某大直徑灌注樁的聲波透射法檢測及補強加固處理

高衛(wèi)國

摘要：本文結合工作實例，介紹了基樁聲波透射法的檢測方法及對缺陷進行處理的成功經(jīng)驗。

關鍵詞：基樁 聲波透射法 注漿

1 前言

目前，基樁樁身砼完整性的檢測方法主要有反射波法、聲波透射法及鉆芯法等，聲波透射法將換能器置于預埋在樁中的檢測管內，通過換能器的上下移動，可實現(xiàn)全樁長各剖面連續(xù)檢測，因此探測結果可靠性高，且不受樁長、樁徑及成樁時空孔深度的影響，廣泛應用于對樁身砼完整性要求高卻常常存在空孔的基樁樁身砼完整性的檢測，如橋梁工程等。本文即是聲波透射法檢測橋梁橋墩大直徑灌注樁樁身砼完整性的應用實例，不僅準確可靠地檢出樁身缺陷的嚴重程度及其分布，經(jīng)鉆芯驗證，再利用鉆芯孔作為通道，對缺陷進行補強加固處理，取得了滿意的效果。

2 基樁聲波透射法檢測

2.1 檢測方法

該跨海橋梁工程主橋采用單塔斜拉大跨結構，造型優(yōu)美，其橋墩樁基采用16根大直徑灌注樁，樁徑Φ2.5m，樁長約38m，采用水下C35砼澆筑。每根樁沿樁周成900角布置4根檢測管，檢測以兩管為一組進行兩兩對側，共檢測6剖面，綜合每剖面測得的聲學參數(shù)及PSD判據(jù)進行計算分析，發(fā)現(xiàn)聲學參數(shù)異常部位再進行斜測、交叉斜測、扇形掃測等，以推定缺陷的位置及其分布范圍。

2.2 檢測結果

檢測發(fā)現(xiàn)16號樁在兩個深度區(qū)域存在不同分布范圍的缺陷。

核查16號樁的施工資料，其砼設計方量約192m3，灌注過程雖較為正常，但灌注結束時發(fā)現(xiàn)砼灌注方量比設計方量少3m3左右。結合地勘資料，推定上述不同深度范圍樁身存在因塌孔夾泥砂或離析的缺陷。

2.3 鉆芯驗證

為驗證檢測結果，并考慮日后可以利用鉆芯孔作為對樁身缺陷進行高壓注漿處理的通道，根據(jù)超聲檢測推定的缺陷范圍選擇4處部位進行鉆芯檢測驗證，鉆芯結果與檢測結果完全吻合。

3 缺陷補強加固處理

3.1處理方法

采用高壓水旋噴切割、氣舉排渣、高壓注壓漿法，即利用高壓泵產(chǎn)生高壓水噴射流，對缺陷段進行高壓水旋噴切割清洗，再采用氣舉法將被切割剝落的泥砂排出，形成缺陷段內的“空體”，然后再高壓注壓漿，向“空體”內注壓入高濃度水泥漿液，經(jīng)填充凝固以達到補強的目的。

3.2處理流程

鉆孔抽芯→高壓水旋噴及氣舉清理→自檢及監(jiān)理檢查→孔口管埋設→水泥漿液配置→高壓注壓漿→補壓漿及穩(wěn)壓→水泥漿凝固硬化→孔口管拆除

3.3處理步驟

①、高壓水旋噴及氣舉清理

利用鉆孔取芯的孔位，進行高壓水旋噴切割、氣舉清渣。高壓清水經(jīng)噴射器產(chǎn)生高壓射流，清水在高速旋轉的情況下，其壓力加大，對各缺陷段采用自下而上，自上而下反復切割清洗；清渣時詳細查看渣樣情況，判斷周邊孔壁是否破壞以調整旋噴壓力，保證清理效果。清渣初期從孔內排出較多水泥砂礫和碎石，之后水逐漸變清，因而判定切割清洗及排渣效果良好。每個缺陷部位均有兩個鉆芯孔，通過對各個孔位的切割清洗，使同缺陷部位的兩孔相互連通，不僅驗證了缺陷范圍，而且對注漿非常有利。

②、埋設孔口管。

樁頂面孔口周圍鑿毛，各鉆芯孔均埋入2根Φ32mm鋼管，一根伸入孔口3m，另一根伸入缺陷部位， 并用水泥砂漿封堵牢固（孔口3m，注意管孔不能堵塞），要求其在承受強度達到3MPa時不泄漏，管頂需高出樁頂0.3m～0.5m，并裝好閥門開關以作為穩(wěn)壓之用。

③、水泥漿液配置。

水泥凈漿強度按40 MPa配制，水灰比為0.5～0.6，摻入適量膨脹劑、減水劑和緩凝劑，水泥漿的密度大于1.9g/cm3。此配方的水泥漿液膨脹效果好，與壁周緊密粘合，確保缺陷段壓漿處理后漿液自身及與原樁身混凝土緊密結合。水泥漿充分攪拌均勻，并經(jīng)過篩網(wǎng)過濾，以防堵孔。

④、高壓注漿置換

各孔分別進行自下而上高壓旋噴注漿，用水泥漿液置換出原缺陷段的清水和尚未被排出的碎屑。注漿時出漿孔開關全部打開，待出漿孔返出的水泥漿與注入的水泥漿相同（現(xiàn)場檢測以密度作為衡量指標），且不再排出碎屑等雜物時，即關閉出漿孔開關憋漿。

⑤、孔口補壓漿（靜壓注漿）。

在壓漿孔的外套管安裝壓漿嘴，從外套管與注漿管的間隙補壓水泥漿，以不斷填滿因漿液可能沉縮而出現(xiàn)的空隙，通過補壓漿，使缺陷部分的“空體”更加飽滿密實，保持壓力為2.0MPa，穩(wěn)壓30 min后壓漿過程完畢，補強結束。壓漿工作結束后，靜壓注漿在漿液終凝前需進行2～3次灌注。

4結語

①、聲波透射法檢測灌注樁樁身砼完整性，因其各剖面連續(xù)檢測，可準確發(fā)現(xiàn)缺陷并推定其分布范圍，為缺陷處理提供可靠依據(jù)。

②、利用鉆芯驗證孔，可對缺陷進行高壓注漿處理，提供了一條大直徑灌注樁樁身砼局部缺陷補強加固處理的經(jīng)濟便捷的途徑。

③、高壓旋噴注漿處理經(jīng)驗：鉆孔過程必須不斷校正鉆機主軸垂直度，保證鉆孔垂直度<1%；旋噴參數(shù)：旋噴壓力（20～30） MPa，旋噴速度18 r/min，提升速度15 cm/min，排量（60～70） L/min。

補強處理后，工程竣工至今，樁基安然無恙，右圖為該橋雄姿。

參考文獻：

1、《樁基工程手冊》 中國建筑工業(yè)出版社。