混凝土, 使桩身局部缩径或夹泥。在软硬土层交界处, 也极易发生缩径现②拔管速度过快。施工中不按有关规范要求操作, 拔管速度过快, 造象。
成管内混凝土高度过低, 使得混凝土的排挤力小于地层的侧压力, 从而造成缩径夹泥。③管内混凝土量少。管内混凝土应保持2m 左右高程, 并高于地下水位1. 0～1. 5m 或不低于地面高程, 否则管外土体挤入会造成缩径夹泥。④混凝土质量差。坍落度小、和易性差, 拔管时管壁对混凝土产生的摩阻力造成缩径离析。⑤桩间距过小, 邻近桩施工时的挤压可能造成缩径。
2）断桩。造成断桩的原因与缩径基本相同, 但断桩对承载力的影响明显大于缩径。
3）吊脚桩。桩底混凝土架空, 泥砂在桩底部形成薄弱层。造成的原因一般有:沉管时桩尖破坏; 活瓣桩尖被周围土体包围打不开; 混凝土级配不合理、和易性差, 在拔管时, 混凝土拒落, 造成桩尖下没有混凝土或量少。
1.2钻孔灌注桩常见质量事故成原因
钻孔灌注桩施工包括泥浆护壁、水下成孔、水下下笼、清孔、水下混凝土灌注等工序, 在施工过程中, 任何一道工序不完善, 都会导致桩身质量出现缺陷。
常见的钻孔灌注桩质量问题及其产生原因如下：
1）钻孔倾斜。钻机钻进的过程中, 由于垂直度把握不准确或者遇到孤石等地下障碍物, 使得钻杆偏斜, 从而导致桩发生倾斜。
2）坍孔, 从而造成断桩、沉渣、孔径突变等缺陷。导致坍孔的主要原护筒内无足够压力水头等导致护壁不力; 钻进速度过因有:泥浆质量差、
快; 操作时施工工具、钢筋笼碰撞孔壁; 土质条件较差, 比较疏松。
3）桩身缩径、夹泥、断桩、离析。
缩径成因:钢筋笼设计太密, 混凝土级配和流动性差造成桩身某些断面尺寸达不到设计要求; 地下承压水对桩周混凝土侵蚀。
夹泥成因:混凝土浇注过程中, 出现坍孔和内挤, 坍落和挤入的土体
混入混凝土中。
断桩成因:混凝土浇注过程中, 不慎将导管拔出混凝土面, 或由于堵停电等原因而采用拔管措施, 或者软土层中流砂挤入钢筋笼内, 都会管、
形成断裂面。
离析成因:混凝土和易性差，混凝土初灌量过小，导管进水，导管埋深不足，在混凝土初凝前地下水位变化等, 造成桩身局部断面混凝土胶结不良、离析。
孔底沉渣成因:施工中未按有关规范要求清孔，清孔后未及时浇注混凝土，下钢筋笼时碰撞孔壁，混凝土初灌量太小，混凝土浇注前出现坍孔, 这些现象都会造成孔底沉渣超标。1.3打入式预制桩常见质量事故原因
1）桩身本身的质量问题。主要成因有预制桩生产过程中材料、胎膜、生产工艺、养护龄期等控制不严导致桩身强度不够、桩身几何尺寸偏差大等质量问题, 装卸、运输、堆放不当造成桩身裂缝等缺陷, 在施工前又未能及时发现。
2）接桩质量问题。主要成因有接桩材料不合格、接桩方法不当。3）桩身垂直度问题。产生原因有:施工中垂直度控制不到位, 布桩密打桩路线、持力层层面坡度不合理, 地面超载, 基坑开挖, 相邻工程挤度、土桩施工。
4）施工造成的质量问题。采用的锤重锤垫不当，过多地重锤打击，停歇时间长或出现复杂的地质现象, 都会导致预制桩出现缺陷。
5）“上浮吊脚”造成的承载力不足问题。在深厚软土地区, 已打入的“上浮”、桩端离开持力层的现桩, 在施工其相邻桩基时, 往往会发生整桩象, 从而影响桩基承载力。2桩基质量检测方法
桩基础能否既经济又安全通过桩将上部荷载传递至深层土体中, 关键在于桩身的质量好坏和承载力大小。为此, 桩基检测应包括两个部分:检查桩身是否存在缺陷及位置; 检测桩基承载力是否满足设计要求。目前桩基检测方法主要有:静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法和声波透射法。由于各种检测方法的原理和使用设备的不同, 它们的适用性也存在较大差别。以下就各种桩基质量检测方法的适用性和局限性进行详细探讨, 并针对工程中主要应用桩型提出相适应的检测方法。2.1主要桩型质量检测方法的选取
不同的桩型由于设计方法、施工工艺和使用条件的不同, 有着其各自容易发生的质量问题, 为此, 选取合适的检测方法尤为重要。
1）钻孔灌注桩:采用高应变法检测比较有效, 如果条件允许, 可进一步采用静载试验或钻芯法进行验校。对于大直径钻孔灌注桩, 可采用钻芯法配合低应变波或声波透射法检测。
2）沉管灌注桩:采用低应变法检测桩身完整性十分有效, 同时使用静载试验检测单桩承载力; 冲击力能满足要求的话, 可采用高应变法同时检测其完整性和承载力情况。
3）打入式预制桩:高应变法和静载试验进行预制桩检测比较适合, 低应变法和声波透射法不宜选取。2.2各种检测方法的优缺点2.2.1静载试验
桩基静载试验是指在桩顶逐步施加竖向压力、竖向上拔力或水平上拔位移或水平位移, 以确定相应的推力, 观测桩顶随时间产生的沉降、
单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力、单桩水平承载力的试验方法。其优点是确定单桩极限承载力直观、可靠, 并可作为评
（下转201页）
市政与路桥
筑厚度不超过500mm 。保证上层混凝土覆盖已浇混凝土的时间不得超
）。过混凝土初凝时间（见图4
3.2.3.2养护措施
养护是混凝土裂缝控制非常重要的环节，混凝土浇筑后如不及时养护，混凝土中水分过早的蒸发会产生较大的收缩变形，出现干缩裂缝。
底板、顶板混凝土采用不透水塑料薄膜、麻袋、草帘、黑塑料布四层
）。待混凝土强度达到2.5KPa 后，将模板松开，对混凝土进行覆盖（见图5
淹养。在养护保温期间持续补充水分，严格控制其内外温差小于25o C ，混
o
凝土降温速率小于1.5C /d及表面温度与大气温度之差小于25o C ，从而有效避免出现有害裂缝。
墙身混凝土浇筑完12h 后开始，至顶板混凝土强度达到100％后一起拆模为止。在此期间专门派工人负责对墙身两侧木模浇水养护，使内外模板始终处于湿润状态及模板对墙身混
“夹紧”状态。利用凝土始终处于
模板对混凝土的摩阻力，减小混
图5覆盖养生凝土的收缩应力，以达到减少和
控制墙身混凝土竖向裂缝的目的。4混凝土温度监测情况
采用建筑电子测温仪系列产品在底板距混凝土表面75cm, 顶板距混凝土表面65cm 处设置温控探头，每室沿中心线对称布置。测温频率：4.1混凝土刚入模时的温度。4.2混凝土浇筑完成后，第1～4d 每2h 测温一次。4.3第5～10天每4h 测温一次。（上接202页）
4.4测温数据管理。根据实测数据绘制温度－时间曲线（见图6）。
图6混凝土温度-时间曲线
从温度监测结果可以看出，混凝土在浇筑完后的12h 内温度上升较
混凝土降温过程平稳，内外温差小于快，在72h 后混凝土温度达到峰值。
o
25C ，均在温控要求数值内，且没有产生较大的温度梯度。由此可见，采用覆盖四层混凝土养护措施，达到了良好的效果。5结束语
为防止因大体积、长节段和大跨度情况下混凝土表面出现有害裂
浇筑工艺、养护措施及混凝土表面抗拉方面进纹，通过在混凝土配合比、
行了研究和控制，使框架桥未出现任何裂纹，为以后其他的长大体积混凝土施工提供了经验。
参考文献
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[4]DL/T5330-2005,水工混凝土配合比设计规程[S].北京：中国电力出版
2006：
11-15. 社，
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观性和行车的安全性、舒适性造成一定的影响，所以必须引起施工、监理、建设单位的高度重视。有的虽然不涉及到结构的安全问题，但也不能当作是小事而忽视。只要给予足够的重视，采取合理的工艺，充分发挥各级质量保证体系的作用，严格控制施工质量，保证质量达标是毫无问题的。[1][2][3][4]
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王宁, 湛秀玲. 浅谈水泥混凝土桥面铺装层[J].山西建筑,2006,32（6）:76-77.
不到，路堤压实度极不均匀；6）不同岩性的石料不得混填，必须分层或分段填筑。3.2.2压实
1）要使用工作质量12t 以上激振力大于30t 的压路机进行碾压；2）碾压应采用慢速：2km/h～4km/h，采用低频、强功率、大振幅碾压至没有轮
3）有明显空洞、空隙的地方，应随时补充细料后再进行碾压；迹时为止；
4）碾压应与路线方向平行，即纵向反复碾压，在路堤边缘2m 范围内，可
5）碾压后石块不得有松动，如有松动可用适当粒径石块嵌实弱档压实；6）严格控制碾压遍数，不得少于试验路段确定的碾压遍数，一般不敲紧；
应少于10遍，碾压直至无轮迹、无沉陷、无石料移动及推移时，才算合格。4结束语
高速公路路基桥涵的施工容易出现一些问题，对结构的耐久性、美（上接241页）
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通过波动理论判定单桩极限承载力和桩身完整性类别的方法。其优点是检测速度较快、设备简单、能同时获得承载力和桩身完整性信息。缺点是理论上采用一维波动理论进行分析存在欠缺, 和实际难以相符; 只异型桩、薄适用工程桩的阻抗远大于桩周土的阻抗的情况; 对组合桩、壁钢管桩不太适用。2.2.5声波透射法
声波透射法是指在预埋测管之间并联接受声波, 通过实测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化, 对桩身完整性进行检测的方法。它是检测灌注桩桩身混凝土的均匀性、桩身缺陷程度及位置, 判定桩身完整性类别的有效方法。缺点是要预埋声测管, 否则成桩后难以检测。3结论
本文系统的分析了几种常见桩型的质量事故产生原因, 在总结大量工程经验的基础上, 有针对性地归纳了相应的检测方法。在实际检测过程中, 工程技术人员应根据检测对象、检测目的、检测方法的适用范围和特点, 合理的选择检测方法。当使用多种方法时, 应实现合理搭配, 优势互补；在达到“正确评价”目的的同时, 又要体现经济合理性。
价动测结果准确与否的依据; 缺点是试验时间长、费用高、抽检数量有限、受现场环境影响较大、在深基坑内难以作业。2.2.2钻芯法
钻芯法是指用钻机钻取芯样以检测桩长、桩身混凝土强度、桩底沉
渣厚度, 判定和鉴别桩底岩土性状的方法。具有直观、定量等优点, 在一定条件下, 可作为桩身完整性判定依据。缺点是钻孔少时, 可能会以偏概全, 且无法检测桩身表面的缺陷程度, 难以反应桩基的真实性状。2.2.3低应变法
低应变法是指采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振, 实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线, 通过波动理论分析或频域分快捷、抽检面析, 对桩的完整性进行判定的方法。具有现场测试简便、
广、经济实用的优势。缺点是利用波形特征判别桩身缺陷存在多解, 只做定性不做定量判断, 而且不同桩身缺陷往往难以区分, 通常要求检测人员具有丰富的实践经验。2.2.4高应变法
高应变法是指用重锤冲击桩顶, 实测桩顶部的速度和力时程曲线,