摘要：桩基基础是各类建筑物的常用基础形式，桩基础质量好坏直接关系到建筑物的安全，对桩基施工质量检测以保证工程质量至关重要。本文通过分析桩基质量事故原因，确定不同桩型的检测方案、检测方法。
关键词：桩基；质量事故；原因；检测
1 造成桩基常见质量事故的几点原因
桩基质量取决于勘察、设计、施工、外部环境等诸多因素，稍有不慎，就可能造成质量事故。对质量事故的分析与处理是否正确，往往影响建筑物的安全使用、工程造价及工期，严重的甚至要拆除整幢建筑物。造成桩基质量事故主要原因有以下几类：
1）测量放线错误，使整个建筑物错位或桩位偏差过大。
2）单桩承载力达不到设计要求。
3）成桩中断事故。如钻孔灌注桩塌孔，卡钻。
4）灌注桩成桩质量，包括沉渣超厚、混凝土离析、桩身夹泥、混凝土强度达不到设计要求、钢筋错位变形严重等。
5）断桩。浇筑混凝土施工质量失控，发生断桩事故
6）桩基验收时出现的桩位偏差过大。
7）灌注桩顶标高不足。常见的有两种，一是施工控制不严，在未达到设计标高时混凝土停浇；另一种虽然标高达到设计值，因桩顶混凝土浮浆层较厚，凿除后出现桩顶标高不足。
当桩基发生事故后，若处理不及时，会给工程留下隐患。
下面重点讨论几种常见的桩型所存在的一般性质量问题及其成因[1]。
1.1 混凝土预制桩常见质量事故原因
混凝土预制桩打（沉）桩施工方法通常有：锤击沉桩法、静力压桩法及振动法等。
常见的打入式预制桩质量问题及其产生原因如下：
1）桩身本身的质量问题。主要成因有：预制桩生产过程中材料、胎膜、生产工艺、养护龄期等控制不严导致桩身强度不够、桩身几何尺寸偏差大等质量问题，装卸、运输、堆放不当造成桩身裂缝等缺陷，在施工前又未能及时发现。
2）接桩质量问题。主要成因有：接桩材料不合格、接桩方法不当。
3）桩身垂直度问题。产生原因有：施工中垂直度控制不到位，布桩密度、打桩路线、持力层层面坡度不合理，地面超载，基坑开挖，相邻工程挤土桩施工。
4）施工造成的质量问题。采用的锤重锤垫不当，过多地重锤打击，停歇时间长或出现复杂的地质现象，都会导致预制桩出现缺陷。
5）“上浮吊脚”造成的承载力不足问题。在深厚软土地区，已打入的桩，在施工其相邻桩基时，往往会发生整桩“上浮”、桩端离开持力层的现象，从而影响桩基承载力。
1.2 钻孔灌注桩常见质量事故原因
钻孔灌注桩可以分为：干作法、泥浆护壁法及套管护壁法钻孔灌注桩。
泥浆护壁法钻孔灌注桩施工工艺流程：场地平整→桩位放线→开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→成孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→第一次清孔→质量验收→下钢筋笼和钢导管→第二次清孔→浇筑水下混凝土→成桩。在施工过程中，任何一道工序不完善，都会导致桩身质量出现缺陷。
常见的钻孔灌注桩质量问题及其产生原因如下：
1）钻孔倾斜。钻机钻进的过程中，由于垂直度控制不准确或者遇到孤石等地下障碍物，使得钻杆偏斜，从而导致桩发生倾斜。
2）坍孔，从而造成断桩、沉渣、孔径突变等缺陷。导致坍孔的主要原因有：泥浆质量差、护筒内无足够压力水头等导致护壁不力；钻进速度过快；操作时施工工具、钢筋笼碰撞孔壁；土质条件较差，比较疏松。
3）桩身缩径、夹泥、离析、断桩。
缩径成因：钢筋笼设计太密，混凝土级配和流动性差造成桩身某些断面尺寸达不到设计要求；地下承压水对桩周混凝土侵蚀。
夹泥成因：混凝土浇注过程中，出现坍孔和内挤，坍落和挤入的土体混入混凝土中。
离析成因：混凝土和易性差，混凝土初灌量过小，导管进水，导管埋深不足，在混凝土初凝前地下水位变化等，造成桩身局部断面混凝土胶结不良、离析。
断桩成因：混凝土浇注过程中，不慎将导管拔出混凝土面，或由于堵管、停电等原因而采用拔管措施，或者软土层中流砂挤入钢筋笼内，都会形成断裂面。
4）孔底沉渣。施工中未按有关规范要求清孔，清孔后未及时浇注混凝土，下钢筋笼时碰撞孔壁，混凝土初灌量太小，混凝土浇注前出现坍孔，这些现象都会造成孔底沉渣超标。
1.3 沉管灌注桩常见质量事故原因
沉管灌注桩有锤击、振动等施工方法，其施工工艺流程：桩机就位→锤击（振动）沉管→上料→边锤击（振动）边拔管，并继续浇筑混凝土→下钢筋笼，并继续浇筑混凝土及拔管→成桩。由于沉管灌注桩截面尺寸的特点，无论采用哪种施工方法，施工中都易产生以下质量问题：
1）缩径、夹泥、离析。主要原因如下：①土的性状原因。在软土中沉桩时，土受到强制扰动产生超孔隙水压力，在桩管拔出后挤向刚浇筑的混凝土，使桩身局部缩径或夹泥。在软硬土层交界处，也极易发生缩径现象。②拔管速度过快，管内混凝土量少。施工中不按有关规范要求操作，拔管速度过快，造成管内混凝土高度过低，使得混凝土的排挤力小于地层的侧压力，从而造成缩径夹泥。③混凝土质量差。坍落度小、和易性差，拔管时管壁对混凝土产生的摩阻力造成缩径离析。④桩间距过小，邻近桩施工时的挤压可能造成缩径。
2） 断桩。造成断桩的原因与缩径基本相同，但断桩对承载力的影响更严重。
3）吊脚桩。桩底混凝土架空，泥砂在桩底部形成薄弱层。造成的原因一般有：沉管时桩尖破坏；活瓣桩尖被周围土体包围打不开；混凝土级配不合理、和易性差，在拔管时，混凝土落不下，造成桩尖下混凝土量少或没有。
1.4 人工挖孔灌注桩常见质量事故原因
实际施工中人工挖孔灌注桩应保证以下的施工质量：
1）挖孔护壁。人工挖孔灌注桩施工时必须考虑预防孔壁坍塌和流沙现象发生，制定合理安全的护壁措施。
2）桩底积水。桩底积水如果可以人工清除，必须清除、擦干。如果存在地下渗水，人工无法清干，必须采用机械降水，否则极易造成桩底混凝土离析。由于一般的挖孔桩属端承桩，桩底混凝土离析造成的事故后果严重。
3）桩身混凝土的浇筑。对桩长较短的桩，可采用滑板法浇筑，不应采用直接倾倒法。桩长较长的桩，严禁直接倾倒，否则极易造成混凝土离析、夹气、夹泥；不应采用滑板法，也易造成混凝土离析、夹气、夹泥；应采用导管法送浆，边浇筑边机械振捣。
2 桩基质量检测方法
桩基础能否既经济又安全通过桩将上部荷载传递至深层土体中，关键在于桩身的质量好坏和承载力大小。为此，桩基检测应包括两个部分：检查桩身完整性，是否存在缺陷及位置；检测桩基承载力是否满足设计要求。目前桩基检测方法主要有：静载试验、钻芯法、低应变法、声波透射法和高应变法[2]。由于各种检测方法的原理和使用设备的不同，它们的适用性也存在较大差别。以下就各种桩基质量检测方法的适用性和局限性进行详细探讨，并针对工程中主要应用桩型提出相适应的检测方法。
2.1 一般原则
合理的检测方案是是对提高桩基质量检测可靠性的有力保障。要根据桩型、施工工艺、地质及场地条件、建筑桩基安全等级等因素确定检测方案，选择合适的检测方法，并且要考虑多种方法相结合使用，取长补短，检测桩数首先应满足规范要求，这样检测的可靠性才有保证。一般地，桩基工程应先进行成桩质量检测，后进行承载力检测。成桩质量检测一般采用低应变法进行桩身完整性普查，根据普查结果，再选择一定数量的桩身质量较差的桩(Ⅱ类以上)做静载试验、钻芯法或高应变法检测。承载力检测以静载试验为准。确定检测桩位还应考虑选择施工质量有怀疑及设计认为重要或岩土性状较复杂部位的桩。
2.2 主要桩型质量检测方法的选取
不同的桩型由于设计方法、施工工艺和使用条件的不同，有着其各自容易发生的质量问题，为此，选取合适的检测方法尤为重要。
1）混凝土预制桩：高应变法和静载试验进行预制桩检测比较适合，低应变法和声波透射法不宜选取。
2）钻孔灌注桩：采用高应变法检测比较有效，如果条件允许，可进一步采用静载试验或钻芯法进行校验。对于大直径钻孔灌注桩，可采用钻芯法配合低应变波或声波透射法检测。
3）沉管灌注桩：采用低应变法检测桩身完整性十分有效，同时使用静载试验检测单桩承载力；冲击力能满足要求的话，可采用高应变法同时检测其完整性和承载力情况。
4）人工挖孔灌注桩：先用反射波法普查，再用钻芯法检测，重要的建筑桩基还应采用静载试验检验单桩承载力。
2.3 各种检测方法的优缺点[2]
2.3.1 静载试验
桩基静载试验是指在桩顶逐步施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力，观测桩顶随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力、单桩水平承载力的试验方法。其优点是确定单桩极限承载力直观、可靠，并可作为评价动测结果准确与否的依据；缺点是试验时间长、费用高、抽检数量有限、受现场环境影响较大、在深基坑内难以作业。
2.3.2 钻芯法
钻芯法是指用钻机钻取芯样以检测桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度，判定和鉴别持力层岩土性状的方法。具有直观、定量等优点，在一定条件下，可作为桩身完整性判定依据。缺点是钻孔少时，可能会以偏概全，且无法检测桩身表面的缺陷程度，难以反映桩基的真实性状。
2.3.3 低应变法
低应变法是指采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩的完整性进行判定的方法。具有现场测试简便、快捷、抽检面广、经济实用的优势。缺点是利用波形特征判别桩身缺陷存在多解，只做定性不做定量判断，而且不同桩身缺陷往往难以区分，通常要求检测人员具有丰富的实践经验。
2.3.4 声波透射法
声波透射法是指在预埋测管之间接收声波，通过实测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化，对桩身完整性进行检测的方法。它是检测灌注桩桩身混凝土的均匀性、桩身缺陷位置、范围及程度，判定桩身完整性类别的有效方法。缺点是要预埋声测管，否则成桩后难以检测。
2.3.5 高应变法
高应变法是指用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，通过波动理论检测单桩竖向抗压承载力、桩身完整性的方法，也可监测预制桩打入时的桩身应力和锤击能量传递比，为沉桩工艺参数及桩长选取提供依据。其优点是检测速度较快、设备简单、能同时获得承载力和桩身完整性信息。缺点是理论上采用一维波动理论进行分析存在欠缺，和实际难以相符；只适用工程桩的阻抗远大于桩周土的阻抗的情况；对大直径扩底桩、组合桩、异型桩、薄壁钢管桩不适用。
3 结论
本文系统的分析了几种常见桩型的质量事故产生原因，并有针对性地归纳了相应的检测方法。桩基工程质量检测是关系建筑物安全的重要问题，而且还是一项复杂细致和涉及环节多的工作，在实际检测过程中，工程技术人员应根据检测对象、检测目的、检测方法的适用范围和特点，合理确定检测方案及选择检测方法，正确分析及处理出现的质量问题，只有各个环节都做好了，才能真正提高桩基工程质量检测的可靠性，从而尽可能地消除桩基工程质量隐患，确保建筑物安全。
参考文献
[1] 全国二级建造师执业资格考试用书编写委员会. 建筑工程管理与实务[M]. 中国建筑工业出版社，2012.
[2] DGJ32/TJ142-2012，建筑地基基础检测规程[S].
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