郝世龙
（上海同济检测技术有限公司，上海 200092）
摘 要：上海市围护桩质量要求高，地质条件差，相对于工程桩而言更易被忽视，质量现状不容乐观。本文基于上海市围护桩检测实践，总结了本地区围护桩常见质量问题并分析了其原因，最后针对性的总结了检测要点。可为本地区围护桩检测过程中发现问题、找准问题提供参考。
关键词：围护桩；质量问题；检测要点
中图分类号：TU473.2 文献标志码：A
Frequently Emerging Quality Defects and Key Points in Testing of Retaining Piles in Shanghai
HAO Shi-long
( Shanghai Tongji Testing Technology Co.Ltd, Shanghai 200092, China)
Abstract: Given the geographical conditions of Shanghai area, there are many quality defects in retaining piles, which are often neglected by the construction contractors, compared to the engineering pile foundations. Besides, Shanghai local regulatory authority imposes stringent quality requirements on it. Based on long-term practice of conducting tests of these retaining piles in Shanghai, this article is about to summarize the most frequently incurred quality defects and analyze the reasons for such defects, along with the key points in conducting tests of these retaining piles in Shanghai area. Hope this will also provide a guideline for conducting quality test work on retaining piles in Shanghai area.
Key words: retaining pile; quality defects; key points in testing
0 引 言
上海市位于长江三角洲东南前缘，大部分地区工程地质条件较差。除小范围剥蚀残丘地貌（西南部松江、青浦以及金山的孤丘或岛屿）之外，其他覆盖上海市绝大部分的滨海平原地貌、湖沼平原地貌、河口砂嘴砂岛地貌、潮坪地带工程地质条件均较差，水系发达，软土较厚，浅部土层承载力低，本身不利于灌注桩的应用和质量保障。
上海工程建设用地紧张，市区趋于饱和，新建、扩建项目用地四周往往高楼林立，周边环境等级高，因此对围护结构要求高。一般采用800mm~1000mm的正循环钻孔灌注桩。工程实践中，围护桩由于不受竖向荷载，仅受水平荷载，排列紧密，又有冠梁及支撑体系的存在，相关从业者往往忽视围护桩的施工质量。从近年的检测实践来看，其施工质量不容乐观。总之，上海市围护桩质量现状是地质条件差，质量要求高，易被忽视。
1 围护桩常见质量问题分析
以下按施工工序总结其常见质量问题。
1.1 桩位偏差超限
根据《建筑地基基础工程施工质量验收标准》（GB50202-2018）[1]表7.2.6，灌注桩排桩（围护桩）的桩位偏差允许值为≤50mm。工程实践中围护桩桩位偏差超限问题往往不被重视，偏差有时达十几厘米，甚至桩边缘超出冠梁边线以外。
实际桩位偏差影响很大，桩位向基坑外侧方向凸出时则减小止水帷幕厚度进而影响止水效果；向基坑内侧方向凹进时则侵入主体结构界限，为保证主体结构正常实施，不得不对此类桩凿除、切割，将不可避免的破坏其完整性，进而影响整个围护体系的安全。根据有关文献，桩身局部破除后，纵向受力钢筋切断和桩身截面面积的减小将导致桩身正截面抗弯能力快速下降[2]。
桩位偏差超限原因系桩位放线定位工作粗糙，埋设护筒时未采用十字交叉法对桩位进行复位。
1.2 沉渣厚、有效桩长偏短
一方面，围护桩的施工较为粗糙，不重视清孔工作，二次清孔缺失，泥浆含沙量大，泥浆长时间不更新或不除砂，沉渣大量沉淀达1m以上；另一方面，为施工方便，节省吊车台班，混凝土灌注时使用方量不足的首灌料斗，导致首灌量不足，根本无法完全冲开孔底巨厚沉渣，最终导致有效桩长偏短。
1.3 钢筋笼质量问题
1.3.1 锚入冠梁钢筋长度和数量不足
围护桩纵向主筋锚入冠梁钢筋长度和数量不足问题也常被忽视，严重时将影响围护结构的整体性。
长度不足系钢筋笼下放时标高定位不准确，数量不足多为截桩头时锚入段主筋遭反复弯折在根部
断裂。
1.3.2 钢筋笼长度不足
围护桩主要受水平力，抵抗侧向土压力造成的弯矩，钢筋笼过短时可能影响其抗弯性能。原因系不同长度的分节钢筋笼串用或偷工减料。
1.3.3 接头质量问题
接头质量会影响围护桩的桩身正截面抗弯能。国内有相关模型试验研究[3]表明漏焊、焊缝不饱满等焊接的质量问题，会导致围护桩截面刚度发生折减，从而引起围护桩抗弯承载力严重不足，在焊缝处产生较大水平位移，从而在外界荷载未达到设计值时就提前开裂造成围护结构破坏。浙江杭州[3]、台州[4]等地的基坑坍塌事故中有发现围护桩接头处存在大范围箍筋缺失、漏焊、不饱满的现象，甚至围护桩折断位置正好位于钢筋笼焊接接头部位。
机械连接接头常见问题为钢筋从套筒内抽出，导致接头抗拉强度不合格，原因系加工质量粗糙，钢筋丝头加工尺寸与套筒内螺纹不匹配，见图1(a)。另外，套筒能承受的最大荷载小于钢筋最大拉力，导致套筒断裂的情况也偶有发现，原因为套筒抗拉强度不合格，见图1(b)。
搭接焊接头破坏形式多为试件热影响区脆断，见图1(c)。焊缝拉裂的破坏形式也偶有发现，见图1(d)。均系焊接工艺问题。
a b c d
图1 连接件的常见破坏形式
Fig. 1 Common destruction?forms?of the screwed fitting
1.4 桩身缺陷
1.4.1 缩颈
缩颈是上海地区软土地层常见弊病，严重时会造成钢筋笼下放困难。除软土地层本身流塑、软塑的工程性质外，钢筋笼安装下放和混凝土灌注等待时间过长、泥浆性能差失水量偏高也是重要因素。
低应变检测中表现为缩颈处时域信号同向反射，且往往有复现性。例如某工程多根围护桩在桩顶以下6.5m~7.5m附近有明显缺陷，结合勘察报告分析，该深度对应第③层灰色淤泥质粉质黏土，原因应系软土层缩颈导致相同深度的批量缺陷，见图2。
图2 软土层中缩颈缺陷复现的低应变实测曲线
Fig. 2 Low-strain test?curves of retaining piles in soft clay with necking defects
1.4.2 桩顶和桩底混凝土质量问题
桩顶混凝土松软、破碎问题主要原因是沉渣过厚且桩顶超灌量不足，截至设计标高后仍有浮浆。
低应变检测表现为首波畸变，浅部缺陷，见图3。
钻芯检测表现为桩顶混凝土芯样不连续，破碎、块状，采取率低，骨料不均匀甚至无骨料，强度低，如图4所示：该桩桩顶混凝土破碎且在0m~1.40m范围内无骨料。
图3 桩顶混凝土松软时低应变实测曲线
Fig.3 Low-strain test?curves of retaining piles with soft top
图4 桩顶混凝土破碎、无骨料的芯样照片
Fig. 4 Cracked retaining pile top without aggregate
桩底混凝土常见夹泥、离析，系沉渣过厚所致。
低应变检测时表现为桩底反射出现偏早，疑似桩长偏短，如图5。
钻芯检测时桩底附近芯样混凝土夹泥、离析，如图6。
图5 桩底缺陷低应变实测曲线
Fig. 5 Low-strain test?curve of retaining piles with defect toe
图6 桩底离析、夹泥的芯样照片
Fig. 6 Photo of pile toe with disintegration and mud
2 围护桩检测要点
目前上海市围护桩检测项目除原材料、连接件等常规送检之外，现场检测常规方法有：试成孔检测、成孔质量检测、低应变检测，验证类方法有：钻芯法检测、钢筋笼长度检测。超声波透射法因无规范明确要求，本地区围护桩中极为少见。
针对上述上海市围护桩常见质量问题，在检测和施工实践中应注意以下要点，针对性的采取措施。
2.1 试成孔检测和成孔质量检测要点
（1）关于围护桩成孔质量检测比例问题，设计有要求时应按设计要求，设计图纸无要求时，一般应参照上海市工程建设规范《建筑地基与基桩检测技术规程》（DG/TJ 08-218-2017）[5]3.2.8条之要求：一般工程成孔抽检数量不应少于总桩数的10%。试成孔检测数量应按上海市工程建设规范《基坑工程技术标准》（DG/TJ 08-61-2018）[6]9.3.12条之要求：根据工程规模和场地地质条件确定且不少于2个。
（2）试成孔检测应有代表性，试成孔的设计要求、施工工艺、孔径孔深应与后续大批量围护桩施工的相同，若有变化应重新进行试成孔检测。
（3）成孔质量检测必须在下钢筋笼之前进行，并在二次清孔之后检测沉渣厚度，检测合格后应立即进行混凝土的水下灌注；应保证成孔质量检测的随机性、均匀性，杜绝集中检测，确保检测覆盖基坑不同部位的围护桩。
（4）试成孔检测、成孔质量检测应密切关注软土层缩颈问题，起到为施工预警的作用。
2.2 低应变检测要点
（1）关于围护桩低应变法检测比例问题，应按上海市工程建设规范《基坑工程技术标准》（DG/TJ 08-61-2018）[6]9.3.20条之要求：不宜少于总桩数的20%且不得少于5根。当采用桩墙合一时，应按国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收标准》（GB50202-2018）[1]7.2.4条之要求：低应变法检测桩身完整性的检测数量应为总桩数的100%，采用声波透射法检测不应低于总桩数的10%且不应少于3根。
（2）检测前桩顶必须破除松散、破碎混凝土，在新鲜密实的断面上打磨传感器安装点和激振点，确保不受桩顶浮浆段干扰，确保采集到重复性良好的有代表性的信号。
（3）重点关注围护桩缩颈问题。检测前必须收集勘察资料，掌握场地软土层的埋深、层厚。当在软土层中相近的深度处多根桩有类似缺陷反射信号时，应怀疑其缩颈可能性，必要时可采用高应变法或开挖方式验证。
2.3 钻芯法检测要点
（1）钻具选择方面，当对桩身完整性或桩身混凝土强度存疑时，必须采用单动双管钻具，以提高岩芯采取率。钻杆宜优先选用Ф50钻杆并剔除弯曲钻杆，以确保钻孔垂直度。
（2）钻机选择方面，宜选择设计最大钻深不低于200m的钻机，避免“小马拉大车”的情况，可提高钻进效率，确保钻机稳定性，进而更好的确保钻孔垂直度。
（3）开钻之前、钻进过程中用水平尺校核主动钻杆垂直度和钻机平台水平度。
（4）缺陷处可辅以孔内摄像法探视，但应提前以清水充分洗孔洗去泥皮、钻屑，并沉淀至少12h。
（5）若仅对桩顶混凝土质量存疑，可采取桩顶取芯的方式，快速经济地检测桩顶混凝土强度。
2.4 钢筋笼长度检测
钢筋笼安装属于典型隐蔽工程，隐蔽后无法有效检测，仅能检测钢筋笼长度。一般对钢筋笼长度存疑时检测，目前多采用磁测井法。应注意以下几点。
（1）钻孔及埋管深度需超出桩底设计标高3m以上。
（2）优先选择钢筋笼内钻孔埋管，即与钻芯法检测结合；其次选择桩侧钻孔，桩侧钻孔时与桩边缘距离不应大于50cm。
3 结 论
围护桩的施工质量关键在于施工前的精心准备和施工过程中的质量把控。以下总结的常见质量问题和检测要点仅能为检测过程中发现问题、找准问题提供参考。
（1）上海市围护桩成孔环节常见质量问题有：桩位偏差超限严重、沉渣厚、有效桩长偏短。
（2）上海市围护桩成桩环节常见质量问题有：锚入冠梁钢筋长度和数量不足、钢筋笼长度不足、钢筋接头质量差、软土层桩身缩颈、桩顶混凝土不密实、桩底混凝土离析夹泥。
（3）试成孔检测应有代表性，成孔质量检测应保证均匀性随机性；低应变检测应确保检测时桩顶混凝土密实，并重点关注软土层缩颈问题；对桩长或完整性有疑义时应采取钻芯法检测验证，钻芯法检测应设法确保钻孔垂直度，有条件时可利用钻芯孔，辅以磁测井法钢筋笼长度检测、孔内摄像。
（4）围护桩质量关乎基坑安全，现场类检测目前相关规范只要求试成孔检测、成孔质量检测、低应变检测，无法深入全面的检测其施工质量。建议增加10%的超声波透射法检测、1%且不少于3根的钢筋笼长度检测，以抽查其桩长、钢筋笼长度。
参考文献：
[1]GB50202-2018, 建筑地基基础工程施工质量验收标准[S].
[2]丁晓军, 刘瑶, 雷明锋. 圆形钢筋混凝土桩局部破除后抗弯能力计算及应用[J]. 隧道建设（中英文）, 2019, 39（Sup.1）: 88.
[3]张逸. 围护桩钢筋笼焊接质量对基坑工程性状的影响[D]. 杭州: 浙江工业大学, 2020. 68-70, 72-73.
[4]刘健, 王敬康, 李海波.某深基坑局部坍塌事故原因分析与建议[J]. 建筑施工, 2017, 39（5）: 603-605.
[5]DG/TJ 08-2018-2017, 建筑地基与基桩检测技术规程[S].
[6]DG/TJ 08-61-2018, 基坑工程技术标准[S].
作者简介：
郝世龙（1989-）男，工学硕士，工程师，上海同济检测技术有限公司地基基础室副主任，从事地基基础检测、工程勘察。