淺談地基與基礎(chǔ)工程施工與檢測要點(diǎn)及常見問題

何睿

（眉山市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站　四川　眉山　620010）

淺談地基與基礎(chǔ)工程施工與檢測要點(diǎn)及常見問題

何睿

（眉山市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站四川眉山620010）

近十年來，我國經(jīng)濟(jì)體量不斷增大，建筑業(yè)蓬勃發(fā)展，中小城市建筑已一改以往多層建筑為主的面貌，電梯公寓和大型商業(yè)綜合體等成規(guī)模建筑大量涌現(xiàn)，這一轉(zhuǎn)變對建筑物結(jié)構(gòu)安全尤其是地基與基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量安全提出了更高的要求。本文以此為背景對建筑地基基礎(chǔ)施工和檢測中應(yīng)注意的相關(guān)問題和要點(diǎn)進(jìn)行簡要分析論述。

地基；基礎(chǔ)工程；檢測

1　地基與基礎(chǔ)工程相關(guān)概念

（1）地基，是指用來支承上部建筑物或構(gòu)筑物基礎(chǔ)的土體或巖體。用作建筑物地基的土層大致可以分為巖石、碎石土（通常指卵石）、砂土、粉土、粘性土和人工回填土等類別；按形成方式可分為天然地基和處理地基（人工地基），天然地基是地質(zhì)條件較好，不需要處理即具備一定的承載力，可直接將基礎(chǔ)放在上面的自然形成土層；天然土層若承載力較小，存在不良的地質(zhì)條件，需經(jīng)過人工處理后才能在上面修建建筑物，謂之人工加固地基。天然地基的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約工程費(fèi)用，缺點(diǎn)是承載力有限，無法承載較大荷載建筑物；處理地基優(yōu)點(diǎn)是具備較好的承載力和工程適用性，缺點(diǎn)是工期較長、成本較高。

（2）基礎(chǔ)，是指用以將建筑物自身重量（荷載）均勻有效的傳遞給地基的建筑物下部結(jié)構(gòu)，因此必須穩(wěn)定、牢固、可靠。按照埋置深度，可劃分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)埋置深度一般為3～ 5m，通常其基礎(chǔ)埋置深度不大于基礎(chǔ)的寬度，只需要排水、開挖基槽等一般施工步驟即可建造。常見的淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型有獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、十字交叉基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等。埋置深度＞5m，以下部堅(jiān)實(shí)土層（如稍密、密實(shí)卵石層）或巖層作為持力層的基礎(chǔ)，稱為深基礎(chǔ)，常用的深基礎(chǔ)有樁基礎(chǔ)、大直徑樁墩基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻、箱樁基礎(chǔ)等，這其中以樁基礎(chǔ)應(yīng)用最為廣泛。天然地基上修造淺基礎(chǔ)技術(shù)相對簡單、施工便捷、工程量較小、費(fèi)用較節(jié)?。簧罨A(chǔ)持力層較好且基礎(chǔ)周邊的摩擦阻力可承受部分建筑物荷載，所以承載力較高，但施工需專業(yè)設(shè)備如打樁機(jī)、沉井機(jī)、挖槽機(jī)等，施工技術(shù)較復(fù)雜，造價(jià)高，工期長。

2　常見的地基基礎(chǔ)工程及特點(diǎn)

筆者所在的成都平原地區(qū)，廣泛使用的地基處理方式有換填墊層、強(qiáng)夯地基、復(fù)合地基：如水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基（CFG）、旋噴樁復(fù)合地基、振沖樁復(fù)合地基等；樁基礎(chǔ)常見的有預(yù)制方樁、預(yù)應(yīng)力管樁（PHC）、人工挖孔樁、旋挖樁等。這其中，淺部換填地基，強(qiáng)夯地基，復(fù)合地基中的CFG和振沖樁，預(yù)制方樁等一般用于荷載較小的多層房建工程和廠房工程；預(yù)應(yīng)力管樁、旋噴樁、人工挖孔樁、旋挖樁多用于荷載較大的高層建筑和自重大結(jié)構(gòu)復(fù)雜的廠房工程。

3　常見地基基礎(chǔ)工程檢測方法及特點(diǎn)

（1）地基處理工程驗(yàn)收檢測的主控指標(biāo)是地基承載力，樁基礎(chǔ)工程驗(yàn)收檢測的主控指標(biāo)是單樁承載力和樁身完整性。樁身結(jié)構(gòu)完整性檢測的目的是查清楚樁身是否存在缺陷及缺陷位置，以便對影響樁體承載力和耐久性的樁體缺陷進(jìn)行補(bǔ)救，以保證工程質(zhì)量，杜絕事故隱患。

（2）常見的承載力檢測方法有高應(yīng)變法和靜載荷試驗(yàn)法，高應(yīng)變法試驗(yàn)費(fèi)用低、周期短、效率高、能進(jìn)行打樁監(jiān)控，但通常僅適用于尺寸（邊長或直徑）較小的預(yù)制樁和預(yù)應(yīng)力管樁，不適用于大直徑擴(kuò)底樁和預(yù)估Q-s曲線為緩變曲線的大直徑灌注樁。靜載荷試驗(yàn)法是采取接近于地基或工程樁實(shí)際工作狀態(tài)條件的試驗(yàn)方法，采用堆載、錨樁等方式提供反力，利用千斤頂對處理地基或工程樁分級施加荷載并記錄相應(yīng)沉降量用以確定地基承載力特征值或單樁的極限承載力，此法系工程檢測領(lǐng)域目前最為成熟準(zhǔn)確可靠的承載力檢測方法，缺點(diǎn)是費(fèi)用高，周期長，存在安全隱患。

（3）常見的樁身完整性檢測方法有低應(yīng)變法（反射波法）、聲波透射法和鉆芯法。低應(yīng)變法，屬于動力測樁，即在樁頂給樁作用一動態(tài)力，可以是瞬態(tài)沖擊力或穩(wěn)態(tài)激振力，通過實(shí)時測量樁頂部的速度時程曲線或速度導(dǎo)納曲線，根據(jù)頻域或波動理論分析，對樁的完整性進(jìn)行判定的一種檢測方法。低應(yīng)變法具有儀器設(shè)備輕便、檢測速度快，費(fèi)用低，可用作對工程樁進(jìn)行普查的特點(diǎn)，但其對樁身截面不規(guī)則多變并且變化幅度較大的大直徑樁檢測時精度和準(zhǔn)確性明顯下降，應(yīng)采用其他輔助方法來驗(yàn)證低應(yīng)變法檢測的有效性。聲波透射法又叫埋管式聲波透射法，適用于澆筑前已預(yù)埋（與鋼筋籠綁扎或點(diǎn)焊在一起）聲測管的混凝土灌注樁樁身完整性檢測，系通過實(shí)時測量聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的波幅衰減、聲時和頻率等相關(guān)聲學(xué)參數(shù)的相對變化，判定樁身缺陷的位置并量化其缺陷程度的方法。聲波透射法相比低應(yīng)變法準(zhǔn)確性更高，可對工程樁樁身缺陷大小、具體位置、類型進(jìn)行定量定性分析，但因需要預(yù)先埋設(shè)聲測管，且聲測管無法重復(fù)使用，給施工帶來不便也增加成本，同時檢測周期較長、檢測效率低。鉆芯法，是利用專業(yè)鉆孔機(jī)，從樁身混凝土中鉆取芯樣以檢測混凝土強(qiáng)度或觀察樁體內(nèi)部混凝土質(zhì)量的方法。它對樁身混凝土?xí)斐删植繐p傷，因此是一種半破損的現(xiàn)場檢測手段。鉆芯法可以直接看到樁身混凝土芯樣，因此相比其他的樁身完整性檢測方法更加科學(xué)、直觀、實(shí)用，但其成本高昂，耗時長，對樁身有一定破壞性，所以在工程檢測領(lǐng)域一般此法僅作為驗(yàn)證低應(yīng)變法和聲波透射法檢測結(jié)果的一種輔助檢測方式，不適用于大范圍的樁身完整性普查。

4　地基與基礎(chǔ)工程施工和檢測要點(diǎn)及常見問題

4.1處理地基

筆者所在地區(qū)處理地基應(yīng)用廣泛，但施工質(zhì)量參差不齊，很多施工隊(duì)伍能力低下，一味追求利潤最大化，偷工減料現(xiàn)象普遍。一些CFG樁復(fù)合地基工程，取土成孔不到位，混凝土標(biāo)號不配夠，基本不按碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水的配比進(jìn)行樁身材料制備，背離了設(shè)計(jì)者創(chuàng)造較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果的初衷；很多CFG樁施工單位為了節(jié)約成本，不鋪設(shè)或者鋪設(shè)非常薄的褥墊層，殊不知褥墊層對于CFG樁設(shè)計(jì)至關(guān)重要，它對地基基礎(chǔ)最終沉降、調(diào)整樁土應(yīng)力比和水平荷載，發(fā)揮重要作用，太厚了無法發(fā)揮樁的優(yōu)點(diǎn)，太薄了應(yīng)力過于集中在樁上，土的作用沒有發(fā)揮；一些施工隊(duì)伍為了能混過檢測關(guān)，將備檢CFG樁淺部澆筑大量高標(biāo)號混凝土，人為做大CFG樁直徑，硬生生將復(fù)合地基做成墩基礎(chǔ)。

個別處理地基設(shè)計(jì)方案與勘察報(bào)告嚴(yán)重脫節(jié)，設(shè)計(jì)者限于能力經(jīng)常抄襲復(fù)制別人方案，根本不論證該種地基處理方案是否與工程地質(zhì)條件相適宜，筆者曾目睹過一個靠近居民區(qū)的振沖地基（不加填料振沖擠密法）處理施工現(xiàn)場水漫金山，無法排走的泥漿拉了一車又一車，工程被迫停工，復(fù)核場地勘察報(bào)告后才發(fā)現(xiàn)地基土分布大量粘土，而不加填料的振沖擠密法僅適用于處理黏粒含量不大于10％的中砂、粗砂地基，加之現(xiàn)場未合理布置排水溝等，所以才會泥漿四溢無法施工。

旋噴樁復(fù)合地基在施工時應(yīng)使用挖掘機(jī)在樁側(cè)開挖回漿槽，注漿的時候要將從注漿孔中返出地面的水泥漿及時清運(yùn)干凈，否則待覆蓋整個場地表面的水泥漿凝結(jié)硬化后，將會為下一步的清理破樁造成極大阻礙，增加大量人力物力支出。旋噴樁是采用高壓泵（＞20MPa）把水泥漿液通過鉆桿端頭的特殊噴嘴，以高速噴入土層，注漿施工中要嚴(yán)密防備高壓漿體崩出傷人，當(dāng)噴漿結(jié)束后，應(yīng)立即清洗高壓泵、輸漿管路、注漿管及噴頭，確保管路內(nèi)沒有殘余壓力。

4.2樁基礎(chǔ)

樁基施工時，應(yīng)選用質(zhì)量合格的預(yù)制方樁和預(yù)應(yīng)力管樁，打入樁樁頂2～3d長度范圍內(nèi)箍筋應(yīng)加密，并設(shè)置鋼筋網(wǎng)片，部分預(yù)制樁生產(chǎn)廠家為節(jié)約成本，將樁頭部位箍筋人為減少，代之以一塊與主筋焊接在一起的薄鋼板，澆筑樁身混凝土?xí)r為節(jié)省水泥河沙用量在樁體內(nèi)埋置漂石（人頭石），這些行為既為樁體打入和使用埋下隱患，也為完工后的樁身完整性驗(yàn)收檢測造成較大阻礙，檢測的時候不得不把鋼板去除，否則將嚴(yán)重影響測試圖形，造成缺陷判斷困難。

預(yù)制樁和管樁施工方案的編制和設(shè)計(jì)，特別是持力層的確定，一定要特別認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，要認(rèn)真的研讀擬建工程的地勘報(bào)告。例如某管樁工地，采用直徑400的AB型管樁，樁長6～8m，設(shè)計(jì)要求以中風(fēng)化巖層作為持力層，在打樁過程中為按照設(shè)計(jì)要求將樁送至巖層標(biāo)高，強(qiáng)行穿越場區(qū)分布廣泛厚度不均勻的稍密中密卵石層夾層，有些卵石層厚達(dá)3～5m，造成送樁非常困難，部分樁體被打壞也未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求持力層，并且很長一段樁體露在地面以上，造成很大浪費(fèi)，同時后期樁身完整性檢測也發(fā)現(xiàn)大量缺陷樁，通過分析我們可以發(fā)現(xiàn)，以稍密或中密卵石層作為持力層已可以滿足承載力要求，并可避免強(qiáng)穿卵石層對樁體的損壞。

某高層建筑管樁基礎(chǔ)，采用φ500的AB型管樁，打樁施工結(jié)束后驗(yàn)收檢測時，低應(yīng)變檢測樁身完整性非常好，但做靜載試驗(yàn)時個別受檢樁沉降非常大，承載力無法達(dá)夠設(shè)計(jì)要求，究其原因，發(fā)現(xiàn)當(dāng)管樁以中風(fēng)化泥巖為持力層時，當(dāng)樁端嵌入巖層后，被破壞的泥巖巖層在地下水的作用下會迅速軟化無法保證承載力，因此預(yù)應(yīng)力管樁樁端以遇水容易軟化的泥巖或其他土層為持力層時，承載力檢測一定要保證不少于28d的休止期。

人工挖孔灌注樁承載力高，多用于高層建筑，因此對勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理都提出了較高的要求。設(shè)計(jì)在進(jìn)行樁位布置時一定要避免將兩根大直徑的異形樁挨的太近，以免在澆筑時將兩樁相鄰的護(hù)壁漲爆，導(dǎo)致后續(xù)補(bǔ)救處理非常麻煩。同時人工挖孔樁在澆筑時如孔底巖層有難以抽干凈的承壓水時，應(yīng)采取水下灌注混凝土，否則按常規(guī)方式進(jìn)行混凝土澆筑，灌注樁樁底混凝土在水頭作用下極易產(chǎn)生離析，導(dǎo)致后續(xù)必須進(jìn)行壓漿處理，耗時費(fèi)錢。灌注樁混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號一般為C30，目前大部分商混都能滿足要求，但要特別小心一些無良廠商提供達(dá)不夠標(biāo)號的不合格混凝土，若用此類混凝土澆筑后，樁身完整性一般不會有大問題，但進(jìn)行大噸位的靜載荷試驗(yàn)時，就會出現(xiàn)樁頭開裂，沉降過大的情況，嚴(yán)重危及建筑物結(jié)構(gòu)安全。人工挖孔灌注樁施工時一定要進(jìn)行技術(shù)交底，嚴(yán)格照圖進(jìn)行護(hù)壁施工，確保作業(yè)人員人身安全。人工挖孔灌注樁預(yù)埋聲測管后，在混凝土養(yǎng)護(hù)過程中，一定要采取措臨時措施封閉聲測管，防止雜物進(jìn)入管內(nèi)影響測試結(jié)果。灌注樁在使用混凝土標(biāo)準(zhǔn)配重塊進(jìn)行大噸位的靜載試驗(yàn)時配重塊一定要像砌筑磚砌體一樣交錯碼放吊裝，切不可出現(xiàn)“通縫”，否則容易導(dǎo)致堆載平臺傾覆等重大安全事故。

5　結(jié)束語

地基和基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量和施工安全，對建筑整體結(jié)構(gòu)安全意義重大，我們在施工和檢測時一定要認(rèn)真分析勘察報(bào)告（前提是地勘報(bào)告必須真實(shí)準(zhǔn)確），結(jié)合本地施工特點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行合理化的設(shè)計(jì)，組織編制有針對性的施工方案和技術(shù)交底材料，認(rèn)真組織驗(yàn)收檢測，對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行及時的補(bǔ)救和處理，確保地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量萬無一失。

[1]陳希哲.土力學(xué)及基礎(chǔ)工程.中央廣播電視大學(xué)出版社，1995.

[2]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-202）.

[3]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）.

[4]《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2014）.

[5]徐攸在.樁基檢驗(yàn)手冊.中國水利水電出版社，1999.

[6]劉興錄.樁基工程與動測技術(shù).中國建筑工業(yè)出版社，2013.

TU753

A

1673-0038（2015）29-0147-02

2015-7-3

何睿（1979-），男，工程師，本科，主要從事建筑工程質(zhì)量監(jiān)督管理工作。