建筑工程软弱地基桩基础施工质量检测探讨

艾兆卿

济南市济阳区工程质量与安全中心 山东 济南 251400

引言

经济社会的全面发展带动了建筑行业的进步，随着各类建筑需求的增多，市场上的建筑工程项目数量持续增多、规模持续扩大，为达到工程的结构质量目标，基础施工十分重要。许多建筑面临软弱地基施工条件，桩基础可克服不良地质的影响，增强基础承载力。但桩基础技术较多，软弱地基桩基础施工中为减少质量问题，加强质量检测十分关键，有关人员在现场作业中需根据桩基础类型等，综合选择最佳的检测方法，保障检测的全面性与有效性，及时解决桩基础中的质量缺陷，发挥其在结构体系中的作用。

1 软弱地基桩基础质量检测的方法

1.1 超声波检测法

桩基础施工质量检测中超声波检测法相对有效，其应用范围较广，通过严格遵守相应的检测操作流程和规范，可得到相对可靠的结论。目前建筑行业稳步发展的过程中，超声波检测法应用于桩基础质量检测的工艺技术体系相对成熟。如在软弱地基施工中采用混凝土灌注桩，在灌注作业开始之前施工人员需严格根据桩基础的具体情况来确定检测管道，平行预埋该管道，为超声脉冲的传递创造条件。除此之外，有关人员借助超声探测仪可探查、检测与分析信号，此过程中能获得混凝土桩基各项参数，最终通过分析这些数值确定混凝土的受力特点、均匀程度等，判定这些是否与基础施工要求相一致，如达不到质量标准，需结合质量缺陷来改进桩基础施工。如桩基直径在0.9～1.9mm之间，利用超声波检测质量十分适用，但需要特别注意的是，桩基直径不同，配备的测量管道数量也有所差异，比如桩基直径在1～2mm之间，测量管道的数量为3根[1]。

1.2 低应变动检测法

桩基质量检测中低应变动检测法也相对有效，利用这一检测技术同样能获得相对理想的检测结果。桩基础质量检测中采用低应变动检测法时，不仅能高效检测，整个检测过程还相对简单，检测人员只需要利用小锤在桩基顶部多次敲打即可，由于该位置安装有传感器，在敲打的过程中该传感器可感应桩基内部产生的应力波信号[2]。借助应力波理论，相关人员可分析应力波速度、频率信号，进而分析桩基是否有缺陷、缺陷类型。实际的操作中如选择低应变动检测法，有关人员必须清晰、准确地把握检测速度、检测频率，以根据检测结果解决桩基础的质量问题，使桩基础的承载力、强度等符合施工标准。在分析频率波形之前，相关人员需检查桩基顶部是否有护筒，如有护筒则需分析护筒深度，以得到桩基底部的放射信号，把握桩基长度。

1.3 高应变检测法

桩基础质量检测中引入高应变检测法，可全面判定桩基的承载力、完整性，其检测原理为：利用重锤给桩顶施加冲击力，在该冲击力作用下桩侧与桩身存在或大或小的位置移动，与此同时，桩体周围土壤的阻力、桩顶支承力被激发，也就能抵御来自重锤的冲击力，一致桩侧、桩身的位移。桩顶位置布置有加速传感器，此传感器能采集信号，在应力波理论前提下有关人员可根据采集的信号处理与数据分析，判定桩基承载力是否达到了施工的质量规定[3]。与其他的桩基检测技术相对比，高应变检测法的检测简单且操作便捷，可在较短的时间内得到检测数值，但如要提高检测精度，检测人员需综合现场情况来选择桩土参数。

1.4 钻芯检测法

软弱地基桩基础质量检测中同样可选用钻芯检测法，这一方法下需配备特定型号的钻机，用钻机在桩身轴向向下钻取芯样，最后通过分析和判定芯样的相关情况来判定桩基质量。结合其检测过程，检测结果受钻取芯样质量的影响，如芯样不具有代表性，所得到的检测方法将无法反映桩基质量。利用钻芯法检测桩基质量时，检测操作简单且结果直观，涉及的参数众多，能同时检测灌注桩桩长、桩身缺陷、桩底沉渣厚度、桩身混凝土强度等[4]。但这一检测方法也存在明显缺陷，就是其检测具有局部特点，一般仅能抽样检测桩身，钻芯设备的体积庞大，现场需配备工作地面或平台，检测耗时长。

2 软弱地基桩基础施工质量检测

2.1 桩基础自身结构情况的检测与处理

建筑行业持续发展的过程中，市场上陆续出现了很多新技术，这些新技术为建筑施工带来了更大的可能性。许多建筑项目施工中都会面临软弱地基施工条件，如为桩基础施工作业，钢筋混凝土现浇技术不可或缺，具体的施工处理中在地基上利用钢筋制成的钢筋笼来确定地基桩基础的具体形态，最后浇筑提前配备的混凝土，以实现成型。桩基础施工作业中的结构检测包含以下方面：①混凝土质量的检测，主要是要判定混凝土的配比、强度、坍落度等各项指标。桩基础施工中混凝土为重要材料，其施工效果关乎桩基础承载力、稳定性，检测混凝土就是要检测其各方面性能指标，将检测结果与施工要求相对比。②混凝土浇筑质量的检测。混凝土浇筑为桩基础施工的关键步骤，如浇筑不规范将造成更为严重的质量安全问题。结合大量的施工经验，桩基础混凝土浇筑中的质量问题主要为：混凝土离析、胶结不佳，这些问题在桩顶1～2m、桩底2m范围内相对常见；桩底基岩的支承力过小，胶结不佳；桩基础底部存在3～4cm厚的泥岩碎块沉渣，或者桩底持力层薄弱；浇筑过程中将混凝土密实度不达标，结构承载力较低，操作不当易发生弯折与断裂现象[5]。面对这些问题，工程现场相关人员可通过超声波、小应变动法来检测，具体参考声波、力在桩体内的传递情况判定桩基结构是否达到了规定。桩基质量检测中也可选用抽芯检测法，这一方法对浇筑混凝土内部压实度不足的问题相对有效，检测过程中先在桩身钻孔再取样，直接通过检测样品来分析桩体整体结构，经由一系列分析与对比可判定内部骨粒分布是否均匀、水泥与骨粒搅拌的均匀度等。

2.2 对桩基础施工质量进行检测

软弱地基桩基础施工的难度系数较高，为克服现场不利条件的限制，桩基础施工中需根据现场情况选择合适的桩基础工艺，如施工技术不达标、材料不合理等，都会引发桩基础质量缺陷。依据桩基础施工情况，比较常见的问题为下放钢筋笼时淤泥层揪下的淤泥或者桩底本身附着的软化杂物，都可能使桩芯质量与施工要求不一致。现场施工中为避免这一方面的问题，可采取以下处理措施：桩体内有淤泥或者底部有软化物体的情况下，配备压强为1.5MPa的空压机压入空气，具体的压入操作中空气应沿钻芯孔钢管被压入桩体，加压操作时如未灌水桩底分布有自然水体，与此同时孔底水、淤泥夹层物从另一孔喷射而出，则意味着桩基存在上述问题，此时有关人员需连续给钢管试压，大约保持1.5d。在一系列操作下，最初喷射出来的水相对浑浊，而经由一段时间后水逐步清澈，但水量还相对较大，伴随着一定的黄褐色风化砾岩。此时，引入压浆法，施工人员需正确操作压浆机，将0.2%铝粉与水泥浆保持高压力状态灌入其中，直到另一孔有冒浆现象的情况下使用木塞将其塞紧，维持2h后停止压浆操作，达到理想的施工处理效果。

2.3 桩基承载力和沉降量的检测

桩基施工作业中承载力、沉降值为关键的控制指标。一般情况下，软弱地基桩基础施工中对桩基承载力、沉降量有明确的要求，如施工作业中任何一个指标超出了正常标准，都会增大桩基的安全风险。为此，桩基础质量检测中需重视对承载力、沉降量的判定。施工人员按照规定完成了桩基施工后，有关人员需结合实际情况检测单桩承载力、沉降量。以单桩承载力检测为例，一般可采用以下两种检测方法：①大应变动测法，经由瞬时的高应力应变情况来推算桩土体系在接近极限状态时的承载力大小，以测定结果获取单桩承载力指标。现场按照规定完成了桩基础施工任务后，需根据检测规定在特定位置布设发力装置，随后在瞬时施加较大的作用力，施加的这一力可以为水平方向作用力，也能为竖向上的力，施力后由专人密切观测桩基础是否存在变化，如在该作用力下桩体无明显形变，基本可判定其承载力能达到施工的质量标准。②静载试验，这一试验过程中相关人员需根据相关公式计算需要给桩基施加作用力的大小，随后利用相等质量的物体产生该作用力，施力后一段时间观测桩位是否存在偏移现象。

3 软弱地基桩基础施工质量控制措施

3.1 在地桩打孔时加强质量把控

桩基础施工的流程复杂，为减少桩基施工的质量问题，相关人员在具体施工中应结合桩基质量检测中比较常见的问题，加强对关键环节的质量控制。在地桩上打孔为桩基础作业的关键阶段，此环节的工作是否规范，直接影响桩基稳固性。在打孔过程中施工人员需加强泥浆各方面性能的控制，保障配比、黏度、含砂率等能符合相关规定，如施工中淤质砂层的厚度较大，打孔时钻进速度应适当减小，增大泥浆泵的循环量，将钻机钻进时的负荷控制在正常标准内，避免对土层的扰动。其次，为使泥浆有良好的渗透性，施工人员需保障孔位的密实度、抗压能力，在前期拌和泥浆时，适当提高水泥浆比例，布设2到3级沉淀池，用以过滤泥浆中的大颗粒物质。但施工作业中需安排专人定期清理沉淀池，严禁沉淀池有其他杂物。

3.2 加强清孔质量的控制

清孔工作十分重要，此项工作一般在打孔完成、灌浆之前实施，以通过全面清孔使孔内不存在任何杂物，否则，如果钻孔内的杂物过多，不仅无法为灌浆作业创造良好的条件，也将大大降低桩体性能。根据施工经验，为达到清孔的良好效果，施工人员需注意以下方面：孔内换浆，此项工作中使用的浆液应具有低密度特点；配备特定型号的空压机，用该设备压缩产生高压空气，将此空气喷射到孔底，清除孔内的无关杂物，但在喷射高压空气时需注意控制喷射次数，一般需多喷几次，以确保孔内的全部杂物完全被清除；清孔操作中大体积石块的清理工作相对简单，但淤泥清除相对困难，施工人员需根据淤泥特点和分布情况选择恰当的清除工艺，严禁孔内任何位置存在淤泥；制作钢筋笼时加强角度控制，特别需关注垂直角度，严禁钢筋笼碰撞孔壁导致孔洞坍塌。

3.3 水下混凝土配合比的检测

桩基施工作业中，桩基质量也受到水下混凝土配合比的影响，为减小负面影响，现场施工中相关人员需根据桩基施工规定，科学控制水下混凝土配比。大量的施工经验表明，水下混凝土配制时需选择级配好、含泥量低的粗细骨料，水灰比不超0.5，含砂率在40%左右。当完成配制后应由专人来检测混凝土的质量是否达标，如无质量问题则可进入下一环节的施工操作。首批灌注的混凝土，其初凝时间不得早于桩体全部混凝土灌注完成时间，以保障混凝土凝结的充分性，增强桩体性能。

3.4 混凝土浇筑时的质量检测与控制

桩体混凝土的浇筑作业中，有关施工人员需根据实际的施工标准来加强质量控制，保障浇筑的规范性，提高混凝土质量。正式进入浇筑施工之前，有关人员需检测孔位，保障全部孔位都符合质量规定。浇筑时首灌混凝土时需严格控制浇筑量，且必须保障浇筑的连续性，控制导管的升降次数，否则，如导管升降次数过多，顶面沉渣极易进入混凝土，导致桩体形成一段含泥率、含水率较高的混凝土层，增大离析、断桩等出现的可能。浇筑作业全面结束后再检测混凝土的质量，确保浇筑中不存在任何问题。

4 结束语

软弱地基的建筑项目中，桩基础施工的要求高、难度大，操作不当可能发生桩基质量问题，不利于保障桩基性能。为解决这一问题，施工建设中需加强桩基础施工质量检测，选择恰当的检测技术来评估桩基质量，及时处理桩基缺陷。