鉆孔灌注樁基礎(chǔ)缺陷壓漿法處理實踐與應(yīng)用

XX集團鉆孔灌注樁基樁缺陷壓漿法處理實踐鉆孔樁灌注樁常見的缺陷有夾泥、軟弱夾層、蜂窩、縮徑、鼓肚、卡鉆、樁底與基巖接觸不良等，工程實踐中常根據(jù)基樁缺陷產(chǎn)生原因及缺陷情況的不同，采用相應(yīng)的措施進行處理。著重結(jié)合實際工作中遇到的缺陷現(xiàn)象，分析其形成原因，并將幾種較成功的處理方法作介紹，供同行交流。鉆孔樁；基樁缺陷旋噴壓漿1概述在鉆孔樁灌注施工過程中，因操作不當或機械故障等原因，會造成某些樁在成樁后檢測發(fā)現(xiàn)有缺陷，還有的樁因為卡鉆、坍孔后難以完全處理，被迫灌注混凝土而人為留下缺陷，常見的缺陷有夾泥、軟弱夾層、蜂窩、縮徑、鼓肚、卡鉆等。在處理這些問題時，如方法不當，往往費時費力，且效果達不到要求，使工程陷于被動。因此，對于處理方案必須認真研究、慎重選擇。工程實踐中，常根據(jù)基樁缺陷產(chǎn)生原因及缺陷情況的不同，采用相應(yīng)的措施進行處理。目前，旋噴壓漿是基樁缺陷處理常用的有效方法。2幾種缺陷樁的形成2.1斷樁斷樁是嚴重的質(zhì)量事故。對于誘發(fā)斷樁的因素，必須在施工初期就徹底清除其隱患，同時又必須準備相應(yīng)的對策，預(yù)防事故的發(fā)生或一旦發(fā)生事故及時采取補救措施。斷樁產(chǎn)生的原因有以下幾個方面：(1)灌注混凝土過程中，測定已灌混凝土表面標高出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致導(dǎo)管埋深過小，出現(xiàn)拔脫提漏現(xiàn)象形成夾層斷樁。因此，應(yīng)嚴格按照規(guī)程用規(guī)定的測身錘測量孔內(nèi)混凝土表面高度，并認真核對，保證提升導(dǎo)管不出現(xiàn)失誤。(2)在灌注過程中，導(dǎo)管的埋置深度是一個重要的施工指標。導(dǎo)管埋深過大，以及灌注時間過長，導(dǎo)致已灌混凝土流動性降低，從而增大混凝土與導(dǎo)管壁的摩擦力，在提升時使導(dǎo)管破裂而產(chǎn)生斷樁。(3)由于配料引起混凝土配合比在執(zhí)行過程中的誤差大，使坍落度波動大，拌出混合料時稀時干。坍落度過大時會產(chǎn)生離析現(xiàn)象，使粗骨料相互擠壓阻塞導(dǎo)管；坍落度過小或灌注時間過長，使混凝土的初凝時間縮短，加大混凝土下落阻力而阻塞導(dǎo)管，都會導(dǎo)致卡管事故，造成斷樁。(4)因工程地質(zhì)情況較差，在灌注過程中，井壁坍塌嚴重或出現(xiàn)流砂、軟塑狀質(zhì)等造成類泥沙性斷樁。這類現(xiàn)象在本工程的斷樁中占有相當大的比例，較為嚴重。(5)導(dǎo)管漏水、機械故障和停電造成施工不能連續(xù)進行，突然井中水位下降等因素都可能造成斷樁。因此應(yīng)認真對待灌注前的準備工作，這對保證樁基的質(zhì)量很重要。2.2縮頸在鉆孔過程中，由于鉆錐磨損或焊補不及時，或者地層中遇到膨脹性軟土、粘土、泥巖等，容易產(chǎn)生縮孔現(xiàn)象。2.3灌注時發(fā)生井壁坍落成孔后灌注水下混凝土?xí)r發(fā)生坍孔現(xiàn)象，若坍塌不止，應(yīng)將導(dǎo)管拔出，以粘土回填重新成孔。輕微坍落在施工中不易被察覺，聲測時發(fā)現(xiàn)局部裹泥或夾砂現(xiàn)象。3旋噴壓漿法處治基樁缺陷的實踐3.1旋噴壓漿法的一般工序（1）鉆孔抽芯。根據(jù)檢測出的缺陷位置鉆孔抽芯，直至缺陷為止。成孔后在孔口安裝套管及閥門。如果缺陷范圍較大，應(yīng)至少鉆3個孔以便進行循環(huán)排渣。對于樁底有鉆頭的情況，一般會沿鋼筋籠布置一定數(shù)量的預(yù)留管。但由于樁底情況復(fù)雜，在處理時仍要在樁中心區(qū)域鉆3個孔，以保證能徹底清渣。（2）高壓噴射切割，氣舉循環(huán)清渣。以泵壓30MPa左右的高壓清水射流，逐孔對缺陷段自下而上進行切割，使缺陷段內(nèi)的軟弱部分被切割破壞呈泥漿狀。噴射器提升速度不大于15cm/min，旋轉(zhuǎn)速度不大于18轉(zhuǎn)/min，噴射長度應(yīng)自缺陷段頂、底面各延長50cm，必要時再重復(fù)切割。如缺陷范圍大，各管相互連通，則在噴射的同時，選擇另一孔以0.5—0.6MPa的風(fēng)壓進行氣舉清洗，其他孔出渣。如果各孔之間沒有連通，則在同一孔內(nèi)先后進行切割和氣舉清渣。當切割、清渣到一定程度，出渣孔噴出的水由濁變清時，再換其他孔輪流處理。對于沒軟弱夾層的缺陷（如蜂窩），可不進行切割處理。（3）噴漿與壓漿。用水灰比為1:1，并摻有緩凝劑的水泥漿從注漿孔進行自下而上的噴射。噴射流泵壓為20—30MPa，噴射器上提速度不大于15cm/min，轉(zhuǎn)速不大于18轉(zhuǎn)/min，噴射段長度與高壓切割段一致。當出漿口流出的漿與注入的漿比重基本相同時，證明孔內(nèi)清水已被置換成水泥漿，即可完成這一步操作。然后逐孔向孔內(nèi)壓濃水泥漿，水灰比為0.5:1。當出漿口的漿液比重上升到與注漿一致時，關(guān)閉出漿口。當泵壓達到2MPa時，即可終止壓漿作業(yè)。（4）檢測結(jié)果。經(jīng)上述處理后，水泥與石的固結(jié)體28d強度應(yīng)達到18—20MPa。填充體的強度與完整性可通過抽芯法及超聲波法進行檢測。3.2特殊情況的缺陷處理（1）樁底注漿時，如處在完整的巖層內(nèi)，壓漿效果會比較理想。如果有裂隙，則容易產(chǎn)生漏漿現(xiàn)象。為此，可在高壓注漿前進行一次低壓注漿（大約2—3MPa），漿內(nèi)加入水玻璃，以起到堵漏作用。如仍不能奏效，則要在檢測后進行二次旋噴壓漿處理。（2）在處理鉆頭埋在孔底時，有些情況需要注意，如牙輪鉆往往有一塊厚鋼板，鉆壓漿孔時必須鉆穿鋼板才能處理到鉆頭下方的空間；沖擊錘錘體厚實，預(yù)留抽芯管時，要探準錘瓣間的空檔位置；有時為了避開巨大的鉆頭，或樁頂不便于擺放抽芯鉆機時，可從樁外鉆斜孔進入被埋鉆頭下方進行處理。（3）當鉆頭不是卡在孔底或者卡鉆時孔底尚未達到設(shè)計標高時，抽芯孔應(yīng)鉆穿鉆頭直到樁底持力層，在判別地質(zhì)情況和孔底空間大小后，再來確定處理方案。如果鉆頭與孔底之間距離有幾米高，或孔底經(jīng)高壓切割清洗后留下較大空間，則可考慮在設(shè)置好壓漿管后向這個空間投入小碎石再噴射壓漿。這樣有利于形成充實的有較高強度的樁底。（4）人工鑿孔處理缺陷。如果缺陷范圍大，而且發(fā)生在護筒內(nèi)或者當樁徑大于2m時，可以考慮人工鑿孔處理。護筒內(nèi)的缺陷可通過完全鑿除缺陷部位以上的樁身混凝土來解決。大直徑樁的缺陷在護筒以下時，可在樁中心用風(fēng)鎬鑿孔直達缺陷部位，孔的直徑應(yīng)保證人員能正常操作（建議1.2m以上），然后人工清除軟弱部分，再噴水清洗孔壁，抽干水并清除雜物后用串筒澆筑混凝土。如果在鑿孔過程中發(fā)現(xiàn)嚴重漏水，可在樁外旋噴水泥帷幕，形成強度后再繼續(xù)施工。由于要堵水，旋噴孔的間距應(yīng)適當加密。人工鑿孔處理可以較為徹底地清除缺陷處的軟弱部分，而且是干澆混凝土，質(zhì)量比較有保障，成本也不高，適合于處理位置較集中的缺陷。3.3補強措施對于樁底處混凝土與基巖結(jié)合不好的管柱，可采用以下的補強措施：（1）利用質(zhì)量檢查的鉆孔，在管柱底與基巖夾層標高處進行輻射方向的高壓射水（射水管可利用鉆取芯樣的鉆桿，底端裝置噴嘴）把砂土沖入管孔內(nèi)，用鉆桿提筒將砂子提出。該向工作需反復(fù)進行，直至砂土清除干凈為止。（2）砂土提取干凈后，仍利用射水管進行水下壓漿，水泥灰漿采用的水灰比為1：0.5。壓漿時壓漿嘴的輻射方向控制在正對柱底夾層空隙位置，徐徐轉(zhuǎn)動鉆桿，使壓漿均勻。但初期射入水中的灰漿要被水稀釋，須壓注一定時間，使后注入的灰漿將稀漿擠向鉆孔上部，直至稀漿排出頂面后停止壓漿。（3）壓漿完畢后迅速提出壓漿管，立即下一根鋼錠，鋼錠直徑小于芯樣直徑，長度隨鉆孔深度而定，一般為2m以上，鋼錠表面車毛或打毛，鋼錠錨入柱底基巖內(nèi)不少于50cm，以增強承載力和水平力。下鋼錠要認真探測，如中途有阻，可利用鉆桿壓送，保證達到要求的位置。4鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量直接影響到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全。《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》對鉆孔灌注樁的質(zhì)量作了嚴格的要求，明確規(guī)定了鉆孔灌注樁進行無破損檢測，這一結(jié)果需由設(shè)計單位確認。對鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制，我們認為在現(xiàn)時代仍應(yīng)強調(diào)以下幾點：(1)對質(zhì)量控制應(yīng)注重預(yù)防為主，即在施工前做好充分準備工作，制定相應(yīng)的防范措施，并做到責任到人。(2)嚴把高質(zhì)量施工隊伍進場關(guān)，只有從嚴把關(guān)，使一流隊伍、先進的工藝、過硬的設(shè)備進場施工，才能使工程質(zhì)量得到保證。(3)嚴把檢測關(guān)。橋梁鉆孔灌注樁無破損檢測是確保施工質(zhì)量的一個重要技術(shù)檢測手段，應(yīng)對逐根樁作超聲波法檢測；對處理后的缺陷樁做二次聲測，若聲測仍有缺陷，則該樁再輔以承載試驗(大應(yīng)變)，以確保成樁質(zhì)量及工程的安全性。5心得體會隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應(yīng)性強、成本適中、施工簡便等特點仍將被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其它工程領(lǐng)域。橋梁灌注樁屬于隱蔽工程，但由于影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多，對其施工過程每一環(huán)節(jié)都必須要嚴格要求，對各種影響因素都必須有詳細的考慮，如地質(zhì)因素、鉆孔工藝、護壁、鋼筋籠的上浮、混凝土