建筑工程軟弱地基樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量檢測探討

艾兆卿

濟南市濟陽區(qū)工程質(zhì)量與安全中心 山東 濟南 251400

引言

經(jīng)濟社會的全面發(fā)展帶動了建筑行業(yè)的進步，隨著各類建筑需求的增多，市場上的建筑工程項目數(shù)量持續(xù)增多、規(guī)模持續(xù)擴大，為達到工程的結(jié)構(gòu)質(zhì)量目標(biāo)，基礎(chǔ)施工十分重要。許多建筑面臨軟弱地基施工條件，樁基礎(chǔ)可克服不良地質(zhì)的影響，增強基礎(chǔ)承載力。但樁基礎(chǔ)技術(shù)較多，軟弱地基樁基礎(chǔ)施工中為減少質(zhì)量問題，加強質(zhì)量檢測十分關(guān)鍵，有關(guān)人員在現(xiàn)場作業(yè)中需根據(jù)樁基礎(chǔ)類型等，綜合選擇最佳的檢測方法，保障檢測的全面性與有效性，及時解決樁基礎(chǔ)中的質(zhì)量缺陷，發(fā)揮其在結(jié)構(gòu)體系中的作用。

1 軟弱地基樁基礎(chǔ)質(zhì)量檢測的方法

1.1 超聲波檢測法

樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量檢測中超聲波檢測法相對有效，其應(yīng)用范圍較廣，通過嚴(yán)格遵守相應(yīng)的檢測操作流程和規(guī)范，可得到相對可靠的結(jié)論。目前建筑行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的過程中，超聲波檢測法應(yīng)用于樁基礎(chǔ)質(zhì)量檢測的工藝技術(shù)體系相對成熟。如在軟弱地基施工中采用混凝土灌注樁，在灌注作業(yè)開始之前施工人員需嚴(yán)格根據(jù)樁基礎(chǔ)的具體情況來確定檢測管道，平行預(yù)埋該管道，為超聲脈沖的傳遞創(chuàng)造條件。除此之外，有關(guān)人員借助超聲探測儀可探查、檢測與分析信號，此過程中能獲得混凝土樁基各項參數(shù)，最終通過分析這些數(shù)值確定混凝土的受力特點、均勻程度等，判定這些是否與基礎(chǔ)施工要求相一致，如達不到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，需結(jié)合質(zhì)量缺陷來改進樁基礎(chǔ)施工。如樁基直徑在0.9～1.9mm之間，利用超聲波檢測質(zhì)量十分適用，但需要特別注意的是，樁基直徑不同，配備的測量管道數(shù)量也有所差異，比如樁基直徑在1～2mm之間，測量管道的數(shù)量為3根[1]。

1.2 低應(yīng)變動檢測法

樁基質(zhì)量檢測中低應(yīng)變動檢測法也相對有效，利用這一檢測技術(shù)同樣能獲得相對理想的檢測結(jié)果。樁基礎(chǔ)質(zhì)量檢測中采用低應(yīng)變動檢測法時，不僅能高效檢測，整個檢測過程還相對簡單，檢測人員只需要利用小錘在樁基頂部多次敲打即可，由于該位置安裝有傳感器，在敲打的過程中該傳感器可感應(yīng)樁基內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力波信號[2]。借助應(yīng)力波理論，相關(guān)人員可分析應(yīng)力波速度、頻率信號，進而分析樁基是否有缺陷、缺陷類型。實際的操作中如選擇低應(yīng)變動檢測法，有關(guān)人員必須清晰、準(zhǔn)確地把握檢測速度、檢測頻率，以根據(jù)檢測結(jié)果解決樁基礎(chǔ)的質(zhì)量問題，使樁基礎(chǔ)的承載力、強度等符合施工標(biāo)準(zhǔn)。在分析頻率波形之前，相關(guān)人員需檢查樁基頂部是否有護筒，如有護筒則需分析護筒深度，以得到樁基底部的放射信號，把握樁基長度。

1.3 高應(yīng)變檢測法

樁基礎(chǔ)質(zhì)量檢測中引入高應(yīng)變檢測法，可全面判定樁基的承載力、完整性，其檢測原理為：利用重錘給樁頂施加沖擊力，在該沖擊力作用下樁側(cè)與樁身存在或大或小的位置移動，與此同時，樁體周圍土壤的阻力、樁頂支承力被激發(fā)，也就能抵御來自重錘的沖擊力，一致樁側(cè)、樁身的位移。樁頂位置布置有加速傳感器，此傳感器能采集信號，在應(yīng)力波理論前提下有關(guān)人員可根據(jù)采集的信號處理與數(shù)據(jù)分析，判定樁基承載力是否達到了施工的質(zhì)量規(guī)定[3]。與其他的樁基檢測技術(shù)相對比，高應(yīng)變檢測法的檢測簡單且操作便捷，可在較短的時間內(nèi)得到檢測數(shù)值，但如要提高檢測精度，檢測人員需綜合現(xiàn)場情況來選擇樁土參數(shù)。

1.4 鉆芯檢測法

軟弱地基樁基礎(chǔ)質(zhì)量檢測中同樣可選用鉆芯檢測法，這一方法下需配備特定型號的鉆機，用鉆機在樁身軸向向下鉆取芯樣，最后通過分析和判定芯樣的相關(guān)情況來判定樁基質(zhì)量。結(jié)合其檢測過程，檢測結(jié)果受鉆取芯樣質(zhì)量的影響，如芯樣不具有代表性，所得到的檢測方法將無法反映樁基質(zhì)量。利用鉆芯法檢測樁基質(zhì)量時，檢測操作簡單且結(jié)果直觀，涉及的參數(shù)眾多，能同時檢測灌注樁樁長、樁身缺陷、樁底沉渣厚度、樁身混凝土強度等[4]。但這一檢測方法也存在明顯缺陷，就是其檢測具有局部特點，一般僅能抽樣檢測樁身，鉆芯設(shè)備的體積龐大，現(xiàn)場需配備工作地面或平臺，檢測耗時長。

2 軟弱地基樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量檢測

2.1 樁基礎(chǔ)自身結(jié)構(gòu)情況的檢測與處理

建筑行業(yè)持續(xù)發(fā)展的過程中，市場上陸續(xù)出現(xiàn)了很多新技術(shù)，這些新技術(shù)為建筑施工帶來了更大的可能性。許多建筑項目施工中都會面臨軟弱地基施工條件，如為樁基礎(chǔ)施工作業(yè)，鋼筋混凝土現(xiàn)澆技術(shù)不可或缺，具體的施工處理中在地基上利用鋼筋制成的鋼筋籠來確定地基樁基礎(chǔ)的具體形態(tài)，最后澆筑提前配備的混凝土，以實現(xiàn)成型。樁基礎(chǔ)施工作業(yè)中的結(jié)構(gòu)檢測包含以下方面：①混凝土質(zhì)量的檢測，主要是要判定混凝土的配比、強度、坍落度等各項指標(biāo)。樁基礎(chǔ)施工中混凝土為重要材料，其施工效果關(guān)乎樁基礎(chǔ)承載力、穩(wěn)定性，檢測混凝土就是要檢測其各方面性能指標(biāo)，將檢測結(jié)果與施工要求相對比。②混凝土澆筑質(zhì)量的檢測?；炷翝仓闃痘A(chǔ)施工的關(guān)鍵步驟，如澆筑不規(guī)范將造成更為嚴(yán)重的質(zhì)量安全問題。結(jié)合大量的施工經(jīng)驗，樁基礎(chǔ)混凝土澆筑中的質(zhì)量問題主要為：混凝土離析、膠結(jié)不佳，這些問題在樁頂1～2m、樁底2m范圍內(nèi)相對常見；樁底基巖的支承力過小，膠結(jié)不佳；樁基礎(chǔ)底部存在3～4cm厚的泥巖碎塊沉渣，或者樁底持力層薄弱；澆筑過程中將混凝土密實度不達標(biāo)，結(jié)構(gòu)承載力較低，操作不當(dāng)易發(fā)生彎折與斷裂現(xiàn)象[5]。面對這些問題，工程現(xiàn)場相關(guān)人員可通過超聲波、小應(yīng)變動法來檢測，具體參考聲波、力在樁體內(nèi)的傳遞情況判定樁基結(jié)構(gòu)是否達到了規(guī)定。樁基質(zhì)量檢測中也可選用抽芯檢測法，這一方法對澆筑混凝土內(nèi)部壓實度不足的問題相對有效，檢測過程中先在樁身鉆孔再取樣，直接通過檢測樣品來分析樁體整體結(jié)構(gòu)，經(jīng)由一系列分析與對比可判定內(nèi)部骨粒分布是否均勻、水泥與骨粒攪拌的均勻度等。

2.2 對樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量進行檢測

軟弱地基樁基礎(chǔ)施工的難度系數(shù)較高，為克服現(xiàn)場不利條件的限制，樁基礎(chǔ)施工中需根據(jù)現(xiàn)場情況選擇合適的樁基礎(chǔ)工藝，如施工技術(shù)不達標(biāo)、材料不合理等，都會引發(fā)樁基礎(chǔ)質(zhì)量缺陷。依據(jù)樁基礎(chǔ)施工情況，比較常見的問題為下放鋼筋籠時淤泥層揪下的淤泥或者樁底本身附著的軟化雜物，都可能使樁芯質(zhì)量與施工要求不一致。現(xiàn)場施工中為避免這一方面的問題，可采取以下處理措施：樁體內(nèi)有淤泥或者底部有軟化物體的情況下，配備壓強為1.5MPa的空壓機壓入空氣，具體的壓入操作中空氣應(yīng)沿鉆芯孔鋼管被壓入樁體，加壓操作時如未灌水樁底分布有自然水體，與此同時孔底水、淤泥夾層物從另一孔噴射而出，則意味著樁基存在上述問題，此時有關(guān)人員需連續(xù)給鋼管試壓，大約保持1.5d。在一系列操作下，最初噴射出來的水相對渾濁，而經(jīng)由一段時間后水逐步清澈，但水量還相對較大，伴隨著一定的黃褐色風(fēng)化礫巖。此時，引入壓漿法，施工人員需正確操作壓漿機，將0.2%鋁粉與水泥漿保持高壓力狀態(tài)灌入其中，直到另一孔有冒漿現(xiàn)象的情況下使用木塞將其塞緊，維持2h后停止壓漿操作，達到理想的施工處理效果。

2.3 樁基承載力和沉降量的檢測

樁基施工作業(yè)中承載力、沉降值為關(guān)鍵的控制指標(biāo)。一般情況下，軟弱地基樁基礎(chǔ)施工中對樁基承載力、沉降量有明確的要求，如施工作業(yè)中任何一個指標(biāo)超出了正常標(biāo)準(zhǔn)，都會增大樁基的安全風(fēng)險。為此，樁基礎(chǔ)質(zhì)量檢測中需重視對承載力、沉降量的判定。施工人員按照規(guī)定完成了樁基施工后，有關(guān)人員需結(jié)合實際情況檢測單樁承載力、沉降量。以單樁承載力檢測為例，一般可采用以下兩種檢測方法：①大應(yīng)變動測法，經(jīng)由瞬時的高應(yīng)力應(yīng)變情況來推算樁土體系在接近極限狀態(tài)時的承載力大小，以測定結(jié)果獲取單樁承載力指標(biāo)?，F(xiàn)場按照規(guī)定完成了樁基礎(chǔ)施工任務(wù)后，需根據(jù)檢測規(guī)定在特定位置布設(shè)發(fā)力裝置，隨后在瞬時施加較大的作用力，施加的這一力可以為水平方向作用力，也能為豎向上的力，施力后由專人密切觀測樁基礎(chǔ)是否存在變化，如在該作用力下樁體無明顯形變，基本可判定其承載力能達到施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。②靜載試驗，這一試驗過程中相關(guān)人員需根據(jù)相關(guān)公式計算需要給樁基施加作用力的大小，隨后利用相等質(zhì)量的物體產(chǎn)生該作用力，施力后一段時間觀測樁位是否存在偏移現(xiàn)象。

3 軟弱地基樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制措施

3.1 在地樁打孔時加強質(zhì)量把控

樁基礎(chǔ)施工的流程復(fù)雜，為減少樁基施工的質(zhì)量問題，相關(guān)人員在具體施工中應(yīng)結(jié)合樁基質(zhì)量檢測中比較常見的問題，加強對關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。在地樁上打孔為樁基礎(chǔ)作業(yè)的關(guān)鍵階段，此環(huán)節(jié)的工作是否規(guī)范，直接影響樁基穩(wěn)固性。在打孔過程中施工人員需加強泥漿各方面性能的控制，保障配比、黏度、含砂率等能符合相關(guān)規(guī)定，如施工中淤質(zhì)砂層的厚度較大，打孔時鉆進速度應(yīng)適當(dāng)減小，增大泥漿泵的循環(huán)量，將鉆機鉆進時的負(fù)荷控制在正常標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，避免對土層的擾動。其次，為使泥漿有良好的滲透性，施工人員需保障孔位的密實度、抗壓能力，在前期拌和泥漿時，適當(dāng)提高水泥漿比例，布設(shè)2到3級沉淀池，用以過濾泥漿中的大顆粒物質(zhì)。但施工作業(yè)中需安排專人定期清理沉淀池，嚴(yán)禁沉淀池有其他雜物。

3.2 加強清孔質(zhì)量的控制

清孔工作十分重要，此項工作一般在打孔完成、灌漿之前實施，以通過全面清孔使孔內(nèi)不存在任何雜物，否則，如果鉆孔內(nèi)的雜物過多，不僅無法為灌漿作業(yè)創(chuàng)造良好的條件，也將大大降低樁體性能。根據(jù)施工經(jīng)驗，為達到清孔的良好效果，施工人員需注意以下方面：孔內(nèi)換漿，此項工作中使用的漿液應(yīng)具有低密度特點；配備特定型號的空壓機，用該設(shè)備壓縮產(chǎn)生高壓空氣，將此空氣噴射到孔底，清除孔內(nèi)的無關(guān)雜物，但在噴射高壓空氣時需注意控制噴射次數(shù)，一般需多噴幾次，以確?？變?nèi)的全部雜物完全被清除；清孔操作中大體積石塊的清理工作相對簡單，但淤泥清除相對困難，施工人員需根據(jù)淤泥特點和分布情況選擇恰當(dāng)?shù)那宄に?，?yán)禁孔內(nèi)任何位置存在淤泥；制作鋼筋籠時加強角度控制，特別需關(guān)注垂直角度，嚴(yán)禁鋼筋籠碰撞孔壁導(dǎo)致孔洞坍塌。

3.3 水下混凝土配合比的檢測

樁基施工作業(yè)中，樁基質(zhì)量也受到水下混凝土配合比的影響，為減小負(fù)面影響，現(xiàn)場施工中相關(guān)人員需根據(jù)樁基施工規(guī)定，科學(xué)控制水下混凝土配比。大量的施工經(jīng)驗表明，水下混凝土配制時需選擇級配好、含泥量低的粗細(xì)骨料，水灰比不超0.5，含砂率在40%左右。當(dāng)完成配制后應(yīng)由專人來檢測混凝土的質(zhì)量是否達標(biāo)，如無質(zhì)量問題則可進入下一環(huán)節(jié)的施工操作。首批灌注的混凝土，其初凝時間不得早于樁體全部混凝土灌注完成時間，以保障混凝土凝結(jié)的充分性，增強樁體性能。

3.4 混凝土澆筑時的質(zhì)量檢測與控制

樁體混凝土的澆筑作業(yè)中，有關(guān)施工人員需根據(jù)實際的施工標(biāo)準(zhǔn)來加強質(zhì)量控制，保障澆筑的規(guī)范性，提高混凝土質(zhì)量。正式進入澆筑施工之前，有關(guān)人員需檢測孔位，保障全部孔位都符合質(zhì)量規(guī)定。澆筑時首灌混凝土?xí)r需嚴(yán)格控制澆筑量，且必須保障澆筑的連續(xù)性，控制導(dǎo)管的升降次數(shù)，否則，如導(dǎo)管升降次數(shù)過多，頂面沉渣極易進入混凝土，導(dǎo)致樁體形成一段含泥率、含水率較高的混凝土層，增大離析、斷樁等出現(xiàn)的可能。澆筑作業(yè)全面結(jié)束后再檢測混凝土的質(zhì)量，確保澆筑中不存在任何問題。

4 結(jié)束語

軟弱地基的建筑項目中，樁基礎(chǔ)施工的要求高、難度大，操作不當(dāng)可能發(fā)生樁基質(zhì)量問題，不利于保障樁基性能。為解決這一問題，施工建設(shè)中需加強樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量檢測，選擇恰當(dāng)?shù)臋z測技術(shù)來評估樁基質(zhì)量，及時處理樁基缺陷。