缩略图

地基基础工程质量监督中的常见问题与防控措施

作者

何宇

湖南省邵阳县建没工程质量监督站 422100

引言

建筑施工体系中,地基工程具有重要的奠基作用。如何更好地开展地基工程建设,减少工程实施过程中可能存在的风险,成为了相关工作者必须面对的问题。在这一背景下,对地基工程施工技术展开体系研究,能够有效提升建筑工程整体的稳定与安全,减少相关事故发生的可能性,从而确保施工人员安全,提高建筑施工展开效率。

一、沉降问题监督

(一)不均沉降成因

地基土质量问题是建筑基础施工中常见的质量问题之一。常见的地基土质量问题包括土壤承载力不足、土质不均匀、土壤沉降等。这些问题如果得不到及时的处理和控制,将会给建筑物的安全性产生严重的隐患。复杂地质条件下,土层分布不均、土质差异显著,如粘土地质受雨水浸泡后含水量骤变,引发局部土体强度降低,导致沉降差异。地下水位季节性波动或人为排水干预,破坏土体原有应力平衡,加速沉降发展。基础设计与施工环节中,基础类型选择不当、构造差异过大,或未严格执行规范要求,易使荷载传递不均,形成沉降差。

(二)动态监测防控

基于物联网的传感器网络能实时采集沉降加速度、倾斜度等关键数据,借助 BIM 技术构建三维沉降模型以直观展现地基变形趋势,高灵敏电子陀螺倾斜仪按 20 分钟的采集频率对特级监测点开展高频次监测,保障微小形变被尽早发现 [1]。运用 AI 算法对监测数据进行深度分析,构建沉降预测模型来提前预判风险趋势,监测数据触发预警阈值时即刻启动托换加固、注浆补强等应急措施,同时根据监测反馈优化施工方案,形成“监测 - 分析 - 决策 -处置”的闭环管理体系,切实降低不均匀沉降带来的危害。

二、承载力弱监管

(一)软土场地难题

软土场地因具高含水量、低孔隙比、高压缩性和低抗剪强度等特性,给地基基础工程质量监督带来严峻挑战,其特殊流变力学性质使土体在施工荷载下易发生触变破坏,造成地基承载力急剧下降甚至整体失稳,沿海地区常见的流塑状软土地层中,土体结构性强,常规地基处理方法易扰动土颗粒结构,导致孔隙水压力骤升、土体强度骤降,使基础沉降速率失控。有机质含量高的软土区域,因微生物分解作用让土体性质随时间动态变化,进一步加大地基稳定性风险,地质勘察阶段若未准确识别软土分层特征和地下水渗透规律,或设计阶段未针对性优化基础形式,很容易造成基础与土体力学性能不匹配,引发不均匀沉降、基础倾斜等质量问题,施工过程中,沉桩设备振动、基坑降水不当等因素,也可能诱发软土侧向位移,威胁临近结构安全,凸显软土场地质量监督的复杂性与艰巨性。

(二)分级处理策略

应对软土场地复杂特性,分级处理策略是提升地基质量监督效能关键,按软土层厚度、物理力学指标和建筑物荷载需求,处理方案分三个等级:软土层较薄( ⩽3 米)、承载力要求低的工程采用轻度处理,运用换填级配砂石、铺设土工合成材料等浅层加固技术增强土体整体性提升地基承载力;针对中等厚度(3-8 米)软土层实施中度处理,采用真空预压联合排水板工艺,借孔隙水压力监测系统实时调控排水速率加速土体固结;深厚软土( >8 米)及高荷载建筑进行重度处理,通过高强度 PHC 管桩穿透软土层达持力层,配合智能压桩系统动态控制贯入度与终压力确保桩基承载力达标。施工时引入 BIM 技术模拟优化地基处理方案,用物联网设备实时采集沉降、位移数据,经AI 算法预测处理效果并动态调整施工参数,建立软土地基质量追溯体系,将勘察数据、处理工艺、监测记录等信息纳入数字化管理平台,实现全过程可追溯、可评估,有力保障软土地基工程质量与安全。

三、地质灾害防控

(一)岩溶塌陷治理

在石灰岩、白云岩等可溶性岩石广泛分布区域,受地下水长期溶蚀影响,地下易形成溶洞、土洞等隐蔽空腔,给地基基础工程质量监督带来巨大挑战,这些隐蔽空腔如同地基中的“定时炸弹”,当上部结构荷载超过土体承载极限时,极易引发突发性塌陷,严重威胁建筑结构安全,临江产业园施工中,直径超 2 米的溶洞导致支模架体系失稳,暴露出地质勘察不充分、风险预判不足等问题,凸显岩溶地区地基处理的复杂性与严峻性。应对岩溶塌陷问题,需构建“探测 - 评估 - 处置”全链条质量监督机制。探测环节,综合运用三维探地雷达、高密度电法、微动探测等技术,对地下 30 米深度进行网格化扫描,精准识别空腔位置、规模及发育形态,为后续治理提供详实数据支撑,评估阶段,基于 BIM 技术建立地质三维模型,结合上部结构荷载分布,采用有限元分析方法计算塌陷风险等级,科学制定治理方案,处置过程中,针对高风险区域,采用钢筋混凝土支柱网支护,通过植筋、注浆等工艺增强洞壁稳定性;在基础设计阶段预留沉降补偿空间,优化基础形式与布局,提高结构抗塌陷能力,引入物联网智能监测系统,在地基关键部位布设位移传感器、应力传感器等设备,实时采集地基变形数据,运用AI 算法对数据进行深度分析,预测塌陷发展趋势。

(二)冻土融沉应对

当基底埋深未达设计要求或缺乏保温措施时,夏季地温升高会使冻土融化,土体体积收缩引发不均匀沉降,严重时导致建筑物倾斜、开裂,威胁结构安全,这种因温度变化引起的土体物理力学性质改变,具有隐蔽性强、危害滞后的特点,对工程全生命周期质量监督提出更高要求 [3]。应对冻土融沉需坚持“预防为主、综合治理”原则,设计阶段,需系统收集不少于 10 年的区域最大冻结记录,将基底埋深准确设置在永久冻层底限以下 250 毫米,同时选用架空通风基础、热棒制冷等主动降温技术,从源头维持冻土稳定性,施工过程中,严格管控热源使用,防止机械设备散热加剧冻土融化,并采用螺旋钻、静压桩等非侵入式工艺,减少对冻土的扰动,质量监督环节深度融合新技术,通过光纤传感技术实时监测冻土温度场变化,结合气象数据构建融沉预警模型,实现风险的早期识别,针对已发生融沉的区域,综合运用注浆加固、换填隔热材料等补救措施,并部署智能温控系统动态调节地基温度,形成覆盖设计、施工、运维全流程的动态防控体系,将冻土工程规范要求深度融入各环节监督,确保基础工程满足抗融沉标准,有效提升冻土区域地基基础工程质量与耐久性。

四、防水失效监督

(一)渗漏原因剖析

防水混凝土配合比控制偏离是核心隐患,就像掺合料比例超出许可范围,引起混凝土抗渗能力急剧降低,氯离子渗透通量突破安全临界值,推动钢筋锈蚀加速进而引发结构裂缝,部分防水材质的质量不达标,耐久性未达应有水平,因长期受地下水侵蚀,易发生老化、开裂现象。防水构造安排不合理成了渗漏的潜在诱因,地下室底板和外剪力墙的交接处、变形缝等部位,若未设有效防水节点,再或者排水盲沟坡度设计未达要求,易致使积水不能迅速排出,水压形成后把防水层突破,对地下水位变化状况、周边环境侵蚀性等因素思考不全面,也会使防水系统适应能力变弱。施工期间的不规范操作会直接增大渗漏隐患,防水卷材铺贴时,搭接宽度未达要求、粘结不紧实,也或是基层平整度未处理好,都容易形成渗水的通路;

浇筑混凝土期间振捣不密实、施工缝处理不到位,容易引发蜂窝、麻面之类的缺陷,后期运维的缺失同样不可忽视掉,长时间未对排水系统实施清理维护,造成排水受阻,进一步增大了防水体系的承载负荷。

(二)多层防护体系

从材料防护这个维度,采用双层反应粘结型高分子卷材作为主要的防水层,其与混凝土基层形成满粘密封局面,可靠阻断地下水的渗透路径,内置智能化灌浆管道,实时跟踪监测接缝张开度,若出现细小裂缝之际,能利用灌浆管注入弹性密封材料实现修复。在地下室底板跟外剪力墙交接部位增设五道遇水膨胀的密封胶阻隔带,遇水后体积开始膨胀,形成严实的封堵,增进节点的防水效果,从构造防护角度看,提升排水系统设计的水平,把排水盲沟的坡度调节到有利于排水的合适数值,保障积水快速排净 [4]。配置两套可实现自启动的大功率抽水系统,形成双套冗余布局,一旦水位触及预设阈值,即刻自动启动排水,减少地下水位针对防水层的压力,基础结构设计这个阶段,提升防水混凝土抗渗等级,同时采用像后浇带、加强带这样的技术手段,遏制混凝土收缩裂缝的生成。智能化防控阶段,采用物联网相关技术,在防水关键部位安置湿度与水压传感器,即时采集防水系统运转数据,采用 AI算法对数据做分析,预想渗漏风险走向,只要监测出异常,马上触发预警信号,构建防水质量数字化管控体系平台,把监测信息、材料检测数据跟施工记录整合,做到全生命周期可回溯管理,保证多层防护体系持久有效运作,从根源处攻克地下结构渗漏难关。

五、施工环节管控

(一)桩基质量监督

勘察阶段,地质勘探密度不足或数据偏差易造成桩基持力层判断失误,埋下承载力不足隐患,设计环节,桩型选择与参数计算需精准匹配地质条件,像软土区域若未采用穿透性强的 PHC 管桩,或桩长、桩径设计未充分考虑上部荷载,都可能引发沉降超限问题,施工过程是桩基质量监督的关键所在。桩身垂直度偏差超过规范要求会改变受力方向,致使单桩承载力下降;桩身断面变形、缩颈等缺陷则会削弱结构整体性。沉桩时压桩力控制不当容易造成桩底未达设计标高或桩身破坏。质量监督需运用智能监测设备,如借助北斗定位系统实时校准桩位偏差,通过液压传感器动态监测压桩力变化,确保施工参数符合设计要求,对于灌注桩,要严格控制混凝土灌注速度与充盈系数,避免出现断桩、夹泥等问题,同时通过超声波检测、低应变法对桩身完整性进行全覆盖检测,实现质量问题早发现、早处置,验收阶段,依据《建筑基桩检测技术规范》,结合静载试验数据与施工记录,建立桩基质量评估数据库,为后续工程提供参考。

(二)混凝土浇筑把控

配合比设计环节,需根据工程环境与荷载要求精确计算水泥、骨料、外加剂用量,严格把控水灰比,防止因强度不足或收缩裂缝影响结构性能,施工过程中,浇筑速度过快易造成振捣不密实,形成蜂窝、孔洞;分层浇筑高度不当会产生冷缝,削弱结构整体性。智能浇筑技术的应用是提升质量的关键,利用自动化布料机控制浇筑速度与范围,结合振动传感器实时监测振捣效果,保障混凝土均匀密实。大体积混凝土浇筑容易产生水化热,导致温度裂缝,需通过埋设测温元件构建三维温度场监测系统,依据实时数据调整冷却水管流量与通水时间,将内外温差控制在安全范围 [5]。新型养护技术也需同步应用,例如纳米涂层养护膜可实现自动保水,减少人工养护疏漏;装配式基础构件采用蒸汽养护工艺,在缩短养护周期的同时提升强度增长稳定性,质量监督需建立全过程可追溯体系,对原材料进场检验、浇筑过程数据、养护记录进行数字化管理,确保混凝土浇筑质量符合高标准要求。

(三)防水工艺规范

材料选用严格遵循国标要求,优先采用复合型防水材料,如自粘聚合物改性沥青防水卷材与反应粘结型高分子膜复合使用,形成刚柔相济的双重防护层,材料进场时,通过光谱分析、拉伸强度测试等手段开展多维度检测,杜绝劣质材料流入施工现场。节点处理是防水工艺的核心环节。地下室底板与外墙交接处采用“U 型槽 + 止水钢板 + 密封胶”组合构造,保障转角部位防水连续性;变形缝设置中埋式止水带与外贴式防水卷材,搭配阻排水系统,防止水压集中突破,施工标准严格依照《地下工程防水技术规范》,基层处理要求平整度误差⩽2mm ,阴阳角做半径 50mm 圆弧处理,为防水层提供稳固基础。防水层施工采用机械固定与满粘法结合工艺,借助红外热成像仪检测搭接部位粘结质量,确保无空鼓、翘边现象,建立防水质量责任追溯制度,对施工班组、监理人员进行二维码实名标注,将工艺规范执行情况纳入绩效考核,形成质量监督长效机制,切实提升基础工程防水性能。

结语

地基基础工程质量监督直接关系建筑安全与使用寿命,针对不均匀沉降、承载力不足、地质灾害、防水失效及施工环节等常见问题,需综合运用动态监测、分级处理、智能防控等技术手段。通过构建全流程质量监督体系,融合物联网、AI 等新技术,严格落实规范标准,强化过程管控,能够有效降低质量风险,保障地基基础工程的稳定性与耐久性,为建筑工程安全运行奠定坚实基础。

参考文献

[1] 王峰 , 祝恩珍 , 潘志辉 . 基于岩土工程勘察的地基基础设计优化研究 [J]. 全面腐蚀控制 ,2024,38(11):90-92.

[2] 安 徽 省 建 筑 工 程 质 量 第 二 监 督 检 测 站 地 基 基 础 检 测 研 究 所 [J]. 安 徽 建筑 ,2021,28(09):297-298.

[3] 王棋 . 建筑施工中地基基础工程的施工技术处理措施研究 [J]. 居舍 ,2021,(24):67-68.

[4] 杜群 . 地基基础工程施工技术探析 [J]. 建材发展导向 ,2021,19(16):168-169.

[5] 王亚凯 . 房屋建筑施工中地基基础工程的施工技术处理措施 [J]. 居舍 ,2021,(12):32-33.

作者简介:何宇(1967.12-),男,汉族,湖南省邵阳县,专科,工程师,研究方向:工程质量建设安全监督