某工程基樁質量缺陷成因分析

Cause Analysis of Quality Defects of Foundation Pile in A Project

肖保懷，付燁，劉銳鋒

（重慶市建筑科學研究院，重慶　400015）

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某工程基樁質量缺陷成因分析

Cause Analysis of Quality Defects of Foundation Pile in A Project

肖保懷，付燁，劉銳鋒

（重慶市建筑科學研究院，重慶400015）

摘要：該文介紹了某住宅樓的人工挖孔樁混凝土澆筑完成后，在剔除樁頭浮漿過程中發現樁頭浮漿層過厚、混凝土不凝結的質量問題，為此對基樁樁身混凝土質量進行了鉆芯法和成像檢測，根據檢測數據對基樁混凝土質量缺陷的成因進行了分析，其工程經驗可供有關人員參考。

關鍵詞：基樁；混凝土離析；質量檢測；鉆芯檢測；成像檢測；抗壓強度檢測

Abstract：After the concrete cast-in-place of the manual hole digging pile of a residential building, the quality problems of excessive heavy floating slurry and uncondensed concrete in pile ends occur when eliminating the floating slurry, so the core drilling method and imaging test are adopted to detect the concrete quality of the foundation pile, and the causes obtained by detecting data of concrete quality defects are analyzed for reference.

Keywords：foundation pile；concrete segregation；quality detecting；core drilling test；imaging test；compressive strength

0　前言

某工程為點式住宅，建筑面積約2萬m2，地下3層，地上32層。抗震設防烈度為6度，抗震設防類別為丙類。結構形式為剪力墻結構，剪力墻抗震等級為三級。地基基礎設計等級為甲級，地基持力層為中風化泥巖，基礎為人工挖孔樁基礎，樁基混凝土設計強度等級為C30，采用預拌泵送混凝土，細骨料為特細砂與機制砂復合而成的混合砂。

樁基混凝土澆筑時間為夏季，混凝土澆筑完成后，施工單位在剔除該批基樁其中的44#樁樁頂混凝土浮漿時，發現浮漿明顯偏厚，剔至樁頂下3m范圍，也未見粗骨料，樁身上部混凝土基本上全是砂漿，從樁頂下3～5m范圍剔出的混凝土僅可見少量的粗骨料，而樁頂5m以下剔出的混凝土基本上為砂、石混合料，水泥漿很少，無強度，樁身混凝土分層、離析現象嚴重。

發現44#樁分層、離析現象后，在質檢站的介入下，參建各方及混凝土生產方及時召開了質量事故現場分析會，分析基樁質量缺陷產生的原因。由于參建各方對基樁質量缺陷的成因無法達成一致意見，由施工單位委托某檢測機構對44#樁周圍的其他樁進行檢測鑒定，明確該基樁質量缺陷的成因，并根據鑒定結果采取相應處理措施。

1　基樁混凝土質量檢測

針對44#樁樁身混凝土嚴重分層，且樁下部混凝土基本無強度的狀況，決定采用鉆芯法對44#樁周圍的其他樁樁身混凝土質量進行檢測。鉆芯法是檢測鉆孔、人工挖孔等現澆混凝土灌注樁成樁質量的一種有效手段，可直觀檢測樁身混凝土質量情況，如樁身混凝土膠結狀況、有無氣孔、松散或斷樁等，樁身混凝土強度是否符合設計要求，樁底沉渣厚度、樁端持力層的巖土性狀及施工樁長等［1］。

采用XP數字彩色全景鉆孔電視對鉆芯孔孔壁混凝土進行水下拍攝，通過孔壁成像展開圖觀察樁身混凝土質量。

1.1基樁樁身混凝土鉆芯檢測

44#樁周圍的32#、36#、45#、46#、47#樁，樁徑均小于1.2m，且是對樁身質量進行驗證檢測，故每根樁的鉆孔數量定為一個［1］。采用單動雙管鉆具在距樁中心10～15cm的位置開孔，對32#、36#、45#、46#、47#共五根樁鉆取混凝土芯樣。

從鉆取的5根樁樁身混凝土芯樣外觀發現，芯樣混凝土存在嚴重缺陷，主要分為兩種情況：

第一種情況為鉆芯機鉆過樁頂浮漿層后，不能取出混凝土芯樣，只能鉆取出少量松散的粗骨料。如36#樁，設計樁長為5.45m，在樁上部1.5m范圍內，能取出較完整的混凝土芯樣，但芯樣全為水泥砂漿，未見粗骨料，靠近樁頂的芯樣基本為水泥凈漿，細骨料很少；樁頂下1.5m后，取芯機下鉆困難，難以取出完整混凝土芯樣，只能取出少量松散的粗骨料。典型芯樣見圖1。

圖1　 36#樁樁身混凝土芯樣

第二種情況為鉆芯機鉆過樁頂浮漿層后，可取出芯樣，但芯樣骨料分布不均勻，芯樣表面粗糙，均呈短柱狀，局部區域混凝土芯樣松散，如32#、45#、46#、47#樁。典型芯樣見圖2。

圖2　 45#樁樁身混凝土芯樣

1.2基樁鉆芯后孔洞內壁成像檢測

采用XP數字彩色全景鉆孔電視對32#、36#、45#、46#、47#樁所鉆混凝土芯樣后形成的混凝土孔壁進行水中拍攝，觀察孔壁混凝土質量狀況。樁頂至以下1.6m的孔洞內壁成像后展開圖見圖3。

圖3　 32#、36#、45#、46#、47#樁混凝土鉆芯孔上部孔壁成像展開圖

36#樁鉆孔孔壁成像展開圖清晰可見，樁頂至1.0m范圍內混凝土中無粗骨料，細骨料也很少，基本為凈漿聚積，樁頂下1.0～1.6m范圍內為特細砂砂漿，較大的機制砂顆粒很少，無粗骨料。

32#、45#、46#、47#樁鉆孔孔壁成像展開圖可見樁頂部特細砂砂漿層；樁頂以下0.2～1.6m范圍內明顯可見機制砂顆粒，僅有少量的粗骨料。

通過鉆孔孔壁成像展開圖，可明顯發現樁身混凝土分層現象嚴重。

1.3樁身混凝土抗壓強度檢測

按《建筑基樁檢測技術規范》[1]JGJ106-2014中鉆芯法檢測芯樣試件抗壓強度試驗方法，在芯樣外觀較完整的46#、47#樁樁身混凝土芯樣中，分別取樁上部與下部各兩組混凝土芯樣進行混凝土抗壓強度檢測，取一組3塊試件強度值的平均值作為該組混凝土芯樣試件抗壓強度檢測值，取同一受檢樁不同深度位置的混凝土芯樣試件抗壓強度檢測值中的最小值，作為該樁混凝土芯樣試件強度檢測值［1］。

46#、47#樁樁身混凝土芯樣試件抗壓強度檢測值分別為27.3MPa、28.4MPa，檢測結果表明，即使是外觀較完整的芯樣，混凝土強度也達不到設計C30的強度等級要求。

1.4相關資料及混凝土澆筑時現場情況調查

調查施工方、混凝土供應單位、監理單位提供的相關技術資料如下。

（1）施工方提供的混凝土原材料及配合比檢測報告，結論為混凝土所用原材料滿足相關標準、規范要求，混凝土配合比設計滿足《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55-2011要求；施工方提供的混凝土標養及同條件養護試塊抗壓強度檢測報告，結論為混凝土抗壓強度滿足設計強度等級要求。

（2）混凝土供應單位提供的開盤鑒定記錄、生產攪拌微機記錄資料表明混凝土坍落度滿足設計要求，生產無異常；提供的混凝土出廠留盤標準養護試件抗壓強度滿足設計強度等級要求。

（3）查閱了監理方的旁站監理記錄、監理日志，旁站監理記錄對混凝土澆筑當天的記錄顯示，混凝土澆筑前監理發現了部分樁孔底部有積水，要求將水抽干凈再澆混凝土，但旁站監理記錄及施工記錄均未見相關處理記錄。

據混凝土澆筑施工人員及現場監理介紹，當天混凝土運抵施工現場時，混凝土拌合物觀感流動性大，但澆筑前未進行混凝土拌合物坍落度測試；在澆筑混凝土時，將軟管放在基樁孔口，直接將混凝土澆入樁孔中，而沒有采取其他措施。

2　樁身混凝土質量缺陷原因分析

該工程32#、36#、44#、45#、53#樁樁身存在混凝土骨料分布不均勻、分層明顯的質量缺陷，尤其是36#、44#樁特別嚴重，樁身上部混凝土漿料富集，而樁身下部分混凝土松散、無強度。樁身混凝土質量缺陷表現為：混凝土組成材料中的固體顆粒按其粒徑大小，從上至下呈規律性分布，細粉顆粒聚集在樁身上部，集料（砂、石）聚集在樁身下部，質量缺陷表現為典型的混凝土離析特征（混凝土的離析是指混凝土拌合物組成材料之間的粘聚力不足以抵抗集料下沉，混凝土拌合物成分相互分離，造成內部組成不均勻的現象。通常表現為粗集料與砂漿相互分離，或者粗集料從拌合物中整體分離出來）。因此，導致樁身混凝土質量缺陷的原因是混凝土嚴重離析。

預拌混凝土供應方及施工方提供的混凝土質量證明文件表明：預拌混凝土拌合物出廠檢驗合格，預拌混凝土交貨檢驗強度合格[1]，但澆筑時，預拌混凝土在較高處直接傾落樁孔底部，混凝土拌合物自身坍落度偏大，且在高處下落至樁底時，混凝土拌合物在自身沖擊作用下，砂、石會沉入混凝土拌合物的下部，拌合物漿料富積于混凝土拌合物上部，致混凝土離析；如果樁底部有積水時，混凝土拌合物從高處直接傾落入樁底部的水中時，具有較大的沖擊作用，落入水中時被水沖洗，大顆粒的砂、石最先從混凝土拌合物中分離沉入底部，混凝土漿體與水混合后浮于砂、石上部，隨著混凝土拌合物不斷的傾落，混凝土拌合物被不斷地沖洗，砂、石不斷地向下聚積，混凝土漿料的體積也越來越大，漿料在樁孔中的厚度也就不斷增加，集中在樁身混凝土上部，從而導致混凝土骨料分布不均勻，分層現象嚴重；由于樁身下部混凝土主要為砂、石堆積物，水泥漿料缺失，故基本無強度，而樁孔底部的積水與混凝土拌合物混合后，增大了原混凝土的水灰比，導致混凝土強度降低，因此，即使是較完整的混凝土芯樣，其強度也達不到設計C30的混凝土強度等級。

3　結語

鑒于通過鉆芯法抽檢的多根樁樁身混凝土均存在嚴重質量缺陷，將該批樁全部作報廢處理，造成了重大的經濟損失。為盡量減少與避免類似質量事故發生，應吸取以下經驗教訓。

（1）預拌混凝土生產供應前，生產單位應了解工程概況、結構特點及對混凝土性能的要求，并向施工單位進行生產和應用技術交底［2］，包括混凝土生產、澆筑、養護等方面的質量控制措施。

（2）對于澆筑人工挖孔樁，混凝土生產時要嚴格控制混凝土的坍落度，在滿足可泵性的前提下，盡量取控制范圍的下限值。

（3）混凝土澆筑前應檢查樁孔底部是否有積水，處理積水后才能澆筑；嚴格按照有關標準、規范要求，對于孔深較深（大于3m）的基樁，應采用串筒、溜管或振動溜管等技術措施澆筑混凝土［3-4］。

參考文獻：

［1］中國建筑科學研究院.JGJ106-2014建筑基樁檢測技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2014．

［2］重慶市混凝土協會.DBJ50-038-2005預拌混凝土生產與施工質量控制規程[S].重慶：2005．

［3］中國建筑科學研究院.GB50164-2011混凝土質量控制標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2011．

［4］中國建筑科學研究院.JGJ/T10-2011混凝土泵送施工技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社，2011．

責任編輯：孫蘇，李紅

投稿須知

作者簡介：肖保懷（1971-），男，湖北仙桃人，研究生，高級工程師，主要從事混凝土性能及應用研究、建筑材料檢測及混凝土質量鑒定工作。

收稿日期：2015-11-28

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2016.02.049

中圖分類號：TU712

文獻標識碼：A

文章編號：1671-9107（2016）02-0049-03