浅谈地基与基础工程施工与检测要点及常见问题

何睿

（眉山市建设工程质量安全监督站　四川　眉山　620010）

浅谈地基与基础工程施工与检测要点及常见问题

何睿

（眉山市建设工程质量安全监督站四川眉山620010）

近十年来，我国经济体量不断增大，建筑业蓬勃发展，中小城市建筑已一改以往多层建筑为主的面貌，电梯公寓和大型商业综合体等成规模建筑大量涌现，这一转变对建筑物结构安全尤其是地基与基础工程施工质量安全提出了更高的要求。本文以此为背景对建筑地基基础施工和检测中应注意的相关问题和要点进行简要分析论述。

地基；基础工程；检测

1　地基与基础工程相关概念

（1）地基，是指用来支承上部建筑物或构筑物基础的土体或岩体。用作建筑物地基的土层大致可以分为岩石、碎石土（通常指卵石）、砂土、粉土、粘性土和人工回填土等类别；按形成方式可分为天然地基和处理地基（人工地基），天然地基是地质条件较好，不需要处理即具备一定的承载力，可直接将基础放在上面的自然形成土层；天然土层若承载力较小，存在不良的地质条件，需经过人工处理后才能在上面修建建筑物，谓之人工加固地基。天然地基的优点是节约工程费用，缺点是承载力有限，无法承载较大荷载建筑物；处理地基优点是具备较好的承载力和工程适用性，缺点是工期较长、成本较高。

（2）基础，是指用以将建筑物自身重量（荷载）均匀有效的传递给地基的建筑物下部结构，因此必须稳定、牢固、可靠。按照埋置深度，可划分为浅基础和深基础。浅基础埋置深度一般为3～ 5m，通常其基础埋置深度不大于基础的宽度，只需要排水、开挖基槽等一般施工步骤即可建造。常见的浅基础结构类型有独立基础、条形基础、十字交叉基础、筏板基础、箱形基础等。埋置深度＞5m，以下部坚实土层（如稍密、密实卵石层）或岩层作为持力层的基础，称为深基础，常用的深基础有桩基础、大直径桩墩基础、沉井基础、地下连续墙、箱桩基础等，这其中以桩基础应用最为广泛。天然地基上修造浅基础技术相对简单、施工便捷、工程量较小、费用较节省；深基础持力层较好且基础周边的摩擦阻力可承受部分建筑物荷载，所以承载力较高，但施工需专业设备如打桩机、沉井机、挖槽机等，施工技术较复杂，造价高，工期长。

2　常见的地基基础工程及特点

笔者所在的成都平原地区，广泛使用的地基处理方式有换填垫层、强夯地基、复合地基：如水泥粉煤灰碎石桩复合地基（CFG）、旋喷桩复合地基、振冲桩复合地基等；桩基础常见的有预制方桩、预应力管桩（PHC）、人工挖孔桩、旋挖桩等。这其中，浅部换填地基，强夯地基，复合地基中的CFG和振冲桩，预制方桩等一般用于荷载较小的多层房建工程和厂房工程；预应力管桩、旋喷桩、人工挖孔桩、旋挖桩多用于荷载较大的高层建筑和自重大结构复杂的厂房工程。

3　常见地基基础工程检测方法及特点

（1）地基处理工程验收检测的主控指标是地基承载力，桩基础工程验收检测的主控指标是单桩承载力和桩身完整性。桩身结构完整性检测的目的是查清楚桩身是否存在缺陷及缺陷位置，以便对影响桩体承载力和耐久性的桩体缺陷进行补救，以保证工程质量，杜绝事故隐患。

（2）常见的承载力检测方法有高应变法和静载荷试验法，高应变法试验费用低、周期短、效率高、能进行打桩监控，但通常仅适用于尺寸（边长或直径）较小的预制桩和预应力管桩，不适用于大直径扩底桩和预估Q-s曲线为缓变曲线的大直径灌注桩。静载荷试验法是采取接近于地基或工程桩实际工作状态条件的试验方法，采用堆载、锚桩等方式提供反力，利用千斤顶对处理地基或工程桩分级施加荷载并记录相应沉降量用以确定地基承载力特征值或单桩的极限承载力，此法系工程检测领域目前最为成熟准确可靠的承载力检测方法，缺点是费用高，周期长，存在安全隐患。

（3）常见的桩身完整性检测方法有低应变法（反射波法）、声波透射法和钻芯法。低应变法，属于动力测桩，即在桩顶给桩作用一动态力，可以是瞬态冲击力或稳态激振力，通过实时测量桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，根据频域或波动理论分析，对桩的完整性进行判定的一种检测方法。低应变法具有仪器设备轻便、检测速度快，费用低，可用作对工程桩进行普查的特点，但其对桩身截面不规则多变并且变化幅度较大的大直径桩检测时精度和准确性明显下降，应采用其他辅助方法来验证低应变法检测的有效性。声波透射法又叫埋管式声波透射法，适用于浇筑前已预埋（与钢筋笼绑扎或点焊在一起）声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测，系通过实时测量声波在混凝土介质中传播的波幅衰减、声时和频率等相关声学参数的相对变化，判定桩身缺陷的位置并量化其缺陷程度的方法。声波透射法相比低应变法准确性更高，可对工程桩桩身缺陷大小、具体位置、类型进行定量定性分析，但因需要预先埋设声测管，且声测管无法重复使用，给施工带来不便也增加成本，同时检测周期较长、检测效率低。钻芯法，是利用专业钻孔机，从桩身混凝土中钻取芯样以检测混凝土强度或观察桩体内部混凝土质量的方法。它对桩身混凝土会造成局部损伤，因此是一种半破损的现场检测手段。钻芯法可以直接看到桩身混凝土芯样，因此相比其他的桩身完整性检测方法更加科学、直观、实用，但其成本高昂，耗时长，对桩身有一定破坏性，所以在工程检测领域一般此法仅作为验证低应变法和声波透射法检测结果的一种辅助检测方式，不适用于大范围的桩身完整性普查。

4　地基与基础工程施工和检测要点及常见问题

4.1处理地基

笔者所在地区处理地基应用广泛，但施工质量参差不齐，很多施工队伍能力低下，一味追求利润最大化，偷工减料现象普遍。一些CFG桩复合地基工程，取土成孔不到位，混凝土标号不配够，基本不按碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水的配比进行桩身材料制备，背离了设计者创造较好的技术性能和经济效果的初衷；很多CFG桩施工单位为了节约成本，不铺设或者铺设非常薄的褥垫层，殊不知褥垫层对于CFG桩设计至关重要，它对地基基础最终沉降、调整桩土应力比和水平荷载，发挥重要作用，太厚了无法发挥桩的优点，太薄了应力过于集中在桩上，土的作用没有发挥；一些施工队伍为了能混过检测关，将备检CFG桩浅部浇筑大量高标号混凝土，人为做大CFG桩直径，硬生生将复合地基做成墩基础。

个别处理地基设计方案与勘察报告严重脱节，设计者限于能力经常抄袭复制别人方案，根本不论证该种地基处理方案是否与工程地质条件相适宜，笔者曾目睹过一个靠近居民区的振冲地基（不加填料振冲挤密法）处理施工现场水漫金山，无法排走的泥浆拉了一车又一车，工程被迫停工，复核场地勘察报告后才发现地基土分布大量粘土，而不加填料的振冲挤密法仅适用于处理黏粒含量不大于10％的中砂、粗砂地基，加之现场未合理布置排水沟等，所以才会泥浆四溢无法施工。

旋喷桩复合地基在施工时应使用挖掘机在桩侧开挖回浆槽，注浆的时候要将从注浆孔中返出地面的水泥浆及时清运干净，否则待覆盖整个场地表面的水泥浆凝结硬化后，将会为下一步的清理破桩造成极大阻碍，增加大量人力物力支出。旋喷桩是采用高压泵（＞20MPa）把水泥浆液通过钻杆端头的特殊喷嘴，以高速喷入土层，注浆施工中要严密防备高压浆体崩出伤人，当喷浆结束后，应立即清洗高压泵、输浆管路、注浆管及喷头，确保管路内没有残余压力。

4.2桩基础

桩基施工时，应选用质量合格的预制方桩和预应力管桩，打入桩桩顶2～3d长度范围内箍筋应加密，并设置钢筋网片，部分预制桩生产厂家为节约成本，将桩头部位箍筋人为减少，代之以一块与主筋焊接在一起的薄钢板，浇筑桩身混凝土时为节省水泥河沙用量在桩体内埋置漂石（人头石），这些行为既为桩体打入和使用埋下隐患，也为完工后的桩身完整性验收检测造成较大阻碍，检测的时候不得不把钢板去除，否则将严重影响测试图形，造成缺陷判断困难。

预制桩和管桩施工方案的编制和设计，特别是持力层的确定，一定要特别认真严谨，要认真的研读拟建工程的地勘报告。例如某管桩工地，采用直径400的AB型管桩，桩长6～8m，设计要求以中风化岩层作为持力层，在打桩过程中为按照设计要求将桩送至岩层标高，强行穿越场区分布广泛厚度不均匀的稍密中密卵石层夹层，有些卵石层厚达3～5m，造成送桩非常困难，部分桩体被打坏也未能达到设计要求持力层，并且很长一段桩体露在地面以上，造成很大浪费，同时后期桩身完整性检测也发现大量缺陷桩，通过分析我们可以发现，以稍密或中密卵石层作为持力层已可以满足承载力要求，并可避免强穿卵石层对桩体的损坏。

某高层建筑管桩基础，采用φ500的AB型管桩，打桩施工结束后验收检测时，低应变检测桩身完整性非常好，但做静载试验时个别受检桩沉降非常大，承载力无法达够设计要求，究其原因，发现当管桩以中风化泥岩为持力层时，当桩端嵌入岩层后，被破坏的泥岩岩层在地下水的作用下会迅速软化无法保证承载力，因此预应力管桩桩端以遇水容易软化的泥岩或其他土层为持力层时，承载力检测一定要保证不少于28d的休止期。

人工挖孔灌注桩承载力高，多用于高层建筑，因此对勘察、设计、施工、监理都提出了较高的要求。设计在进行桩位布置时一定要避免将两根大直径的异形桩挨的太近，以免在浇筑时将两桩相邻的护壁涨爆，导致后续补救处理非常麻烦。同时人工挖孔桩在浇筑时如孔底岩层有难以抽干净的承压水时，应采取水下灌注混凝土，否则按常规方式进行混凝土浇筑，灌注桩桩底混凝土在水头作用下极易产生离析，导致后续必须进行压浆处理，耗时费钱。灌注桩混凝土设计标号一般为C30，目前大部分商混都能满足要求，但要特别小心一些无良厂商提供达不够标号的不合格混凝土，若用此类混凝土浇筑后，桩身完整性一般不会有大问题，但进行大吨位的静载荷试验时，就会出现桩头开裂，沉降过大的情况，严重危及建筑物结构安全。人工挖孔灌注桩施工时一定要进行技术交底，严格照图进行护壁施工，确保作业人员人身安全。人工挖孔灌注桩预埋声测管后，在混凝土养护过程中，一定要采取措临时措施封闭声测管，防止杂物进入管内影响测试结果。灌注桩在使用混凝土标准配重块进行大吨位的静载试验时配重块一定要像砌筑砖砌体一样交错码放吊装，切不可出现“通缝”，否则容易导致堆载平台倾覆等重大安全事故。

5　结束语

地基和基础工程施工质量和施工安全，对建筑整体结构安全意义重大，我们在施工和检测时一定要认真分析勘察报告（前提是地勘报告必须真实准确），结合本地施工特点和经验进行合理化的设计，组织编制有针对性的施工方案和技术交底材料，认真组织验收检测，对发现的问题进行及时的补救和处理，确保地基基础工程施工质量万无一失。

[1]陈希哲.土力学及基础工程.中央广播电视大学出版社，1995.

[2]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-202）.

[3]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）.

[4]《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）.

[5]徐攸在.桩基检验手册.中国水利水电出版社，1999.

[6]刘兴录.桩基工程与动测技术.中国建筑工业出版社，2013.

TU753

A

1673-0038（2015）29-0147-02

2015-7-3

何睿（1979-），男，工程师，本科，主要从事建筑工程质量监督管理工作。