桩基施工中质量控制的几种简单方法
(2007-9-21)

浙江荣阳建设监理有限公司   郑立国  周振林

    基础是房屋的组成部分，也是房屋的立足之本。随着房屋高度的增加和地下层数的增多，浅基础已不堪重负，目前深基础中桩基属于首选的基础类型。因桩基工程施工受地质条件影响大、施工工艺隐蔽强等特殊性，所以桩基施工过程中的质量控制就显得特别重要。桩基施工质量的好坏既影响建筑物的使用功能，又影响建筑物后期沉降均匀平衡及主体结构安全，所以桩基施工常常被施工操作人员和施工管理人员列为质量控制的重点和难点。笔者根据工作实践中的一些经验和技巧，提出桩基施工中质量控制的几种简单方法，供同行探讨和参考。
1锤击桩(柴油锤)施工时的质量控制
        锤击桩(柴油锤)施工时的质量控制可概括为以下几点：①构件(预制桩)的质量；②桩机的检查及报验；③桩机操作人员的资格审查及技术交底；④查阅岩土工程勘察报告；⑤施工操作的质量控制。这里特别要提的就是施工操作的质量控制。在其他四个方面按正常程序和要求完成的前提下，施工操作人员和施工管理人员可以在现场通过“一看一听”来判断锤击桩施工过程的质量情况，从而更好地控制其质量。“一看”，就是看油锤冒出的烟雾。如果先浓烟后清烟，且冒烟均匀，说明施工过程及施工质量正常；“一听”，就是听汽缸爆炸发出的声音。如果先前的声音沉闷而后来声音响亮、清脆，且间隔均匀，则说明施工过程及施工质量正常。因为桩管打入地层后受到土层的摩阻力及端承力随深度的增加而增大，桩的反作用力也逐步增大，这使得锤头落距抬高，汽缸内柴油燃烧充分，爆炸时释放的烟雾就清淡，发出的声音也响亮且间隔均匀。如遇地层突变或断桩，则烟雾和声音就会随之变化。
    另外，当设计采用最后贯入度控制桩的承载力时，需要计数最后二阵击桩管的入土深度，可用桩帽边沿为标尺，以桩机挺架的爬梯节为参照物来计数(提前量出爬梯节的长度数值)。此方法经实践证明，操作容易简便可行，准确度也能符合相关要求。
2水泥搅拌桩的施工质量控制
    水泥搅拌桩的施工质量控制包括：水泥质量及用量控制，下沉搅拌速度及提升复喷速度。水泥用量控制是重点控制内容之一，它直接影响水灰比、成桩质量和以后的水帷效果。水泥用量控制可采取以下几种简便方法：一是控制水泥吨位，要求搅拌桩进场水泥专桶专用；二是控制水泥浆稠度，到搅拌池处询问操作工人每车拉多少水泥，加多少水搅拌；三是到现场随机抽取，看计量是否准确；四是计算每桶水泥完成的桩的工程量，并通过对累计长度与进场水泥吨位的计算得出每米水泥用量。
3沉管灌注桩的施工质量控制
    沉管灌注桩的施工质量控制包括定位、桩长、沉管最后贯入度、拔管速率、垂直度、混凝土坍落度及充盈系数、桩顶标高等。笔者这里主要叙述桩长及沉管最后贯入度的质量控制方法。
3．1桩长控制
    当设计采用以桩长控制为主、沉管贯入度控制为辅时，沉管长度的控制就显得尤为重要；控制沉管长度最有效的措施就是要固定桩管长度，并防止施工过程中截短桩管。控制的简便方法是：以打试桩时确定的桩管入土深度为桩管标准长度，依据该标准长度，从料斗口向下(除去料斗高度)测量并割除多余桩管，再将桩管管口与机架横梁上口或下口平齐，向上在桩机挺架上标出料斗口对准的位置，最好焊根钢筋(监理旁站文件夹内注明该钢筋在第几节的第几步上)，每天早晨开工时先要求机台将桩管拉起到该处核对，这样就可以很好地预防截管发生，从而确保桩长。
3．2沉管最后贯入度控制
    当设计采用贯入度控制为主时，一般是采用桩机抬架作为最后沉管贯入度控制的标准。遇到带配重的机台，施工时配重(与试桩情况相比)是否减少或放置的位置是否变化，就要特别注意了。施工时桩端进入持力层时机器抬架是贯入度控制的主要标志。通过试打桩对抬架就拟定了详细的标准，试打桩时配重一般都放置在机架的最前端的梁上，甚至还向外凸出一些(最好用数码相机从两个方向拍照留档)，使得桩管入土深度增加以此来计算单桩工程量，而设计也以该试桩的数据为依据来核算单桩承载力。在进行大规模施工时，施工操作人员把配重移后以减轻对桩管的压力。这样，相同次数的桩机抬架可使桩管沉入土中的深度就变浅很多。其中的奥妙是：配重相同，但配重相对于桩管的力臂缩短，配重力矩变小，使得施加给桩管的压力变小，同样地质条件下沉管抬架时进入持力层的深度也就变浅了。
4钻孔灌注桩的施工质量控制
    钻孔灌注桩的施工质量控制包括入岩深度、沉渣厚度、钢筋笼的质量、混凝土的浇灌质量等。这里主要介绍孔深、钢筋笼长度及混凝土用量的控制，分述其控制方法。
4．1成孔时孔深的控制
    对于摩擦桩，在桩径一定的情况下桩的承载力与孔深(桩长)成正比；对于端承桩，桩端所在土层位置及入岩深度直接影响到桩的承载能力。因此，成孔时孔深的控制对钻孔灌注桩至关重要。在GB50202—2002第5．6．4中明确规定：孔深只深不浅。对设计采用中风化及以上强度的基岩作为持力层的桩，尤其是抗水平推移、坡地岸边的桩，其桩尖进入持力层的深度对地基承载力及安全使用就尤为重要。实际施工中，孔深往往是只浅不深，这给钻孔灌注桩留下了致命的质量隐患。
    要控制好成孔的孔深。首先，要熟悉地质勘察报告，了解该工程各地层特别是持力层的起伏情况，并在桩位平面图上标出持力层等高线，这样可以大概圈定几个范围数值的桩长或桩长的变化方向，从而对判定孔深做到心中有数。其次，就是对单桩进入持力层时对孔深的判定。单桩进入持力层时对孔深的判定通常结合地质报告，采用测孔深、岩样判断、量主钻杆及观查钻机转盘跳动情况，综合多种情况进行判定。
    目前孔口测孔深一般使用测绳测量，如果测绳绳长不标准，那么用其测出的孔深肯定是不准确的。因此，测孔深时应防止测绳有假。测绳有假的原因可概括为现场应变形和事前预谋形。现场应变形主要有打活节、用橡皮筋孔节两种情况，这两种情况都是在进行孔深测量时由机台操作人员在孔口见机行事实施的，属于比较落后的方法。防止办法就是：用手提起测绳在孔内猛提几下，若绳子有明显伸长的感觉，就基本上可以判定该班组测绳绳长有误。事前预谋形是采取截短或移动测绳度量标记，机台采用截短测绳的方法时一般都会在其他泥池中预备一根重锤相同、符合标准的测绳，以防被监理人员怀疑时及时偷梁换柱(在洗测绳时将另一根测绳洗出拿到监理办公室用钢尺对比)。防止办法是：当时在场的监理人员要不怕脏，自己从孔中提出的测绳并亲自拿到办公室测量。至于移动标记，一般是：将把该工程某个范围入岩深度值对应的标记向前移一米。比如：某工程入岩深度定在自然地面下40m，就将38、39、40、41、42m五个标记依次移前一个位置，这时就没有了37m标记，同时多了一个42m标记。这样移动后，该工程在这个范围内的桩就会统统少打一米，而且是少嵌岩的一米。这些桩既没有达到设计要求的桩长，又没有达到设计要求的入岩深度，对整个桩的影响是可想而知的。防止方法是：当场把测绳在机台上用水冲洗干净，将测绳对折，即用测绳的1m标记对齐49m(目前测绳大多是50m)、2m对齐48m……如此比对下去，直至24m标记对齐26m，最后是单个25m节。检查两个内容：一是两个标记相对位置不得有超过半个标记长度的误差，二是两标记读数“和”一定为“50m”。第二个内容更重要，若两标记读数“和”不为50m，就证明该测绳绳长做了假。这种假造方法比较“先进”、隐蔽性强，目前在做包工的机台上使用最多。
    关于岩样做假主要发生在“捞”、“洗”两个环节上。一般有经验的机台在打试桩及静载桩时将捞出大量岩样洗净并保存，待打其他桩时备用。比如：在捞取岩样时，操作人员在下游捞取，此时上游有一同伴将原岩样丢入；或者干脆就在岩样冲洗时趁机从自己口袋里掏出原岩样放进捞具内蒙混过关。防止办法很简单：要求操作者将捞具放在扩筒出口不远处捞取，不让其他人帮忙，并且盯牢操作者，防备其在洗岩样时做手脚。岩样做假是比较常见的，因为操作难度小且抓住后好解释。岩样不真实，桩是否进入持力层就存在疑问，所以对岩样做假之事也不能掉以轻心。
    量主钻杆，是指提钻前记录主钻杆在转盘以上的余尺，等钻杆提完时再用卷尺测量钻杆总长。总长减余尺即得孔深数值，将计算数值与用测绳测量测出的数值进行比较，若两个数值相差不多，说明测绳测出的孔深正确；否则可以断定测绳测孔深不可信。长言道：“玩把戏吞宝剑、全是硬功天”，钻杆可是硬骨头(但要注意提防调换钻杆)。
    观查转盘跳动，就是在钻头进入持力层中风化岩及以上强度基岩时观看转盘跳动情况。多数跳动特别厉害者说明已进入持力层。
    综合以上四个方面酌情况再结合地质勘察报告就可比较准确地确定桩的长度及持力层的位置，两者均能满足设计要求，那样成孔质量就得到了有效控制。
4．2钢筋笼长度的控制
    在GB50202—2002第5．6．4条中钢筋笼长度属于主控项目，允许偏差为：±100mm。但实际施工操作中绝大多数都是负偏差，甚至还有少下一节或少多节的现象。在正常验收的情况下为什么还会出现这样的问题呢?笔者认为以下环节被忽视了：①只注重孔口立焊钢筋接头的质量而忽视了钢筋“搭接长度”；②每段钢筋焊接接头验收后未等下一节钢筋笼吊起且接头点焊固定后就走开了；③焊好吊筋未查验焊接完成后钢筋笼子的有效长度。忽视以上第一条的后果是钢筋笼子的有效总长被缩短，笼长被缩短长度值就是超搭接的长度“和”。忽视第二条的后果是可能少下一节或少几节。因为当监理人员走开后地上的一节可能被抬走或滚走，然后电焊工再将原先已绕好的箍筋砸下，接头重新焊一遍再请监理验收。忽视第三条的后果是桩体中钢筋笼的有效长度不够。虽然单节钢筋笼长度正确、钢筋笼节数正确、每节之间的搭接长度也正确，但钢筋笼未沉到底(即标高正确)，桩体中钢筋笼的有效长度不够，钢筋笼底与孔底之间的距离(除去保护层厚度)就是笼子被缩短的长度。控制的方法是：监理人员在旁站吊筋焊接之后，要求施工单位在吊环放至机台面时继续向下沉，直到钢筋笼完全沉到底，以检查钢筋笼是否被缩短，确保设计要求的钢筋笼长度。
4．3混凝土灌注方量的控制
    这里主要讲的是施工人员人为地减少混凝土用量。其手法有：①在第二车放出l～2m3混凝土后向混凝土车罐内加水再加速搅拌，增大混凝土体积来减少混凝土用量。控制的办法很简单，即旁站到位，严防操作者向混凝土中加水或其他杂物(以劣充优，以少充多)。②设计要求使用半笼的桩，即采用小直径钻头替换大直径钻头，通过缩小孔径来达到减少混凝土方量。控制的办法是：监理人员要求施工人员将焊好的钢筋笼向下放，若钢筋笼无法沉到孔底就可以断定桩孔下端是用小钻头进行钻孔的(因为在不缩颈的地层才有效)。
     以上叙述的只是防止桩基施工中偷工减料、投机取巧的窍门，仅供质检人员或监理人员在工作中参考。要真正控制好桩基施工的质量必需要求施工人员按规程操作，质量管理人员认真检查验收，所有从业人员增强质量意识和责任感。否则，会给桩基及整个工程埋下质量隐患，造成无法挽回的损失。