桩基础工程施工质量控制与检测分析
2015-09-07
桩基础是一种历史悠久而应用广泛的深基础形式。桩基础工程为地下隐蔽工程， 工程质量是百年大计， 为确保桩基工程的质量， 应对桩基进行必要的检测， 验证能否满足设计要求， 保证桩基的正常使用。为控制和检验桩基的质量， 从桩基施工一开始就应按工序严格监测， 推行全面质量管理， 每道工序均应严格检验， 及时发现和解决问题， 并认真做好施工和检验记录， 以备最后综合对桩基质量做出评价。
一、桩的分类
桩基础是广义的深基础的一种结构形式，根据使用材料、构造形式和施工技术等条件的差异，有着不同的分类方法。
1、按桩身材料分：按照桩身的使用材料，桩基础可分为钢筋混凝土桩、钢桩和组合材料桩。
2、按承载性能分：①摩擦型。这种桩是在极限承载力状态下，桩顶荷载全部或主要由桩侧阻力来承受。摩擦型桩又可分为纯摩擦桩和端承摩擦桩两类。前者桩尖部分荷载很小，一般不超过整个荷载的10％；后者是桩顶荷载主要由桩侧阻力来承受，即在外荷载作用下，桩端阻力和侧壁摩擦力都同时发挥各自的作用。②端承型。端承桩分端承桩和摩擦端承桩。端承桩是指在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受的桩，它不考虑桩侧摩擦阻力的作用。摩擦端承桩是指在极限承载力条件下，桩顶荷载主要由桩端阻力承受的桩。
3、按制作工艺分：按照桩身制作时的方法，分为预制桩、灌注桩和搅拌桩。预制桩是预先制作成型，再采用施工机械沉人土中；灌注桩则与预制桩相反，它是在设计的桩位上先成孔，然后放入钢筋笼，再浇灌混凝土；搅拌桩有水泥搅拌桩和水泥粉体喷射搅拌桩等类型。除了上面介绍的这三种外，还有按桩体对土体的影响程度分、桩径大小分、横截面形式、高承台和低承台桩等分类。
二、桩基础工程施工质量控制
1、确保原材料的质量
其中最主要是钢筋、水泥、石子、砂等主要原材料的质量。如水泥要进行标准稠度、凝结时间、抗压和抗折强度试验；钢筋要进行拉力、冷弯等实验；砂石要检测其级配、含泥量等。如果采用商品混凝土，则需要认真核对水灰比，确保符合现场地质条件。
2、确保钻孔工作的施工质量
在每次钻孔前应该重新复核该桩位及标高，确保无误；检测终孔的孔深、孔径、孔斜度及二次清孔后的沉浆密度、沉渣厚度。参照地质勘探报告，检查是否已经达到设计持力层以及进入持力层的深度。施工中如果遇到地质变化，进入持力层深度不能满足设计要求时，应根据具体情况适当加深0.5~1.5m，以保证达到设计承载力。沉浆密度应符合规范要求。沉渣厚度不大于100mm。
3、对钢筋笼的质量严格要求
如主要关注钢筋笼的制作质量、下笼、焊接质量、搭接长度。分段制作的钢筋笼的长度以钢筋的定长为宜，但不宜短于6m，连接时50%的钢筋接头应予错开焊接，且两钢筋轴心在一直线上。为避免灌注导管挂笼及钢筋笼上浮，笼底钢筋略成喇叭状。对非全长配筋的桩，钢筋笼顶标高低于地面时用吊筋将钢筋笼焊接牢固，防止下落。钢筋笼的保护层最好是设置成混凝土滚轮，厚度为混凝土的保护层厚度，每隔2m 均匀布置4 个，穿在箍筋上，这样既保证保护层厚度，又能减少对孔壁的扰动。在夜间施工时要特别注意焊缝的饱满程度。
4、 防止桩身断裂的质量控制
桩身在施工中出现较大弯曲，在反复的集中荷载作用下，当桩身不能承受抗弯强度时，即产生断裂。当施工中出现断桩时，应及时会同设计人员研究处理方法，据工程地质条件、上部荷载及桩所处的结构部位，可以采取补桩的方法。条基补一根桩时，可在轴线内、外补，补两根桩时，可在断桩的两侧补。柱基群桩时，补桩可在承台外对称补或承台内补桩。
5、防止接桩处松脱开裂的质量控制
接桩处经过锤击后，出现松脱开裂等现象。连接处的表面没有清理干净，留有杂质、雨水和油污等。采用焊接或法兰连接时，连接铁件不平及法兰平面不平，有较大间隙，造成焊接不牢或螺栓拧不紧；焊接质量不好，焊缝不连续、不饱满，焊肉中夹有焊渣等杂物；接桩方法有误，受时间效应与冷却时间等因素影响。采用硫磺胶泥接桩时，硫磺胶泥配合比不合适，没有严格按操作规程熬制，以及温度控制不当等，造成硫磺胶泥达不到设计强度，在锤击作用下产生开裂。两节桩不在同一直线上，在接桩处产生曲折，锤击时接桩处局部产生集中应力而破坏连接。上下桩对接时，未做严格的双向校正，两桩顶间存在缝隙。接桩前，对连接部位上的杂质、油污等必须清理干净，保证连接部件清洁。检查校正垂直度后，两桩间的缝隙应用薄铁片垫实，必要时要焊牢，焊接应双机对称焊，一气呵成，经焊接检查，稍停片刻冷却后再行施打，以免焊接处变形过多。检查连接部件是否牢固平整和符合设计要求，如有问题，必须进行修正后才能使用。接桩时，两节桩应在同一轴线上，法兰或焊接预埋件应平整服帖，焊接或螺栓拧紧后，锤击几下再检查一遍，看有无开焊、螺栓松脱、硫磺胶泥开裂等现象，如有应立即采取补救措施。
6、防止桩顶碎裂的质量控制
在沉桩过程中，桩顶出现混凝土掉角、碎裂、坍塌，甚至桩顶钢筋全部外露打坏。钢筋与混凝土在承受冲击荷载时，不能很好地协同工作，桩顶容易发生严重碎裂。桩身外形质量不符合规范要求，施工机具选择或使用不当。打桩须根据断面、单桩承载力和工程地质条件来考虑。桩顶与桩帽的接触面不平或桩沉入土中时桩身不垂直，使桩顶面倾斜，造成桩顶局部受集中应力破损；沉桩时，桩顶未加缓冲垫或损坏后未及时更换，使桩顶直接承受冲击荷载。设计要求进入持力层深度过大，施工机械或桩身强度不能满足设计要求。发现桩顶有打碎现象，应及时停止沉桩，更换并加厚桩垫。如有较严重的桩顶破裂，可把桩顶剔平补强，再重新沉桩。如因桩顶强度不够或桩锤选择不当，应换用养护时间较长的“老桩”或更换合适的桩锤。
三、桩基施工的质量检测
1、由散体材料桩或低粘结强度桩和土组成的复合地基（碎石桩、石灰桩等），采用静载荷试验也可采用静力触探分别对桩和土进行检测，确定复合地基承载力。
2、大直径桩宜采用声波透射法或钻芯法检测。各类桩、墩及桩墙结构完整性检测，一般采用低应变或高应变动力试桩法检测。
3、采用静载荷试验检测由高粘结强度桩和土组成的复合地基（水泥土桩、CFG 桩、低标号混凝土桩等）的竖向承载力。单桩承载力的检测同其它刚性桩。
4、一般采用质点速度监测系统或加速度监测系统对施工中由于震动对环境的影响进行测试，也可用地震仪检测。
5、一般采用钢弦或压力盒通过静载荷试验复合地基中，桩、土荷载分担比进行测定，也可采用特制的应力传感器测试。
6、 施工中用变形传感器（测斜仪）对由于挤土效应对环境的影响进行监测，也可用沉降变形标配合水平仪，经纬仪检测。
7、使用阶段桩体应力- 应变的测试，使用混凝土应力计，钢筋应力计或特制的传感器。
8、可以采用分贝计对施工中噪音的测试加以判定。
9、当桩长大于30m，用其它检测手段难以准确判定桩完整性时，可采用抽芯的方法，抽芯还可以较准确地判断桩体混凝土的强度。也可采用声波透射法进行检测。
总之，桩基工程是一繁重而复杂的过程，施工人员一定要考虑到每一个环节，统筹兼顾，从各方面使之合理化。好的桩基础不仅仅是能保证建筑物安全，而且能不断地提高施工质量保障和施工进度。
