淺談某工程沖孔灌注樁質(zhì)量缺陷處理技術(shù)

秦輝虎

(中鐵二局集團(tuán)建筑有限公司，四川成都610031)

1 沖孔灌注樁質(zhì)量缺陷處理技術(shù)概述

沖孔灌注樁因承載力高，適用性好等特點(diǎn)，應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。在施工過程中，由于施工管理不到位、操作人員素質(zhì)參差不齊和地質(zhì)復(fù)雜等種種因素，容易出現(xiàn)樁身離析、樁身夾泥、樁底沉渣和樁底持力層遇軟弱夾層等質(zhì)量缺陷。處理這些質(zhì)量缺陷的方案有接樁、補(bǔ)樁、補(bǔ)強(qiáng)、擴(kuò)大承臺等方法，經(jīng)過對加固工期、成本和質(zhì)量缺陷的具體情況分析對比，沖孔灌注樁質(zhì)量缺陷采用二重(氣壓、水壓)高壓旋噴鉆機(jī)，通過高壓清洗、切割缺陷部位的離析、夾泥混凝土、樁底沉渣和持力層的軟弱夾層，再下注漿管、填充細(xì)石、封孔、高壓注入復(fù)合注漿液，使缺陷部位形成整體，經(jīng)小應(yīng)變、鉆芯、靜載三項(xiàng)檢測驗(yàn)證，既能滿足設(shè)計(jì)要求，又能滿足工期要求，同時(shí)又能降低加固成本。

2 福建某工程概況

福建某工程5號樓、6號樓、7號樓、9號樓主樓沖孔灌注樁共472根，樁徑900、1 000、1 100、1 200 mm四種，單樁設(shè)計(jì)承載力依次為5 000、5 600、6 300、7 100 kN，樁身設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度C35P6。在進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)樁基沉降量超標(biāo)，不符合設(shè)計(jì)要求，為查明承載力不足原因，對其472根沖孔灌注樁全部進(jìn)行鉆芯檢測。鉆芯結(jié)果顯示承載力不足主要是因?yàn)闃兜壮猎^厚及樁底離析，其次為樁身離析、夾泥。

該工程共處理質(zhì)量缺陷樁13根，具體分布詳見表1。

表1 福建某工程沖孔灌注樁工程樁質(zhì)量缺陷統(tǒng)計(jì)

3 質(zhì)量缺陷處理施工方案比選

沖孔灌注樁根據(jù)發(fā)生質(zhì)量缺陷的不同情況，補(bǔ)強(qiáng)的方案有接樁、補(bǔ)樁、補(bǔ)強(qiáng)、擴(kuò)大承臺等較多方法。結(jié)合本工程實(shí)際，經(jīng)過對加固工期、成本和質(zhì)量缺陷的具體情況分析對比，處理該工程質(zhì)量缺陷施工方案采用：二重(氣壓、水壓)高壓旋噴鉆機(jī)，通過高壓清洗、切割缺陷部位的離析、夾泥混凝土、樁底沉渣和持力層的軟弱夾層，再下注漿管、填充細(xì)石、封孔、高壓注入復(fù)合注漿液，使缺陷部位形成整體，并經(jīng)小應(yīng)變、鉆芯、靜載三項(xiàng)檢測驗(yàn)證，滿足設(shè)計(jì)要求。

施工工藝流程見圖1。

圖1 缺陷樁處理施工工藝流程

4 操作要點(diǎn)

4.1 鉆孔

(1)樁徑<φ1 200的樁，布置1個(gè)注漿加固孔；

(2)樁徑為≥φ1 200的樁，布置2個(gè)注漿加固孔。

注漿孔可以利用已有的取芯孔，不足設(shè)計(jì)要求的應(yīng)增加鉆孔。鉆孔采用地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行，鉆頭選用φ110金鋼石鉆頭，鉆孔直徑不應(yīng)小于φ110。所有的鉆孔深度均應(yīng)進(jìn)入缺陷段底部以下不少于800 mm。為保證工程處理質(zhì)量，可根據(jù)樁身、樁底缺陷程度和部位情況適當(dāng)增加鉆孔。根據(jù)鉆芯結(jié)果，做好每一根樁缺陷段部位的缺陷程度、深度及在具體樁位分布記錄，為后續(xù)洗孔、下注漿管、注漿先后順序提供判別依據(jù)。

4.2 洗孔

采用二重管高壓旋噴設(shè)備對樁身、樁底缺陷段進(jìn)行高壓洗孔，洗孔時(shí)，采用自來水，水壓力不低于20 MPa，最高達(dá)30 MPa，氣壓0.2～0.5 MPa，提升速度為6 cm/min，在缺陷段中進(jìn)行多次反復(fù)清洗，每個(gè)鉆孔清洗時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場而定，以洗至孔口返出的水由混濁變?yōu)檩^清的水為準(zhǔn)(允許含有砂粒)或樁底采用清洗鉆機(jī)的鉆桿下至樁底記錄樁底至樁頂?shù)你@桿長度，30 min后再次下鉆機(jī)鉆桿至樁底，當(dāng)前后兩次的樁底至樁頂長度無變化時(shí)，即為樁底清洗合格。洗孔范圍為缺陷段上下300 mm范圍或樁底沉渣底部以下500 mm為準(zhǔn)。

4.3 注漿管制作、埋管

花管制作：每根注漿管底部0.5 m范圍內(nèi)加工成花管(也稱注漿器)，即在該段鉆3～4對共6～8個(gè)小孔，孔徑為φ6～φ8 mm，相互交錯(cuò)布置，孔口毛刺應(yīng)鋼銼或角磨機(jī)磨平?；ü苋L用膠布纏繞密封，再用膠皮、鉛絲包裹扎實(shí)。

注漿管埋設(shè)：每根樁的注漿孔全部清洗后即可埋管，根據(jù)樁身缺陷部位、數(shù)量及缺陷程度埋設(shè)一根或多根DN32注漿花管(僅樁底有缺陷時(shí)埋設(shè)1根注漿管；樁身有缺陷時(shí)，在缺陷位置增設(shè)1根注漿管；當(dāng)缺陷段超過1 m時(shí)，應(yīng)在缺陷段每間隔1 m埋設(shè)注漿管，每個(gè)鉆芯孔預(yù)埋注漿管的數(shù)量不大于3根，當(dāng)缺陷段(樁身斷樁、樁底沉渣)較長超過1.5 m時(shí)還要增設(shè)鉆孔)。埋設(shè)最深的注漿管應(yīng)下至注漿加固段以下300～500 mm為準(zhǔn)，每個(gè)孔同時(shí)埋設(shè)一根長度為1.0～1.5 m的DN32短注漿管(返漿管)。

4.4 填孔

洗孔后應(yīng)及時(shí)埋設(shè)注漿管，并在孔底至封孔段底部整個(gè)范圍內(nèi)填入5～10 mm粒徑的碎石礫料，采用附著式振搗器與注漿管捆綁開啟振搗器時(shí)分多次投入骨料，直至骨料填充至樁頂以下600 mm處穩(wěn)定不再下沉。

4.5 封孔

采用水泥砂漿進(jìn)行封孔，封閉厚度不小于600 mm，封閉水泥漿的水灰比為0.6∶1，并摻入0.05%的三乙醇胺早強(qiáng)劑。

4.6 注漿

(1)注漿材料及配合比：采用復(fù)合水泥漿，水泥采用P.O52.5R普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.6～0.7∶1，水泥漿中應(yīng)摻入0.05%的三乙醇胺早強(qiáng)劑，2%的TW3高效早強(qiáng)減水劑，0.01%的鋁粉膨脹劑和8%的活性硅粉。

(2)注漿壓力：3.0～6.0 MPa。

(3)注漿液制備:在制備漿液攪拌桶上部設(shè)置網(wǎng)目6.4×6.4篩分器，依次加入水泥、注水、硅粉、外加劑充分?jǐn)嚢?，每盤水泥漿攪拌1～3 min。然后從制備漿液攪拌桶末端設(shè)置6.4×6.4篩分器盛入注漿攪拌桶。

(4)注漿量：根據(jù)圖紙交底時(shí)要求，詳見表2。

表2 鋼筋混凝土灌注樁注漿統(tǒng)計(jì)量表

(5)注漿順序：注漿處理順序，應(yīng)先對缺陷較大的樁位及密集部位的樁先行注漿。首先通過最底部注漿花管進(jìn)行樁底注漿，注漿時(shí)，返漿管的管口流出純水泥漿時(shí)，即可將返漿管關(guān)閉，當(dāng)所有返漿管關(guān)閉后，加壓注漿，當(dāng)注漿壓力提高到3.0 MPa或以上，吸漿量下降即可終止注漿。當(dāng)可灌性較好時(shí)應(yīng)采用間歇注漿，間隔時(shí)間為30 min。

(6)注漿應(yīng)對同一根樁的各注漿導(dǎo)管由深部至淺部依次實(shí)施注漿。

(7)注漿原則：以可注入為準(zhǔn)，盡可能采用濃漿，采用“注注停停”的間歇注漿方式，有利于定量水泥漿留駐樁底，提高樁底持力層承載力。

(8)注漿終止條件：①注漿量和注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求；②注漿總量達(dá)到設(shè)計(jì)值75%，且注漿壓力達(dá)到或超過設(shè)計(jì)值；③樁周冒漿；滿足以上條件之一時(shí)就可結(jié)束注漿。

(9)注漿過程中在注漿攪拌桶中隨機(jī)抽樣制備試塊，試塊分三種試塊，分別是純水泥漿液試塊、砂礫盛入試模中澆入注漿液試塊(凈漿)、砂礫充分?jǐn)嚢枳{液試塊，同時(shí)三種試塊分別制作標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)(一組)和模擬樁基潮濕環(huán)境同條件(兩組)兩種試塊。

5 質(zhì)量控制

(1)開工前詳細(xì)了解施工方案設(shè)計(jì)的有關(guān)技術(shù)要求和工藝參數(shù)，做好技術(shù)交底工作。嚴(yán)格按方案設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工。

(2)根據(jù)鉆芯檢測結(jié)果，應(yīng)認(rèn)真區(qū)分每一根樁的缺陷程度、部位、數(shù)量，同時(shí)每一棟樓缺陷樁的分布，原則上一棟樓缺陷樁的清洗順序依次為樁位最深、缺陷最大的樁及周邊相鄰樁先行清洗，缺陷較大的樁清洗完成后經(jīng)驗(yàn)收合格方可進(jìn)行下一道工序，并立即組織下注漿管。

(3)二重管高壓旋噴洗孔是補(bǔ)強(qiáng)加固的關(guān)鍵工序。通過高壓水沖刷、切割，不但可將缺陷段的泥質(zhì)或樁底沉渣洗凈，擴(kuò)大加固范圍，還可提高漿液的可灌性及固結(jié)體的質(zhì)量，提高置換率,使注漿后的樁身完整性及樁基承載力得到進(jìn)一步的提高。要進(jìn)行反復(fù)、多次清洗，嚴(yán)格以孔口返回清水為止(允許含有砂粒)或樁底采用清洗鉆機(jī)的鉆桿下至樁底記錄樁底至樁頂?shù)你@桿長度，30 min后再次下鉆機(jī)鉆桿至樁底，當(dāng)前后兩次的樁底至樁頂長度無變化時(shí)，即為樁底清洗合格的標(biāo)準(zhǔn)。

(4)漿液制作：嚴(yán)格按配合比準(zhǔn)確下料，是確保注漿效果的關(guān)鍵，因?yàn)闈{液加入鋁粉膨脹劑可提高注漿體的密實(shí)度，而漿液加入活性硅粉可以提高水泥漿固結(jié)體的抗壓強(qiáng)度，漿液原材投入前和盛入注漿攪拌桶前均應(yīng)篩分，以免堵塞注漿管路。

(5)注漿前，應(yīng)按照洗孔順序中的要求，先對樁位最深、缺陷較大的樁及缺陷樁位相對集中的片區(qū)進(jìn)行先行注漿，注漿前先對注漿管進(jìn)行疏通清洗，同一樁位不同深部的缺陷應(yīng)由深部至淺部缺陷依次注漿。注漿過程不能隨意注漿。

(6)注漿：嚴(yán)格執(zhí)行注漿標(biāo)準(zhǔn)：①終壓大于初壓0.5 MPa以上；②吸漿量下降；③達(dá)到設(shè)計(jì)注入量；④間歇時(shí)間≥注漿時(shí)間。過程應(yīng)密切關(guān)注注漿部位樁及相鄰樁的樁位注漿液溢流及上浮情況，以便對改樁進(jìn)行往復(fù)多次注漿依據(jù)。

(7)注漿過程中應(yīng)隨機(jī)取樣純水及漿液試塊(凈漿)、砂礫盛入試模中澆入注漿液試塊、砂礫充分?jǐn)嚢枳{液試塊。為后期驗(yàn)證工程處理后樁身凈漿、混凝土強(qiáng)度評定及單樁承載力檢測齡期提供依據(jù)。

(8)注漿作業(yè)是一種隱蔽工程，必須及時(shí)、準(zhǔn)確地做好現(xiàn)場施工記錄；注漿作業(yè)時(shí)應(yīng)有建設(shè)單位、監(jiān)理單位等有關(guān)人員在場監(jiān)督與指導(dǎo)。注漿時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際，及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，注漿應(yīng)進(jìn)行動態(tài)調(diào)控。

(9)實(shí)行工序管理：以質(zhì)量管理為中心，按前述的工藝流程，對各道工序?qū)嵭匈|(zhì)量控制，按現(xiàn)行施工規(guī)范嚴(yán)格把關(guān)，實(shí)行事先指導(dǎo)，中間檢查，事后驗(yàn)收的“三環(huán)管理”，尤其對高壓水洗孔、制漿、噴漿、注漿等主要工序進(jìn)行強(qiáng)化管理。推行全面質(zhì)量過程管理控制，并及時(shí)配合建設(shè)單位、現(xiàn)場監(jiān)理做好隱蔽工程的旁站見證。

6 處理效果

通過小應(yīng)變、鉆芯、靜載三項(xiàng)檢測驗(yàn)證，處理完成的樁全部滿足設(shè)計(jì)要求。

目前，5、6、7、9號樓主體結(jié)構(gòu)施工至6層，沉降觀測報(bào)告顯示各單位工程沉降均勻，沉降量僅1～3 mm。

7 安全措施

(1)施工前必須對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底及入場安全教育工作。每日上班前為工人做班前安全教育工作。嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程，堅(jiān)持持證上崗制度?，F(xiàn)場工作人員必須堅(jiān)守崗位，不準(zhǔn)串崗。

(2)現(xiàn)場設(shè)置專職安全檢查員在施工前和施工中進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

(3)施工用電按照J(rèn)GJ 46-2005《施工現(xiàn)場臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》要求編制臨時(shí)用電施工組織設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格執(zhí)行。

(4)機(jī)械設(shè)備操作人員對機(jī)械的傳動裝置、制動裝置進(jìn)行日常檢查和保養(yǎng)。每臺班開工前及收工后，及時(shí)檢查樁機(jī)配電箱、電纜、卷揚(yáng)機(jī)、鋼絲繩及連接處等部位，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，并作好交接手續(xù)。樁機(jī)的螺絲、銷扣要每周普檢一次，如有松動、損壞、不靈要及時(shí)修復(fù)或更換。

(5)高壓泵司機(jī)和鉆機(jī)司機(jī)、漿液攪拌組要密切聯(lián)系配合協(xié)作，一但某部發(fā)生故障，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系停泵、停機(jī)，及時(shí)排除故障，維修好后方可繼續(xù)作業(yè)。

8 結(jié)束語

福建某工程沖孔灌注樁質(zhì)量缺陷處理技術(shù)，既滿足了設(shè)計(jì)和技術(shù)要求，又滿足了工期要求，有效地縮短了加固處理工期，保證了工程質(zhì)量及安全，降底了樁基加固成本，值得推廣和應(yīng)用。

[1] GB 50202-2002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S]

[2] JGJ 55-2011普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S]

[3] GB 50119-2003混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S]

[4] 福建省DBJ 13-77-2006混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程(建設(shè)部備案號：J 10892-2006)[S]

[5] 福建省DBJ 13-28-1999基樁鉆芯檢測技術(shù)規(guī)程[S]