鉆孔灌注樁局部缺陷便捷補救措施探索

曹正杰

(中鐵十七局集團第四工程有限公司，重慶 400000)

0 引言

鉆孔灌注樁施工具有噪聲小、入土深、管徑大、相互干擾少、適用范圍廣、承載能力強、施工技術(shù)成熟等特點，當前已被廣泛應(yīng)用于各類橋梁、房屋等大型建筑物的基礎(chǔ)工程，取得了良好效果。但因灌注樁混凝土是在泥漿中施工完成的，因此其成樁質(zhì)量往往會因為工人技能、機械故障、混凝土供應(yīng)的因素而受到泥漿的影響，缺陷樁還是時有發(fā)生。施工中，當成樁質(zhì)量無法達到設(shè)計要求時，采取何種措施處理或補救使之既能滿足要求又能減少損失，就顯得尤為重要了。

本文將結(jié)合山西臨吉高速公路鄂河特大橋鉆孔灌注樁施工經(jīng)驗，重點介紹一下本項目缺陷樁處理的成功做法，希望為鉆孔灌注樁局部缺陷便捷補救措施提供有益探索。

1 工程概況及樁基施工情況

鄂河特大橋位于臨吉高速公路鄉(xiāng)寧縣境內(nèi)，左線全長1297m，右線全長1247m。全橋下部結(jié)構(gòu)橋臺采用柱式臺、樁基礎(chǔ)，樁基238根，共5736m，絕大部分采用鉆孔灌注樁施工，樁基直徑有1.5m，1.8m 兩種，單根樁長12m ～35m，根據(jù)橋位處的地質(zhì)情況，采用沖擊反循環(huán)鉆機成孔。

2010年6月18日，橋梁隊在進行24號墩2號樁基施工時，混凝土罐車出現(xiàn)故障，拖延灌注時間約30min，操作工人趁現(xiàn)場技術(shù)員處理其他問題時，私自將該車混凝土加水后灌入樁內(nèi)，且灌注過程中導(dǎo)管埋入混凝土的深度小于1m，后經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)人員測量發(fā)現(xiàn)，令其改正，并完成灌注。

該樁檢測情況:

1)小應(yīng)變檢測。

樁基頂面以下9.3m～9.8m范圍內(nèi)部分斷面反射波特征異常，檢測結(jié)論判定為Ⅲ類樁，這是本橋施工過程中出現(xiàn)的首根Ⅲ類樁。

2)取芯檢測。

24號墩2號樁頂以下9.3m～9.8m范圍內(nèi)樁基完整性較差，局部混凝土存在離析、松散現(xiàn)象，并夾有泥。取芯檢測結(jié)果與小應(yīng)變檢測結(jié)果基本一致。

2 樁基處理方案選擇

為了確保橋梁使用安全，樁基處理后必須滿足最基本的安全功能要求，其承載能力、抗彎強度、抗剪強度均不得低于設(shè)計值。為了實現(xiàn)這一目標，項目部對處理該樁的幾種方案進行了比選，具體如下:

1)鑿除樁身缺陷以上部位混凝土，重新接長澆筑。

該方案的優(yōu)點:處理比較徹底，可完全保證樁基質(zhì)量符合設(shè)計要求。

該方案的缺點:a.由于入巖較深，缺陷部位在巖層以下4m處，因此鑿除混凝土難度較大，人工工日多，施工周期長;b.接樁時必須采用干澆法施工，而該樁位于圍巖裂隙帶上，水系發(fā)育，涌水明顯，給干澆法施工帶來了很大困難，不利于方案的實施;c.處理費用高。

2)在樁間補樁。

該方案的優(yōu)點:處理徹底，從根本上解決問題，可完全保證樁基質(zhì)量符合設(shè)計要求。

該方案的缺點:a.需要重新進行樁位設(shè)計，手續(xù)繁瑣;b.施工時需要重新搭設(shè)鉆孔平臺，重新施工多根樁，處理工期長;c.相當于報廢一根樁，重新加樁，處理成本極高。

3)樁身內(nèi)部壓漿補強。

該方法主要措施是通過高壓水清洗問題部位，將夾雜泥砂沖離，再用高壓注入一定比例的水泥漿填充缺陷部位，實現(xiàn)在缺陷樁自身的基礎(chǔ)上直接補強加固。

該方案的優(yōu)點:程序簡單，操作便捷，施工所用壓漿機、攪拌機、取芯機等設(shè)備齊全，整個過程用時短，對工程進度影響小，強度上升快，質(zhì)量有保障。

該方案的缺點:對缺陷部位判定要求高，認定要準，否則難以達到效果，費時費力。

根據(jù)對以上三種方案綜合比較以及取芯情況，項目部決定采用方案3進行處理，探索一個便捷、經(jīng)濟的途徑。

3 缺陷樁補救方案實施

3.1 壓漿孔的布置

根據(jù)檢測報告，缺陷部位在24號墩2號樁頂以下9.3m～9.8m范圍內(nèi)，缺陷長度約為0.5m，大體處在樁基中部。為了確保壓漿后樁體的完整性，在樁頂對應(yīng)兩聲測管的直線上等間距40cm鉆取3個φ100mm取芯孔;其中一個在樁的正中心位置，其余兩個分列兩側(cè)，鉆孔深度以穿越缺陷部位底端約150cm為宜，中間的為主壓漿管，其余兩個作為副壓漿管。

3.2 注漿管的埋設(shè)

封閉孔口的封閉板采用直徑100mm、厚6mm的圓形鋼板制作，并在封閉板相應(yīng)部位加工2個圓孔，分別將注漿管和排氣管穿過，在封閉板與“兩管”接縫處滿焊，焊縫高度控制在不小于10mm范圍內(nèi)，且必須保證焊接牢固。保證在高壓注漿過程中加固材料不外滲，并有足夠的強度抵御高強壓力。壓漿口和排氣孔均配置了手動開關(guān)閘閥，且與高壓儀表相連，以便及時檢測孔內(nèi)壓力值，見圖1。

3.3 高壓注水清孔

首先將清潔水通過高壓泵自注漿管內(nèi)泵入，將孔內(nèi)沉積的巖屑、殘渣、泥質(zhì)渾濁水等從管外壁與樁壁間隙排出，利用任一孔的孔口管壓入清水，壓力最大可控制在4.0mPa，清洗各壓漿孔，使細小粉塵從其他壓漿孔排出，使孔道貫通為一體;施工中，當孔口返水由渾濁逐漸變清澈后，即可封閉孔口，完成高壓注水清孔，見圖2。

3.4 注漿材料制作

注漿材料采用42.5普通硅酸鹽水泥配制的水泥漿液，水灰比控制在0.4～0.5之間，另外摻入4%的三乙醇氨早強劑，縮短凝固時間。

3.5 高壓注漿

按下述順序進行后續(xù)注漿孔的注漿工作:注漿前先將孔口封閉，然后將高壓膠管與加工有絲扣的注漿管緊密連接，注漿時開啟閥門，達到終灌標準時即關(guān)閉閥門、拆卸高壓膠管。在注漿前先進行壓水試驗，以檢驗3個注漿孔的貫通情況，之后用自吸泵把樁基內(nèi)清水吸出，隨即先泵入稀水泥漿置換出孔內(nèi)的殘留清水和空氣。

1)利用梁場壓漿設(shè)備為孔道壓漿，最大灌漿壓強可達15mPa，水泥漿采用灰漿攪拌機攪拌。

2)壓漿材料采用42.5號普通硅酸鹽水泥，水泥經(jīng)過濾篩過濾后放入灰漿機內(nèi)，拌制水泥凈漿。為加大漿液流動性和提高壓漿效果，摻加高效減水劑，經(jīng)試驗確定，水泥漿液配合比采用0.8∶1和0.4∶1兩種。

3)第一次選擇中間注漿孔壓注0.8∶1的水泥稀漿，逐孔替換出孔內(nèi)及孔隙中的殘留清水和空氣，待孔口返出0.8∶1的水泥漿液時，即暫停壓漿。

4)第二次仍選擇中間注漿孔壓注0.4∶1的水泥濃漿，壓漿時先打開各孔口管頂部的排氣閘閥，當孔口溢出同等濃度的漿液時停止壓漿，然后關(guān)閉閘閥，并逐漸提高壓強到4.0mPa，穩(wěn)壓5min～10min，壓漿工作暫停。

5)第三次、第四次選擇另兩個副注漿管，重復(fù)第二次注漿過程。

6)整個壓漿過程應(yīng)連續(xù)進行，施工過程中應(yīng)記錄壓入水泥漿的數(shù)量、壓力表讀數(shù)和壓注時間，并制作水泥漿試件，以驗證處理效果。

7)壓漿過程中應(yīng)特別注意保護原有聲測管，注漿之前應(yīng)把原有聲測管道內(nèi)注入清水，并把管口封住防止?jié){液滲入管道或從管口流入堵塞管道，注漿之后3 h應(yīng)對聲測管進行疏通，避免影響檢測。

3.6 處理效果

在對24號墩2號樁實施高壓注漿處理15d后，業(yè)主檢測中心對缺陷樁基進行了驗收檢測，發(fā)現(xiàn)該樁原缺陷部位聲波反射情況明顯好轉(zhuǎn)，無異?，F(xiàn)象，初步判定為Ⅰ類樁，檢測結(jié)論為合格。

4 結(jié)語

該樁基采用高壓注漿補強樁身離析缺陷，方法正確，效果明顯，處理后樁身質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范要求。在成本費用方面，樁基經(jīng)過補強加固處理僅發(fā)生各類費用約3 300元(包括鉆孔、水泥、人工、耗電等)，相比于另外兩種處理方法，費用已大大降低。當然，壓漿補強也不是萬能靈藥，要具體看樁基是什么樣的缺陷，還要看當?shù)氐牡貙訔l件如何，只有因地制宜，合理選擇處理措施才能達到預(yù)期效果。

[1]湯衛(wèi)華.鉆孔灌注樁樁底后注漿在高層建筑中的應(yīng)用[J].山西建筑，2011，37(10):55-56.