淺論基樁缺陷加固補(bǔ)強(qiáng)處理方法的可行性

林雯

廈門合誠工程檢測有限公司（361000）

淺論基樁缺陷加固補(bǔ)強(qiáng)處理方法的可行性

林雯

廈門合誠工程檢測有限公司（361000）

在交通工程施工中，橋梁樁基的完整性和使用可靠性，是橋梁下部結(jié)構(gòu)極為重要的一項(xiàng)主要指標(biāo)。針對(duì)樁身存在缺陷明顯的基樁，應(yīng)做重新沖孔補(bǔ)打樁處理，但往往會(huì)影響工程的進(jìn)度。因此，對(duì)樁身存在缺陷的基樁，進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的加固處理方法，使得基樁仍可使用，在工程中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

基樁檢測；樁身缺陷；加固處理方案；復(fù)檢

1　基樁的樁身缺陷類別

樁身缺陷是在一定程度上使樁身完整性惡化，引起樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性降低，出現(xiàn)樁身斷裂、裂縫、縮頸、夾泥（雜物）、空洞、蜂窩、松散等不良現(xiàn)象的統(tǒng)稱。

2　樁身缺陷形成的原因和存在部位

樁身缺陷的產(chǎn)生往往是在灌注混凝土?xí)r操作不當(dāng)或是成孔質(zhì)量不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致的，缺陷的位置也可能存在于樁身的各部位，涵蓋了樁身的上、中、下部。

3　基樁的加固補(bǔ)強(qiáng)處理方案設(shè)計(jì)

合理的注漿設(shè)計(jì)是注漿的前提，為了使樁體的注漿加固補(bǔ)強(qiáng)施工合理有效，應(yīng)對(duì)樁身缺陷的類型和存在部位仔細(xì)分析，結(jié)合基樁的巖層地質(zhì)狀況、地下水條件和周圍的環(huán)境條件等各方面因素，進(jìn)行綜合的分析判斷，科學(xué)配置注漿漿液，確定注漿壓力等參數(shù)。

3.1壓漿加固補(bǔ)強(qiáng)的主要原理與目的

利用樁身的取芯鉆孔，對(duì)混凝土樁身進(jìn)行封閉式的壓注純水泥漿液，令樁身的缺陷部位重新進(jìn)行膠結(jié)，提高該部位的受力強(qiáng)度，致使與膠結(jié)完好的混凝土形成一個(gè)受力整體，加強(qiáng)樁身完整強(qiáng)度。

3.2加固補(bǔ)強(qiáng)主要材料

水泥漿：使用P.O42.5R優(yōu)質(zhì)早強(qiáng)型硅酸鹽水泥與清水配制而成，水灰比范圍為0.50～0.60。碎石：骨料粒徑范圍為1～2cm。外加劑：膨脹劑，摻量0.05% ～0.1%。

3.3施工工藝

3.3.1注漿鉆孔

根據(jù)現(xiàn)場檢測情況及處理技術(shù)要求，利用檢測時(shí)所成的鉆孔及補(bǔ)強(qiáng)取芯鉆孔進(jìn)行高壓注漿處理；當(dāng)樁徑大于2m的處理樁鉆孔數(shù)應(yīng)為5個(gè)，鉆孔應(yīng)均勻分布。取芯鉆孔時(shí)應(yīng)詳細(xì)記錄，以便更準(zhǔn)確的為注漿施工提供依據(jù)。

3.3.2鉆孔高壓注漿

采用雙液調(diào)速高壓注漿泵，進(jìn)行鉆孔注漿。相關(guān)主要參數(shù)如下：噴射最大壓力一般不小于2～3 MPa，最大注漿壓力為5MPa；泵量20～50L/min。

3.3.3高壓水洗孔

鉆孔完畢后，利用大流量水對(duì)所成的鉆孔進(jìn)行全孔上下反復(fù)沖洗，把樁身內(nèi)殘留的巖粉、泥質(zhì)、沉渣等雜質(zhì)沖出孔外，待孔內(nèi)返水由濁變清時(shí)，再對(duì)另一個(gè)鉆內(nèi)進(jìn)行沖洗。大流量水沖洗完畢后，在樁身缺陷位置放下噴射器，對(duì)缺陷段上下反復(fù)進(jìn)行高壓水旋轉(zhuǎn)噴射，沖洗應(yīng)滿足水由濁變清且持續(xù)沖洗一定時(shí)間，才結(jié)束清洗。如同一根樁有多個(gè)鉆孔，應(yīng)逐個(gè)鉆孔進(jìn)行清洗。一孔高壓清洗而有另一孔有水溢出時(shí)，可認(rèn)定缺陷部位已打通，可換另一個(gè)鉆孔高壓清洗。鉆孔間互通后，壓入的水由濁變清時(shí)，可結(jié)束清洗工作。

洗孔的目的是將孔內(nèi)泥砂、雜物、碎屑及成孔過程中殘留的巖粉等雜質(zhì)沖出孔外，致使缺陷位置能互通，提高水泥素漿的滲透性能及新老混凝土的交接能力。

3.3.4下注漿管、回填碎石

每個(gè)鉆孔內(nèi)下兩根注漿管，其中一根直通管，一根為花管?；ü苈裨O(shè)位置為樁身缺陷位置或樁底沉渣位置，直通管埋深5m位置且在上部管口安置止?jié){閥，然后進(jìn)行回填細(xì)石骨料，回填至距孔口3m時(shí)，停止回填碎石，改用自拌混凝土回填封孔。

嚴(yán)格地按細(xì)石混凝土的要求，往鉆孔中下碎石，碎石要用清水清洗，粒徑范圍為1～2cm。回填碎石應(yīng)遵循逐根逐孔完成，在回填中應(yīng)盡可能使其密實(shí)。

3.3.5注漿施工

注漿施工前應(yīng)先進(jìn)行壓水試驗(yàn)，壓水試驗(yàn)?zāi)康氖菣z查注漿系統(tǒng)和設(shè)備完好率。壓水試驗(yàn)測試合格后，方可進(jìn)行樁身缺陷或樁底沉渣處高壓注漿。

樁身缺陷高壓注漿加固補(bǔ)強(qiáng)施工：待封孔結(jié)束8～10h后再用埋至缺陷位置的花管進(jìn)行注漿，注漿為高壓注漿，注漿壓力及漿液濃度應(yīng)按逐漸提高的過程，流量可調(diào)小至20L/min，進(jìn)行小流量注漿。注漿時(shí)，第一根直通管溢出水泥漿液，且水泥漿液濃度與注入時(shí)水泥漿液濃度一致，可關(guān)閉止?jié){閥，繼續(xù)加壓注漿，當(dāng)出現(xiàn)注漿漿液從孔口、樁周溢出時(shí)應(yīng)停止注漿；如未出現(xiàn)以上現(xiàn)象，以注漿壓力2～3MPa且最大注漿壓力不大于5MPa，持續(xù)注漿時(shí)間為30 min為終止注漿標(biāo)準(zhǔn)。樁身缺陷注漿應(yīng)遵循逐根逐孔順序完成。注漿完畢將注漿管留于孔中不作回收。

通過對(duì)樁底缺陷處的高壓注漿加固補(bǔ)強(qiáng)后，使水泥漿液對(duì)缺陷部位進(jìn)行高壓擠壓，排出內(nèi)部的空氣和水，致使水泥漿液充分充填于缺陷處碎礫石及回填碎石的空隙中，提高缺陷處水泥強(qiáng)度，從而提高樁身承載力。

3.4施工工藝流程圖

圖1　工藝流程圖

4　工程實(shí)例對(duì)比分析

1）某高速公路工地，某大橋的3-2#基樁，設(shè)計(jì)樁徑為2000mm，樁長為20.8m，成樁類型為嵌巖樁。采用超聲波法檢測樁身完整性，并用低應(yīng)變法檢測樁端持力層情況。檢測結(jié)果表明，樁身在距樁底約40cm左右處，超聲波波幅、波速異常，低應(yīng)變的應(yīng)力波曲線在接近樁底處也出現(xiàn)了同向反射波（見圖2）。懷疑該樁的樁身下部存在缺陷，建議采用鉆芯法驗(yàn)證。暫對(duì)該樁鉆取一孔芯樣，鉆芯結(jié)果顯示，在樁身20.44m處，樁身混凝土離析嚴(yán)重，但持力層仍符合設(shè)計(jì)要求。經(jīng)現(xiàn)場甲方、施工方、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等四方研究決定，擬對(duì)3-2#基樁采用注漿加固補(bǔ)強(qiáng)處理，并要求保護(hù)好聲測管，以備檢測單位進(jìn)行復(fù)測。

圖2　低應(yīng)變的應(yīng)力波曲線

3-2#基樁經(jīng)過注漿加固補(bǔ)強(qiáng)處理，待水泥凈漿齡期滿足28d后，通知同一家檢測單位復(fù)測。超聲波檢測結(jié)果表明，在同一深度部位，超聲波波幅、波速均有明顯變化，趨于正常范圍。低應(yīng)變檢測結(jié)果表明，應(yīng)力波曲線在樁底出現(xiàn)了明顯的反向反射。經(jīng)與施工方商議，再對(duì)該3-2#基樁進(jìn)行鉆芯驗(yàn)證加固補(bǔ)強(qiáng)處理效果。鉆芯結(jié)果顯示，樁底混凝土芯樣膠結(jié)完好，有明顯注漿處理痕跡，且注漿部位的混凝土與原樁底混凝土膠結(jié)成一個(gè)整體。經(jīng)綜合判定，該基樁的注漿加固補(bǔ)強(qiáng)效果良好，該樁身完整性類別定為Ⅱ類，基本滿足承載力使用要求。

2）某高速公路工地，某大橋的12-2#基樁，設(shè)計(jì)樁徑為2800mm，樁長為30.5m，成樁類型為端承樁。采用超聲波法檢測樁身完整性，并用低應(yīng)變法檢測樁端持力層情況。檢測結(jié)果表明，樁身在距樁底約16.5～20.5m范圍內(nèi)，多出位置出現(xiàn)超聲波波幅、波速異常，低應(yīng)變的應(yīng)力波曲線波動(dòng)較大。懷疑該樁的樁身下部存在不止一處缺陷，建議采用鉆芯法驗(yàn)證。共計(jì)鉆取5個(gè)孔，鉆取結(jié)果表明，在17.0～19.8m處和樁底位置處，不同位置深度位置的芯樣均存在不同程度的缺陷（表1）。施工單位仍想注漿加固補(bǔ)強(qiáng)處理，檢測單位要求保護(hù)好聲測管，以備復(fù)測。

表1　某橋12-2樁基取芯

12-2#基樁經(jīng)過注漿加固補(bǔ)強(qiáng)處理，待水泥凈漿齡期滿足28d后，通知檢測單位復(fù)測。檢測結(jié)果表明，在該注漿部位超聲波波形仍然出現(xiàn)波幅、波速異常，低應(yīng)變應(yīng)力波曲線未發(fā)生變化。通過了解注漿現(xiàn)場情況，注漿單位指出在注漿過程中出現(xiàn)了注漿液超量，壓漿力未達(dá)到預(yù)期值，且在該樁周邊土層夾層中，有注漿液溢出，最終停止注漿。結(jié)合以上各種因素表明，該樁的注漿加固補(bǔ)強(qiáng)效果未達(dá)到預(yù)期要求，樁身完整性仍然判定為Ⅳ類。

5　結(jié)語

當(dāng)基樁的樁身完整性存在一定缺陷時(shí)，采用注漿加固補(bǔ)強(qiáng)方法并不一定全部能達(dá)到合格的要求。只有對(duì)該缺陷部位進(jìn)行綜合分析和評(píng)判，結(jié)合基樁的各方面資料及周圍地質(zhì)情況，合理地?cái)M定注漿加固補(bǔ)強(qiáng)處理方案，并在注漿過程中密切注意是否出現(xiàn)異常突發(fā)情況，如出現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)處理，以排除異常情況，最終才能達(dá)到注漿補(bǔ)強(qiáng)的效果，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理的目的。

［1］JGJ106-2014，建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］劉屠梅.基樁檢測技術(shù)與實(shí)例［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006：29-30.