復(fù)合注漿法在大直徑鉆孔灌注樁加固中的應(yīng)用

于建國

1 工程概況

廣州郵件處理中心工程是廣東省重點(diǎn)工程,其基礎(chǔ)采用嵌巖鉆孔灌注樁,樁徑分別為φ 800,φ 1 000,φ 1 300,單樁承載力設(shè)計(jì)值φ 800 為 3 000 kN,φ 1 000為 5 500 kN,φ 1 300 為 8 000 kN 。 場(chǎng)地內(nèi)溶(土)洞發(fā)育,是場(chǎng)地的主要不良現(xiàn)象,影響鉆孔灌注樁的質(zhì)量,尤其是影響樁底持力層的承載力?；鶚妒┕み^程中發(fā)現(xiàn)多處溶洞,且溶洞體積大,并產(chǎn)生塌孔埋鉆現(xiàn)象,基樁施工完成后進(jìn)行了大小應(yīng)變檢測(cè),發(fā)現(xiàn)多條樁有樁身明顯缺陷和樁底軟弱現(xiàn)象,為保證基樁的整體質(zhì)量,需在對(duì)各缺陷樁進(jìn)行抽芯校核的基礎(chǔ)上確定每條缺陷樁的加固方案。

2 工程地質(zhì)情況

根據(jù)該場(chǎng)地地質(zhì)勘察報(bào)告和超前鉆報(bào)告,其地層情況概述如下:

①人工素填土(Qml):灰黃、灰黑色,由砂土、碎石、粉質(zhì)黏土堆積而成,稍濕,松散狀。厚度多在1.10 m～4.00 m,平均2.27 m,標(biāo)貫試驗(yàn)7次,擊數(shù)6.6擊～18.8擊,平均10.8擊。②第四系沖積土(Qml4):根據(jù)土性組合可劃分為黏土(粉質(zhì)黏土),礫砂2個(gè)土性層。③第四系殘積土(Qel):根據(jù)土性組合可劃分為粉質(zhì)黏土、黏土層,含角礫、碎石粉質(zhì)黏土、粉土層2個(gè)土性層。第四系殘積土在近巖面處由于地下徑流及溶洞的影響,局部發(fā)育土洞,土質(zhì)松軟。④中上石炭統(tǒng)壺天群微風(fēng)化灰?guī)r(C2+3ht):揭露厚度3.00 m～8.50 m,溶蝕裂隙和溶洞發(fā)育。⑤下石炭統(tǒng)梓門橋組灰?guī)r(C1dz):強(qiáng)風(fēng)化巖帶:頂面埋深8.30 m～28.10 m,厚度0.90 m～8.80 m,平均3.98 m,標(biāo)貫擊數(shù)58.9擊;中風(fēng)化巖帶:頂面埋深16.20 m～59.90 m,厚度0.70 m～6.90 m,平均 3.56 m;微風(fēng)化巖帶:頂面埋深15.10 m～61.70 m,厚度1.45 m～7.40 m,部分鉆孔發(fā)現(xiàn)溶洞。

3 樁基質(zhì)量情況檢測(cè)

根據(jù)基樁各次大、小應(yīng)變結(jié)果確定缺陷樁總計(jì)72條,其中樁底軟弱(包括樁身存在缺陷)的樁36條,僅有樁身明顯缺陷的樁36條。其中樁底軟弱的樁高應(yīng)變動(dòng)測(cè)檢測(cè)出承載力遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)要求,有代表性的樁基檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

表1 樁底軟弱的樁高應(yīng)變動(dòng)測(cè)結(jié)果表

從檢測(cè)結(jié)果可知,該批樁基需要對(duì)樁底軟弱層、樁身缺陷處進(jìn)行加固后,其承載力才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求;對(duì)于僅有樁身缺陷的樁也需進(jìn)行加固處理,才能保證其樁身完整性,達(dá)到承載力設(shè)計(jì)值的要求。

4 樁基加固方案的確定

1)進(jìn)行鉆孔抽芯校核。

對(duì)動(dòng)測(cè)樁底軟弱的樁進(jìn)行抽芯檢驗(yàn),以確定樁底質(zhì)量情況,并且抽芯鉆孔為加固樁底提供通道。對(duì)樁徑為800 mm的樁各鉆一孔,鉆孔孔深到樁底微風(fēng)化持力層5.0 m;對(duì)樁徑為1 000 mm,1 300 mm的樁鉆兩孔,其中1孔鉆孔孔深到樁底微風(fēng)化持力層5.0 m,另一孔到樁底微風(fēng)化持力層0.5 m。若鉆孔中發(fā)現(xiàn)樁底軟弱持力層連續(xù)厚度超過3.5 m,則重點(diǎn)加固。

2)采用復(fù)合注漿技術(shù)加固樁底。

對(duì)動(dòng)測(cè)樁底軟弱的Ⅲ類樁及鉆孔抽芯確認(rèn)樁底持力層達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的動(dòng)測(cè)樁底軟弱的Ⅱ類樁,采用復(fù)合注漿技術(shù)加固樁底。根據(jù)抽芯校核結(jié)果,分別制定各缺陷樁的具體加固方案。

加固方法為:先采用高壓旋噴注漿加固,待加固體有一定強(qiáng)度后,再進(jìn)行靜壓注漿。靜壓注漿一方面可以填充由于旋噴樁體收縮而造成的旋噴加固體與工程樁之間的空隙,還可以通過較高的注漿壓力劈裂旋噴加固,產(chǎn)生脈狀或樹根狀加固體,進(jìn)一步提高樁基的承載能力,另外對(duì)于本工程還可以填充一些未填滿的溶洞。

3)加固技術(shù)保證措施。

a.復(fù)合注漿應(yīng)嚴(yán)格按預(yù)定技術(shù)方案進(jìn)行,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,同時(shí)應(yīng)視具體情況,作出方案調(diào)整,如發(fā)現(xiàn)大量漏漿,則采用雙液注漿使水泥漿速凝的方法堵塞漏漿通道,待水泥漿達(dá)到強(qiáng)度后再進(jìn)行注漿。b.多孔處理時(shí),應(yīng)先施工完成一孔后,再進(jìn)行鉆孔、注漿等下一孔的處理。c.由于高壓旋噴加固方法本身的特性,一定要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間再進(jìn)行靜壓灌漿,只有完成這一步,才能算完成整個(gè)復(fù)合注漿工法,才能保證加固效果。d.施工期間,及時(shí)進(jìn)行抽查,檢驗(yàn)旋噴注漿效果。e.加固效果檢查可采用靜載荷試驗(yàn)或高應(yīng)變動(dòng)測(cè)的方法進(jìn)行檢測(cè)。

5 樁基加固效果檢測(cè)

由于樁底軟弱的缺陷樁經(jīng)大應(yīng)變檢測(cè)達(dá)不到承載力設(shè)計(jì)值,而僅存在樁身缺陷的樁基對(duì)承載力的影響較小,因此對(duì)于樁底軟弱的缺陷樁的加固效果采用大應(yīng)變方法進(jìn)行檢測(cè)其承載力設(shè)計(jì)值是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,而對(duì)于僅存在樁身缺陷的樁的加固效果則采用小應(yīng)變檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè),對(duì)比加固前后的波形是否有改善,其質(zhì)量等級(jí)是否有改善。

各缺陷樁的高應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果、低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果如表2,表3所示。

表2 加固樁低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果

表3 加固樁高應(yīng)變動(dòng)測(cè)結(jié)果

從低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果可知:僅存在樁身缺陷的樁經(jīng)過加固后小應(yīng)變波形均有所改善,樁的質(zhì)量等級(jí)得到提高。從高應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果可知:樁底軟弱的缺陷樁經(jīng)過加固后其承載力全部達(dá)到設(shè)計(jì)值。

6 結(jié)語

1)工程應(yīng)用結(jié)果表明,復(fù)合注漿法在處理樁身有缺陷、樁底持力層未達(dá)到設(shè)計(jì)要求、樁底溶洞等樁基質(zhì)量問題時(shí)具有良好的加固效果,而且可大幅度降低工程成本,值得在國內(nèi)大力推廣應(yīng)用。2)在采用復(fù)合注漿法對(duì)缺陷樁基進(jìn)行加固時(shí),應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和采用大、小應(yīng)變等檢測(cè)手段對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè)的基礎(chǔ)上,采用最優(yōu)化的方案對(duì)缺陷樁基進(jìn)行加固處理。

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