浅析建筑灌注桩的质量判定及其质量防治措施

张海军　严　进

摘要：随着我国国民经济的高速增长，建筑业也得到了蓬勃的发展，各大城市高楼林立，大型公共建筑、工业厂房不断涌现。为提高天然地基的承载能力或加固软弱地基，以满足建筑物上部荷载的要求，确保建筑物(构筑物)的工程质量，桩基的使用已日益普及。灌注桩基础形式得到普遍采用。如何控制灌注桩施工验收质量，本文依据多年的工作经验及理论知识，从灌注桩的力学原理、灌注桩常见缺陷与防治措施、灌注桩质量的判定等三方面，浅谈一下控制质量的关键要素。

关键词：灌注桩质量控制

0 引言

灌注桩的质量监督从验收规范来看十分明确，(这里主要探讨成孔灌注桩并指端承桩，下文简称桩)主要包括钢筋笼的检查与桩砼质量的判定、地基承载力的鉴定，但由于地下工程不可见的因素很多，因此判定起来比较难以准确。

1 灌注桩力学原理分析

常见的灌注桩按力学原理，划分为端承桩、摩察桩，常见的多为为端承桩。端承桩的承载机理是桩把荷载传递到桩的底部，它支承在坚固的岩土层上，不难得出桩的承载力取决于桩身强度与地基承载力。当桩身强度〉地基承载力，桩的承载力＝地基承载力；反之，桩身强度〈地基承载力，桩的承载力＝桩身强度。前面公式在孔底没有沉渣情况下成立。对挖孔桩沉渣不是问题，而沉渣问题对于钻孔桩则是存在的，沉渣量过大，桩受荷时发生大量沉降，桩将失效。

1.1 地基承载力的鉴定:从桩的施工程序来讲，在质量监督中，首先确保地基承载力符合设计要求，否则将使桩失效。地基承载力取决岩层的构造情况、桩嵌入岩石的深度、岩石单轴饱和抗压强度。如果施工地区处于断裂带，在施工中就要注意夹层的存在，如坐落在地震大断裂带上，存在夹层，在孔钻至夹层上破碎岩石时，施工单位以为已到微风化岩石，而在此破碎岩石层下，由于地震构造运动破碎层下面还有一层软夹层，致使抽芯时，发现桩底座落于软土上，桩承载力达不到设计要求。由于夹层的存在与施工单位的粗心大意，致使在化学处理区许多桩经抽芯检验，桩底没有支承在岩基上。

1.2 桩身强度施工工艺的监督 地基承载力符合设计要求，如桩身强度不足，桩的承载力亦得不到保证，桩身强度是桩质量监督的另一关键。桩身质量监督主要在于监督混凝土的质量，桩身强度取决于钢筋笼的制作质量与砼质量。钢筋笼的制作检查，简单明了；而影响砼质量因素则很多，有些是可见的，有些是不可见的。在工程实践中，不少桩由于砼质量问题而使桩身强度达不到设计要求，因此桩身质量的监督主要在于监督砼的质量。砼的缺陷往往是由于施工工艺不合理引起，因此必须对桩基工程的施工工艺、质量保证措施进行严格的监督，否则，起不到质量监督效果，工程验收时，对工程质量如何，将没有把握，检测出现的问题亦无从分析。

总而言之，人工挖孔桩质量监督的关键在于桩身混凝土浇捣工艺是否合理与地基承载力是否符合设计要求；钻孔灌注桩的关键不仅在于施工工艺与地基承载力，还在于沉渣量是否符合规范要求，因此对于人工挖孔桩来说，如桩存在质量问题，不是混凝土有缺陷，就是没有挖到持力层。而钻孔灌注桩检验不合格，就可能是桩底沉渣量过大，或砼有缺陷，或没有钻到持力层，或兼而有之。

2 砼灌注桩的质量判定

2.1 人孔挖孔桩强风岩承载力的判定 如果端承桩荷载要求较小(小于1000kPa)，而且地层是由强风化逐渐变到中、微风化，这时在桩底就可能遇到残积强风化物夹硬碎石层，这种情况桩底的承载力就视风化物的结构紧密、软硬情况、硬碎块的大小及含量而来判断地基承载力，即参照碎石土的承载力；但是对于风化成砂土状者，则参照砂土的承载力。由于工程勘察的局限性，这一层的承载力在报告中往往误差很大，这是由于该类岩层标准取值的误差太大，再加上缺乏必要的荷载试验作对比，又因为工程勘察时，取土的样不全面。作为质监部门，有条件的话要尽量做荷载试验作对比，对于人工挖孔桩，要下孔全面了解桩底岩石情况，参照有关经验知识来鉴定。

2.2 桩身混凝土质量判定 比较准确判断桩身砼质量的是静载与抽芯，但是由于静载、抽芯为损伤性检验，且费用高、时间长，所以常常采用动测法判定桩身混凝土的质量，而动测法具有一定的局限性，动测结果不能作为桩基工程竣工的验收依据，用于普查质量仅供验收参考。

判断混凝土质量还要依施工单位素质，掌握施工过程实际情况与施工记录。主要依据：掌握施工过程情况与施工记录。

3 灌注桩质量缺陷及防治措施

3.1 人工挖孔桩：桩身砼强度不足。原因：砼遭受孔内水的危害，引起砂浆稀释，砂石下沉，严重破坏砼的强度。防治措施：

3.1.1 对于孔内有地下水，水位低、水量小的桩孔，在浇捣时把砼拌均，水抽干，可以采用串筒迅速浇捣，但是在水位以下部分，必须调整砼配合比，适当减少用水量并增加水泥用量等；

3.1.2 对于水位高、出水量大的桩孔，在水位下必须采用水下砼配合比与导管灌注法灌注，在水位之上，为了避免水下导管灌注通病──桩身上部砼强度低，则可采用简单串筒浇捣，但是水必须抽干，泥浆、浮浆要清除干净，两种不同方法施工的交接层，用插捣器穿过反复插捣。永安纺织厂剑杆车间出现4B桩质量事故后，施工单位依照笔者提供的上述防治措施，既确保了质量，又不影响施工进度，经动测检验，所有桩的砼质量都很好。

3.2 钻孔灌注桩：桩底地基承载力不足。原因：桩端没有支承在持力层上面。

防治措施：这种情况一般出现在复杂地层，这种地层一般最好取芯检验，如不能孔孔取芯，要参照邻近取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况(一般钻进至微风化岩时，钻头不蹩钻，主动钻杆振动不很厉害，钻进声音感觉较好)、工程地质资料进行综合考虑。

3.3 缩径(孔径小于设计孔径)。原因：塑性土膨胀。

防治措施：成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间，孔壁形成泥皮，孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀，如出现缩径，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。

3.4 桩底沉渣量过大。原因：检查不够认真，清孔不干净或没有进行二次清孔。

防治措施：①认真检查，采用正确的测绳与测锤；②一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥浆性能，延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔。二次清孔可利用导管进行，准备一个清孔接头，一头可接导管，一头接胶管，在导管下完后，提离孔底0.4m，在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环。二次清孔优点：及时有效保证桩底干净。

3.5 钢筋笼上浮.原因：①当混凝土灌注至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距离钢筋笼仅有1m左右的距离时，由于浇注的砼自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼上浮；②由于砼灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层砼因浇注时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，砼与钢筋笼有一定握裹力，如果此时导管底端未及时提到钢筋底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移。

防治措施：①灌注砼过程中，应随时掌握砼浇注标高及导管埋深，当砼埋过钢筋笼底端2～3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上；②当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止浇注，并准确计算导管埋深和已浇砼标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消除。

综上所述，砼桩质量监督的关键环节在于地基承载力的鉴定，审查砼施工工艺是否合理，掌握桩缺陷的防治措施。这样才能对砼桩质量进行控制，达到质量监督的目的。