灌注樁樁體質(zhì)量缺陷分析及處理技術(shù)

□孫保昆 □陳 鵬（淮陽(yáng)縣水利局）

□王東方（河南方正水利工程咨詢有限公司）

1.灌注樁發(fā)生質(zhì)量缺陷的原因

1.1 斷樁

一是，導(dǎo)管吊裝過(guò)程中，未準(zhǔn)確記錄導(dǎo)管節(jié)長(zhǎng)和次序及總長(zhǎng)，灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管被提出混凝土面；二是，導(dǎo)管灌注混凝土過(guò)程中脫落，薩班斯，混凝土間歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不能連續(xù)灌注；四是，由于導(dǎo)管被卡死在混凝土內(nèi)無(wú)法提升，而已灌注的混凝土開(kāi)始初凝，內(nèi)阻力逐漸加強(qiáng)；五是，因出現(xiàn)卡管現(xiàn)象，排除事故時(shí)間較長(zhǎng)，孔內(nèi)的混凝土面已凝固而無(wú)法進(jìn)行灌注；六是，泥漿過(guò)稠，增加了澆注混凝土的阻力；七是，灌注混凝土過(guò)程中，因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒?次下球；八是，混凝土攪拌時(shí)間極短等原因都會(huì)造成一些質(zhì)量缺陷。

1.2 夾泥層

一是，在進(jìn)行人工挖孔樁過(guò)程中，地下水豐富而未采取有效的水下混凝土灌注施工工藝，孔底沉渣太厚；二是，灌注混凝土過(guò)程中，因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒?次下球，造成泥漿流入；三是，導(dǎo)管埋得太深，拔出時(shí)底部已接近初凝，導(dǎo)管拔上后混凝土不能及時(shí)充填，造成泥漿填入。

2.診斷處理缺陷樁的方法

2.1 綜合分析資料，初步診斷

在充分分析靜力荷載試驗(yàn)、高（低）應(yīng)力應(yīng)變?cè)囼?yàn)、無(wú)損檢測(cè)（如超聲波透射資料、X射線資料）、工程地質(zhì)勘察資料、施工資料的基礎(chǔ)上，初步判斷缺陷樁準(zhǔn)確的病害位置及其類(lèi)型，在次基礎(chǔ)上確定首次處理方案。

2.2 樁體鉆孔取芯檢查，準(zhǔn)確分析，制定處理方案

對(duì)測(cè)樁資料經(jīng)過(guò)仔細(xì)認(rèn)真分析判斷出的確認(rèn)的缺陷樁體及缺陷深度的基礎(chǔ)上，在確定缺陷樁體上直接鉆取混凝土芯，取芯孔一般布置于樁體中心，孔深一般超過(guò)缺陷位置深度以下2.0m左右。對(duì)所取的混凝土芯要進(jìn)行認(rèn)真編錄，重點(diǎn)描述混凝土芯破碎特征、鉆芯的整體質(zhì)量情況。鉆進(jìn)過(guò)程中要準(zhǔn)確記錄鉆速、鉆壓突變、掉鉆、沖洗液變色、漏失、孔口反砂等異?，F(xiàn)象，以便準(zhǔn)確進(jìn)一步確定缺陷的深度、類(lèi)型，并重新確定每根樁詳細(xì)的處理方案。

2.3 施工洗井孔

每樁施工2個(gè)至數(shù)個(gè)洗井孔，鉆孔的傾斜率<1%。鉆機(jī)可采用小口徑金剛石鉆頭或合金鉆頭鉆機(jī)施工，雙管鉆進(jìn)成孔，開(kāi)孔口徑130mm，終孔不得﹤56mm。施工洗井孔的工藝流程為：放樣定位→吊放鉆機(jī)就位→開(kāi)孔鉆進(jìn)→下孔口套管→水泥砂漿固定→換徑鉆進(jìn)→鉆芯編錄→終孔成孔→驗(yàn)收合。

2.4 群孔沖洗法洗孔

采取用高壓泵與孔口管連接。洗孔時(shí)，從數(shù)孔中選一孔編號(hào)為甲孔作為進(jìn)水孔，從數(shù)孔中再選一孔編號(hào)為乙孔作為出水孔，其余孔全部封閉。洗井孔沖洗，使未凝膠結(jié)物、泥砂從出水孔沖出，然后再向出水孔壓水沖洗，從進(jìn)水孔沖出，直至所有注漿孔之間都能相互貫通，病害部位的松散物、泥漿、泥砂等被沖洗干凈，沖洗干凈的標(biāo)準(zhǔn)為各孔噴出的水都為清水為止。

2.5 高壓灌漿

一是，選甲孔作為灌漿孔，其余孔作為溢漿孔。先從甲孔進(jìn)行低壓濃漿灌注，起灌壓力宜為0.8MPa，緩慢加壓至1.2MPa,直到各返漿孔返出純水泥漿液，置換孔內(nèi)的水和空氣；二是，在各溢漿孔孔口設(shè)置密封壓蓋，使?jié){液不能上溢外出；三是，在灌漿管出漿口裝逆止閥，防止?jié){液外流；四是，進(jìn)行高壓灌漿，灌漿壓力一般2～3MPa，在預(yù)定最大設(shè)計(jì)壓力下，灌漿段的吸漿量≤0.4L/min,再持續(xù)灌注30min即可結(jié)束灌漿。群孔灌漿，其結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)考慮一次灌注的總段長(zhǎng)等因素確定，直至灌入預(yù)定的有效漿量。

2.6 確保灌漿效果的措施

首先，確保灌漿量。應(yīng)統(tǒng)計(jì)灌入漿液體積，實(shí)際注漿量應(yīng)大于理論計(jì)算量的2.6倍以上。其次，盡量減少樁體周?chē)皾{。在一定的灌漿壓力下樁體周?chē)鷺O易冒漿?？上扔盟?水玻璃液灌入樁四周淺部，以封閉上部樁體周?chē)粒俨捎锰岣邼{液濃度和間隔注漿的辦法，反復(fù)幾次，確保樁體周?chē)鷿B透預(yù)定的有效漿量。第三，杜絕孔底漏漿。某些樁底巖石裂隙或巖溶發(fā)育，應(yīng)采用水泥-水玻璃漿液先封孔底裂隙，然后再灌漿。以上所述3點(diǎn)是確保灌漿效果必不可少的有效措施。

3.處理效果檢驗(yàn)

灌注樁樁體質(zhì)量缺陷經(jīng)治理后，可用鉆孔取芯方法檢查樁身完整性；對(duì)其混凝土芯樣進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，評(píng)定混凝土強(qiáng)度；也可用高、低應(yīng)力應(yīng)變和超聲波投射法及反射波法等方法對(duì)樁身進(jìn)行檢測(cè)。

4.工程實(shí)例

某省某公路交通大橋0號(hào)橋臺(tái)樁的樁徑為1500mm。根據(jù)測(cè)樁結(jié)果，該樁16m左右存在質(zhì)量問(wèn)題，該工程項(xiàng)目部委托某檢測(cè)中心進(jìn)行診斷處理。并依據(jù)測(cè)樁結(jié)果和其相關(guān)資料按上述方法進(jìn)行了診斷分析。經(jīng)鉆探取芯結(jié)果分析表明：0.00～13.80m為正常段，14.00～16.8m為異常段，其中14.90～15.80m進(jìn)尺很快，有落鉆現(xiàn)象，孔口退泥漿水，判斷該段為灌注樁樁體斷樁處。直接在樁體上施工了5個(gè)灌漿孔，其中樁中心1個(gè)孔，另外4個(gè)孔沿ф1000mm圓周均勻布置，孔深17.80m，孔徑76mm。然后用群孔清洗法洗凈斷樁處的松散物及泥漿。再按先低壓（<0.8MPa）、后高壓（2～3MPa）的順序向孔內(nèi)灌入水灰比0.45～0.5的膨脹型漿液，并適時(shí)正確安裝密閉壓蓋和逆止閥，在保證注漿泵壓力前提下注滿注足。初凝后、終凝前進(jìn)行補(bǔ)灌，補(bǔ)灌壓力﹥2.5MPa。在預(yù)定最大設(shè)計(jì)壓力下，其結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)考慮了一次灌注的總段長(zhǎng)等因素確定為：灌漿段的吸漿量≤0.4L/min,屏漿30min即可結(jié)束灌漿。該樁共灌注漿量2.788m3，超過(guò)鉆孔體積。后經(jīng)重新測(cè)樁驗(yàn)證，樁體質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐證明在樁體上直接鉆孔-群孔沖洗-高壓灌漿方法處理灌注樁的斷樁、混凝土嚴(yán)重離析及松散、樁底沉渣厚等質(zhì)量缺陷是切實(shí)可行的和行之有效的；及時(shí)收集施工過(guò)程中的相關(guān)技術(shù)信息和采取相應(yīng)的檢測(cè)手段及方法，提高施工水平，對(duì)提高樁體缺陷處理準(zhǔn)確率，準(zhǔn)確、快速的確定處理方案，保證有效灌漿量，確保樁體質(zhì)量缺陷處理效果，是首選條件和必要條件。只有深知灌注樁樁體發(fā)生質(zhì)量缺陷的原因、位置和類(lèi)型，才能制定出更切合實(shí)際的行之有效的處理方案，以至于達(dá)到最為理想的處理效果。