劉豪杰

（煙臺(tái)市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)執(zhí)法監(jiān)察支隊(duì)，山東 煙臺(tái) 264003）

0 引言

長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓 CFG 樁利用長螺旋鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，停鉆后在提鉆的同時(shí)通過設(shè)在內(nèi)管鉆頭上的混凝土孔壓灌超流態(tài)混凝土。該方法的特點(diǎn)是低噪音、不受地下水位影響、成樁速度快、施工效率高、施工質(zhì)量容易得到保證［1］。樁基施工后，進(jìn)行必要的質(zhì)量檢測，是排查安全隱患、評(píng)價(jià)工程質(zhì)量的重要手段，加強(qiáng)施工過程的質(zhì)量控制及施工后的質(zhì)量檢測對(duì)確保工程質(zhì)量具有重要意義。

1 工程概況

某擬建工程包括 1 棟 26 層酒店、1 棟 26 層辦公樓和 1 棟 5 層商業(yè)樓，酒店及辦公樓與商業(yè)樓不連體，地下室均為 2 層。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，工程擬建場區(qū)在大地構(gòu)造單元上屬膠北地塊的膠北隆起區(qū)北部邊緣，所處原始地貌為山前平原地貌，近期經(jīng)人工改造，場地呈西高東低，南高北低，地形起伏相對(duì)較小。場地內(nèi)主要巖土層自上而下依次為①雜填土②粉質(zhì)黏土③黏土④全風(fēng)化云母片巖④-1全風(fēng)化粗砂巖⑤強(qiáng)風(fēng)化云母片巖⑤-1強(qiáng)風(fēng)化粗砂巖⑤-2強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑥斷層泥⑦中風(fēng)化云母片巖。場區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，距離場區(qū)較近的活動(dòng)斷裂為桃村-初家斷裂，該斷裂在場區(qū)西南角穿過，為微弱全新活動(dòng)斷裂。場地中南部為兩條隱伏斷裂的交匯處。兩條斷裂分別為嵐店-初家斷裂、二灘斷裂。中風(fēng)化基巖面起伏較大，基巖較破碎且風(fēng)化程度不均，場地地質(zhì)構(gòu)造條件復(fù)雜，斷層破碎帶沿場區(qū)中部從北至南，從西至東逐漸變厚。

商業(yè)樓位于場區(qū)南部，設(shè)計(jì)采用 CFG 樁復(fù)合地基。設(shè)計(jì)樁徑 600 mm，樁長 12～28 m，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C30，總樁數(shù) 416 根，持力層為②粉質(zhì)黏土③黏土，設(shè)計(jì)要求單樁豎向抗壓承載力特征值 1 850 kN/1 450 kN，復(fù)合地基承載力特征值 800 kPa/600 kPa。

2 CFG 樁的施工

現(xiàn)場采用長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混凝土的方法施工，長螺旋鉆機(jī)，鉆至設(shè)計(jì)要求標(biāo)高后停止鉆進(jìn)，邊提升長螺旋鉆桿，邊向孔內(nèi)泵注超流態(tài)混凝土，混凝土灌注至設(shè)計(jì)要求標(biāo)高，移機(jī)至下一根樁繼續(xù)施工。施工過程中發(fā)現(xiàn)部分樁位的樁頂混凝土面下沉，最深可達(dá) 4 m 左右，發(fā)現(xiàn)樁頂下沉后立即組織施工，重新澆灌混凝土至設(shè)計(jì)要求標(biāo)高。

當(dāng)樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 70 % 后，采用人工配合小型機(jī)械的方法進(jìn)行樁間土的清除。小型機(jī)械作業(yè)時(shí)，保證樁周圍有 20 cm 的保護(hù)層，然后再用人工清除。清理完畢后用電鎬將樁頭鑿至設(shè)計(jì)標(biāo)高，并按檢測要求將樁頂磨平。

3 工程質(zhì)量檢測

樁基工程檢測主要分為施工前為設(shè)計(jì)提供參數(shù)的試驗(yàn)樁檢測和施工后的驗(yàn)收檢測。樁身完整性和樁基承載力檢測作為工程驗(yàn)收不可或缺的環(huán)節(jié)，是對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的依據(jù)，也是對(duì)樁基質(zhì)量隱患進(jìn)行工程處理的基礎(chǔ)。

3.1 低應(yīng)變法樁身完整性檢測

3.1.1 檢測結(jié)果

采用低應(yīng)變法進(jìn)行 CFG 樁的樁身完整性檢測，根據(jù)檢測規(guī)范［2］及委托合同采用隨機(jī)抽檢的方式檢測 85 根樁，其中樁身完整性為 I 類的樁 71 根，占比83.53 %；樁身完整性為 IV 類的樁 14 根，占比 16.47 %，IV 類樁缺陷深度 0.7～3.6 m，檢測結(jié)果如表 1 所示。

表1 IV 類樁樁號(hào)及缺陷位置

通過檢測數(shù)據(jù)，初步判斷 CFG 樁缺陷類型為斷樁。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，CFG 樁淺部斷樁大多是由鑿除樁頭時(shí)機(jī)械外力造成的。而施工單位表示在鑿除樁頭時(shí)為避免造成斷樁，采用了人工配合小型機(jī)械的方法，對(duì)鑿除樁頭時(shí)造成斷樁的初步判斷不認(rèn)可。為給后續(xù)工程處理提供依據(jù)，經(jīng)工程各參建單位協(xié)商，選取部分缺陷位置埋深相對(duì)較淺 IV 類樁進(jìn)行樁周土開挖，明確樁身缺陷類型，分析產(chǎn)生缺陷的原因。樁周土的開挖采用人工配合小型機(jī)械作業(yè)的方法，避免對(duì)樁身缺陷類型及原因的分析產(chǎn)生干擾［3］。通過現(xiàn)場開挖，發(fā)現(xiàn)樁體明顯分成上下兩截，中間夾一層低強(qiáng)度混凝土，確定缺陷類型為斷樁，與檢測時(shí)的判斷一致。選取其中檢測曲線較為典型、開挖后缺陷比較容易觀察的 223 號(hào)樁（IV 類樁），對(duì)其檢測缺陷位置與現(xiàn)場開挖實(shí)際缺陷位置進(jìn)行對(duì)比分析，223 號(hào)樁低應(yīng)變法檢測缺陷位置如圖 1 所示，現(xiàn)場開挖后 223 號(hào)樁身缺陷位置如圖 2 所示，檢測判斷的缺陷位置與實(shí)際缺陷位置相吻合。

圖1 223 號(hào)樁（IV 類樁）低應(yīng)變法檢測缺陷位置

圖2 233 號(hào)樁樁身缺陷位置

3.1.2 IV 類樁原因分析

根據(jù)檢測結(jié)果對(duì)比施工記錄，IV 類樁均位于樁頂混凝土面下沉并進(jìn)行了二次澆注的施工區(qū)域。樁基檢測時(shí)，施工、建設(shè)及監(jiān)理單位忽視了施工過程中的異常情況，未對(duì)二次澆灌區(qū)域樁基質(zhì)量提出懷疑。

結(jié)合現(xiàn)場開挖情況對(duì)二次澆灌區(qū)域出現(xiàn)樁基質(zhì)量問題（IV 類樁）的原因進(jìn)行分析，該場區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，樁基施工區(qū)域有斷層通過，造成了長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混凝土后部分混凝土流失，混凝土灌注面下沉，發(fā)現(xiàn)問題后雖立即將長螺旋鉆桿放入孔內(nèi)并澆灌混凝土，但兩次澆灌的混凝土中間已經(jīng)存在離析層，導(dǎo)致樁身不連續(xù)，低應(yīng)變法檢測判定為 IV 類樁（樁身存在嚴(yán)重缺陷）。

3.2 承載力檢測

3.2.1 檢測結(jié)果

根據(jù)檢測規(guī)范［4-5］及委托合同，單樁豎向抗壓承載力特征值為 1 850 kN 的樁檢測 9 根，2 根達(dá)到設(shè)計(jì)要求，7 根未達(dá)到設(shè)計(jì)要求；單樁豎向抗壓承載力特征值為 1 450 kN 的樁檢測 3 根，均達(dá)到設(shè)計(jì)要求；單樁豎向抗壓承載力實(shí)測結(jié)果匯總?cè)绫?2 所示。

選取承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求的 28 號(hào)樁與承載力未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的 314 號(hào)樁的試驗(yàn)曲線進(jìn)行對(duì)比，28 號(hào)樁單樁豎向抗壓承載力靜載試驗(yàn)曲線（Q-s曲線、s-lgQ曲線、s-lgt 曲線）如圖 3 所示；314 號(hào)樁單樁豎向抗壓承載力靜載試驗(yàn)曲線（Q-s 曲線、s-lgQ 曲線、s-lgt 曲線）如圖 4 所示。

通過314號(hào)樁單樁豎向抗壓承載力靜載試驗(yàn)實(shí)測Q-s 曲線可以發(fā)現(xiàn)，未達(dá)到承載力設(shè)計(jì)要求的樁均是由于在最后一級(jí)加壓時(shí)樁頂沉降突然增大，加壓至3 330 kN 時(shí)樁頂沉降大于前一級(jí)的 5 倍，且總沉降超過40 mm，達(dá)到終止加載條件所致，取 Q-s 曲線明顯陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載值 2 960 kN 為單樁豎向抗壓極限承載力。對(duì)未達(dá)到承載力設(shè)計(jì)要求的樁進(jìn)行現(xiàn)場開挖，發(fā)現(xiàn)部分樁在原樁與實(shí)驗(yàn)接樁處混凝土破裂。

復(fù)合地基承載力特征值為 800 k Pa 的基礎(chǔ)檢測 3 組，均達(dá)到設(shè)計(jì)要求；復(fù)合地基承載力特征值為600 kPa 的基礎(chǔ)檢測 3 組，均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。復(fù)合地基承載力靜載試驗(yàn)結(jié)果匯總?cè)绫?3 所示，選取試驗(yàn)曲線較為有代表性的 213 號(hào)復(fù)合地基承載力靜載試驗(yàn)實(shí)測曲線（P-s曲線、s-lgP 曲線、s-lgt 曲線）如圖 5 所示。

表2 單樁豎向抗壓靜載承載力檢測結(jié)果匯總表

實(shí)際上該工程所測的極限荷載（最大加載值）是工程檢測中的極限荷載。在工程驗(yàn)收檢測中靜載試驗(yàn)用來驗(yàn)證樁基是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在未達(dá)到真正的極限荷載時(shí)便達(dá)到了試驗(yàn)?zāi)康?，終止了試驗(yàn)。相對(duì)于真正的樁基承載力，試驗(yàn)得到的極限承載力往往是偏于安全的。

3.2.2 原因分析

通過對(duì)比承載力檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)部分單樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，復(fù)合地基承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在 JGJ 79－2012《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》實(shí)施前，CFG 樁復(fù)合地基中單樁承載力檢測不是強(qiáng)制性項(xiàng)目，很少對(duì)單樁進(jìn)行檢測，因此該問題很少被發(fā)現(xiàn)。而自規(guī)范實(shí)施后，復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求但單樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的問題已屢見不鮮，主要原因是單樁靜載試驗(yàn)時(shí)最大軸力處位于樁頂，沒有樁側(cè)土的約束，樁頂易破壞，影響單樁承載力；復(fù)合地基靜載試驗(yàn)中的單樁，其最大軸力處位于離樁頂不遠(yuǎn)的中性點(diǎn)處，該處有樁側(cè)土的約束，其強(qiáng)度比無側(cè)向土的約束時(shí)有很大的提高，檢測時(shí)不至因樁頂破壞而影響承載力試驗(yàn)結(jié)果；實(shí)驗(yàn)資料表明，復(fù)合地基中樁的實(shí)際承載力較單樁承載力有明顯提高［6-7］。

圖3 28 號(hào)樁單樁承載力靜載試驗(yàn)實(shí)測曲線

圖4 314 號(hào)樁單樁承載力靜載試驗(yàn)實(shí)測曲線

圖5 213號(hào)復(fù)合地基承載力靜載試驗(yàn)實(shí)測曲線

表3 復(fù)合地基承載力靜載試驗(yàn)結(jié)果匯總表

4 工程處理

對(duì)低應(yīng)變法檢測判定為 IV 類的樁進(jìn)行工程處理。根據(jù)樁號(hào)確定樁位并進(jìn)行標(biāo)識(shí)，人工開挖基坑至缺陷位置以下 20 cm，樁間土開挖時(shí)避免擾動(dòng)基礎(chǔ)持力層，保證坑壁的穩(wěn)定，嚴(yán)格控制開挖標(biāo)高，避免超挖或二次開挖，如圖 6 所示。人工清挖樁頭，斷樁接頭處處理干凈平整，杜絕樁頭表面有土、松散混凝土顆粒等雜物，斷口處先刷水泥漿，將 3 mm 鐵皮制作的直徑 800 mm 套筒安放在斷樁處并固定，套筒中軸線與原樁身中軸線重合。補(bǔ)樁采用 C 40 混凝土澆筑并振搗密實(shí)，防止出現(xiàn)空樁斷樁現(xiàn)象，振搗后要收抹并用薄膜覆蓋?；炷翝仓髧?yán)防重型機(jī)械擾動(dòng)，防止接樁部分出現(xiàn)質(zhì)量問題。

圖6 開挖缺陷樁示意圖（單位：mm）

對(duì)單樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，復(fù)合地基承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求的問題進(jìn)行論證。該工程地質(zhì)條件較差，由于該工程在工程樁施工前沒有按照要求進(jìn)行試驗(yàn)樁檢測，無法提供單樁承載力實(shí)測數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)單位根據(jù)經(jīng)驗(yàn)提的單樁承載力偏高，造成部分工程樁的實(shí)測承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)建設(shè)單位組織專家進(jìn)行論證，依據(jù)承載力實(shí)測值重新校核，將單樁承載力設(shè)計(jì)要求統(tǒng)一調(diào)整為 1 450 kN，復(fù)合地基承載力設(shè)計(jì)要求不變，承載力調(diào)整后仍然可以滿足上部建筑對(duì)承載力及變形控制的要求。

5 結(jié)論

通過梳理該工程的樁基施工與質(zhì)量檢測環(huán)節(jié)，分析了該工程產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因，對(duì)檢測發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題進(jìn)行了工程處理，保障了工程的質(zhì)量與安全。針對(duì)工程中發(fā)現(xiàn)的問題及處理方案，提出以下建議，為復(fù)雜地質(zhì)條件下樁基的質(zhì)量管理提供一定的借鑒。

1）施工前應(yīng)按照規(guī)范要求進(jìn)行試驗(yàn)樁的施工及檢測，為設(shè)計(jì)提供依據(jù)，防止預(yù)估承載力與實(shí)測承載力存在較大差異對(duì)后續(xù)工程造成影響。

2）堅(jiān)持預(yù)防為主，施工前制定應(yīng)急預(yù)案，編制施工工程中可能出現(xiàn)的問題及處理方案。

3）加強(qiáng)施工過程控制，施工過程中發(fā)現(xiàn)意外情況及時(shí)與建設(shè)、勘察、設(shè)計(jì)單位溝通及處理，杜絕在施工過程中人為原因造成質(zhì)量問題。

4）加強(qiáng)施工后的工程質(zhì)量檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)分析原因，進(jìn)行工程處理，消除質(zhì)量隱患。