1、深基坑基础工程的质量监督与控制摘要：随着我国房地产业的迅猛发展和基础设施建设大规模的推进,土地资源日趋紧缺,楼层越来越高,根基也越来越深,在民建工程中, 深基坑基础工程面临着非常复杂的环境和较大的技术难题。本文结合笔者多年的工作实践，就基坑基础工程质量监督控制措施进行了分析。 关键词：深基坑；基础工程；质量控制；质量监督 中图分类号：TV551.4 文献标识码： A 文章编号： 兴宁市城区 A 区域，拟建项目多为 67 层商住楼。该区域地质特点为：在埋深-3.00m-6.00m 之间分布了一层厚度约为 3.67.6m 的第四系洪冲积卵石层，该土层分布连续，厚度均匀，地基承载力特征值在 2102
2、60kPa 之间，是良好天然地基基础持力层。因而该片区域中低层建筑大多采用天然地基独立柱基础的基础形式，且普遍采用深基坑大开挖的施工方式，混凝土独立柱基础完成后采用原土就地回填。从先期完成的几个项目发现，由于回填的时间和回填方法掌握不当，极易造成独立柱出现断裂、移位等严重质量缺陷。作为一名质量监督工作者，对这种带一定普遍性的质量问题制定可行的质量监督控制方法，及在基础回填完成后选用简便、直观的检测手段对此类独立柱柱身完整性实施检测，负有紧迫的责任感。在此，以几个商住楼项目为例，在这方面进行了一定的探讨。 1、工程实例概况 位于该区域内 A 商住楼，拟建高度为 7 层 25m，总建筑面积为860
3、0m2，占地面积为 58m32m=1856m2，首、二层为商业用途裙楼，37 层为两幢住宅塔楼。 该工程地质局部地剖面图如图 1 所示，其中土层为素填土层；- 1 为洪冲积粉质粘土层，上述土层土质较松软，承载力低，工程性能差；- 2 为洪冲积卵石层，该土层层位稳定，层厚为 3.66.3m，层顶埋深在 4.96.8m 之间，呈稍密- 中密状，均匀性及稳定性较好，承载力特征值为 240kPa，其下无软弱土层；为残积粉质粘土层，承载力特征值为 200kPa，是较好的下卧层。地下水主要为第四系沉积层孔隙水，对钢筋无腐蚀性，卵石层 （- 2）为主要含水层，渗透性好，水量丰富，地下水位埋深在1.22.6m
4、。 2、基础施工常见质量问题分析 本工程采用天然地基独立柱基础方案，以卵石层（-2）作地基基础持力层，土方施工采用深基坑大开挖形式，基坑开挖深度多在 5.5m 左右，实际基础埋深为0.00 以下 6m 左右。该基础方案相对其它地基处理方案具有造价经济、地基承载力有保障等优点，但因基础持力层（卵石层）埋深较深，上部的素填土及洪冲积粉质粘土层土质较疏松，自支性能差；且地下水丰富，水位高于基础埋深，因而基坑开挖时必须注意做好侧壁的支护工作，应配备足够的抽排水设备。 另独立柱施工完成后，在土方回填时柱身由于受到回填土的侧向压力，如不采取有效的控制措施，极易形成在柱身中部、柱身与承台面结合处的断裂、移位
5、等质量缺陷。独立柱柱身在承受侧向压力时，其受力形式可视作竖向的悬臂构件，由于设计时往往未充分考虑柱身在这种情况下的受力状态，因而极易在弯矩最大处或柱中出现混凝土开裂、柱身倾斜等严重质量缺陷。 图 1 3、质量监督控制措施 针对此类深基坑独立柱基础工程的施工特点，质监机构会作专项的监督交底，明确要求各质量责任主体制定和执行如下措施： （1）设计人员应充分考虑独立柱身在土方回填时可能受到的侧向荷载和机械外力，合理调整柱截面、砼强度及柱身配筋，增强柱身承受侧向荷载的能力。 （2）施工单位在此类基础工程施工前应制定专项的施工方案，方案内容应具备有针对性的质量和安全控制措施。其中回填土应注明具体的施工方
6、法；回填土应分层回填，每层回土厚度不能过大，应围绕柱身各向对称回土，避免柱身承受较大的单向侧荷载。回填机械的选用也应充分考虑实际情况，禁止采用自重过大及碾压功率过大的机械，应合理布置回填机械的行走路线，避免对独立柱身造成机械碰撞及撞击。 （3）此类工程因地下水位高及水量丰富，基坑开挖后应迅速组织基坑验槽及安排地基承载力检测，及早组织垫层及砼承台施工，避免天然地基基础持力层受到浸泡和扰动。 （4）严格控制柱身混凝土质量，浇筑后独立柱柱身混凝土强度必须达到设计强度的 90%100%，并由监理工程师组织有关单位人员完成地基与基础分部质量评定后，方可进行回填土施工。独立柱基础应留设混凝土同条件养护试件
7、，准确掌握回填时的混凝土强度。 （5）基础回填土过程中施工单位应派专人现场指挥，监理人员须旁站监理及作好记录。 （6）基础承台完成后监理人员应会同施工人员共同测量并记录柱位轴线，在回填土完成后再共同复核柱位轴线，通过对比检查掌握独立柱的位移、偏侧情况，筛选最有可能受侧面荷载形成偏移的柱身，作为下一步检测的重点对象。 （7）此类基础工程回填土完成后，需委托具有相应资质的检测单位对柱身结构完整性进行抽样检测，对检测发现可能存在严重质量缺陷的基础独立柱，施工单位应开挖检查，由原设计单位出具缺陷处理方案，施工单位按方案实施处理，处理过程监理人员应旁站监理并作记录。 4、反射波法检测独立柱身结构完整性
8、此类深基坑天然地基独立柱基础工程在回填土完成后，对柱身结构完整性必须全面掌握。如采用大范围土方重新开挖检查的方法既费时费力，也不现实，选用一种操作简便，直观准确反应柱身结构完整情况的检测手段置得尤为重要。考虑到基础独立柱与基桩在材料、形状、所处工作条件等方面均具有相近性，我们在本区域前期施工的几个工程项目中尝试运用检测基桩桩身结构完整性的反射波法去检测独立柱柱身完整情况。 4.1 理论分析 反射波法检测桩身结构完整性的基本原理是：通过在桩顶施加低能量冲击荷载产生应力波，该应力波在沿着桩身传播过程中，当遇到不连续界面（如蜂窝、孔洞、夹渣、断裂等缺陷）和桩底面时，将产生反射波，分析反射波的延时、幅
9、值和波形特征，结合地勘报告、施工记录等资料可分析判定被检桩的桩身完整性，包括桩身存在缺陷的部位、类型及其影响程度。反射波法的理论基础是一维线弹性杆波动理论，将基桩视为连续弹性的一维均质杆件，且不考虑桩周围土壤对沿桩身传播的影响。 对比此类深基坑独立柱与基桩，我们发现它们有以下共通点： （1）此类独立柱柱顶到基础承台面的长度，即柱长 L 普遍在 3.6m 以上，柱横截面长向即柱高 h 均在 700mm 以内，极限值的比例 L/h：3600/700=5.14，柱长与柱高的比例均在 5 倍以上，符合一维弹性杆波动理论的平截面假设。 （2）独立柱与基桩的材料性质基本相同，都是钢筋混凝土构件，且材料分布
10、接近均质，而混凝土材料对应力波衰减的影响很小。 （3）独立柱身在回填土完成后，与基桩的工作环境基本一样，都是埋藏于土中。 （4）独立柱与基础承台面交界处存在截面突变，构件整体刚度突然增大，通过反射波法检测能得出独立柱底反射波，分析柱底反射波的延时、波幅及波形特征，可对柱身长度范围可能存在的缺陷进行判断。 通过上述分析，我们认为：将此类独立柱视为一维线弹性杆，用检测基桩桩身结构完整性的反射波法来检测独立柱柱身质量情况，在理论上是可行的。 4.2 现场检测验证 在本区域早期施工的几个项目，我们使用反射波法检测独立柱身结构完整性，并对部分具有代表性的柱身缺陷类型检测完成后进行开挖检查对比验证。 B
11、商住楼基础回填土完成后，检测单位对 15 根基础柱实施反射波法检测，检测仪器采用欧美大地仪器设备有限公司生产的 PIT 桩身完整性测试仪。其检测结果见附表 1。 参考反射波法检测基桩桩身结构完整性的等级划分，结合此类柱身检测结果的特点，一般将柱身的完整性按四类划分。 类：柱身结构完整。 类：柱身基本完整或存在轻微缺陷，但柱身结构完整性基本不影响柱的正常使用。 类：柱身存在明显缺陷，应采取其它方法进一步抽查确定其可用性。 类：柱身存在严重缺陷或断裂。其中、类柱是检测中最常见最典型的柱身完整性类型。 对本例中的柱 A2、A4、B7、D3、D4、E2 共 6 根柱我们进行了开挖验证检查。其中 A2、
12、E2 柱柱身完整，A4 柱在距柱顶 2.4m 处有缺角，B7 柱在 2.5m 处有轻微裂缝，而 D3、D4 处在距柱顶 3.5 米即基础承台面附近已断裂。验证检查结果与检测报告反映吻合。 通过在几个项目中开挖验证检测结果，我们认为：反射波法检测深基坑独立柱柱身完整性是切实可行的，其对柱身混凝土缺陷的反映较为敏感，且操作简便，费用低廉。适宜作为此类柱身完整性检测的普查手段，但反射波法只能对缺陷的部位、损伤程度作大致的分析，无法确定缺陷的具体类型（蜂窝、孔洞、裂缝、断裂） ，因而还需要结合对质量有怀疑的柱身开挖检查，才能确定柱身的具体质量缺陷。而且根据一维线弹性波动理论，使用反射波法检测此类柱身的前提是柱面地基梁未施工。5、结束语 在本区域稍后期施工的工程项目中，凡执行了本文有关深基坑基础工程质量监督控制措施的项目，通过检测和现场检查，基本上杜绝了出现基础独立柱柱身断裂、移位等严重质量问题，消除了可能存在的严重质量隐患，为整个项目的工程质量保证奠定了坚实的基础，也实现了我们质监工作者的预期目标。
