某工程人工挖孔樁樁基處理

1、某工程人工挖孔樁樁基處理曹偉良 王英姿（深圳華森建筑與工程設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司深圳518054） 提要 本文通過(guò)某工程樁基缺陷的處理過(guò)程，著重分析了樁基缺陷產(chǎn)生的原因，并根據(jù)樁基缺陷程度，分別介紹了相應(yīng)的處理方法；同時(shí)對(duì)主要的補(bǔ)強(qiáng)施工工藝-高壓旋噴注漿法做了詳細(xì)的闡述。 關(guān)鍵詞 大直徑人工挖孔樁缺陷處理高壓旋噴注漿1. 概況某工程位于深圳市羅湖區(qū)，占地面積約10718m2。地上部分由6層裙方I1和3棟塔樓組成，其中主塔摟46層（結(jié)構(gòu)高度約165m）,附塔樓各2628層（結(jié)構(gòu)高度約 98m）,地下部分3 層，底板相對(duì)標(biāo)高為12.7m,總建筑面積約 12萬(wàn)m2。該工程所在地段原始地貌單元屬 深圳河北岸

2、及布吉河流域之沖積地, 場(chǎng)地埋藏的地層（自相對(duì)標(biāo)高-2.00m 計(jì)起 ）有 :人工填土層（厚度為0.31.2m）;第四系全新統(tǒng)沖積層，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（厚度為0.32.7m）,細(xì)中砂（厚度為0.53.9m）;第四系上更新統(tǒng)沖洪積層，粉質(zhì)粘土（厚度為0.42.5m）,中粗砂（厚度為0.52.5m）;第四系中更新統(tǒng)殘積粉質(zhì)粘土（厚度為14.248.4m）;侏羅系混合巖化凝灰質(zhì)砂巖，強(qiáng)風(fēng)化（厚度為1.225.4m）,中風(fēng)化（厚度為0.53.7m）,微風(fēng)化（厚度不詳）。場(chǎng)地位于侏羅系混合巖化凝灰質(zhì)砂巖與燕山期花崗巖侵入體之接觸地帶，圍巖與侵入體的侵入關(guān)系復(fù)雜，其接觸帶巖石一般膠結(jié)良好，但均有不同程度的構(gòu)

3、造擠壓及蝕變現(xiàn)象。該工程樁基采用人工挖孔樁，直徑為 1.43.4米，長(zhǎng)度為2040多米不等，全部工程樁共計(jì) 182 根，其中I 區(qū) 59根（包括新增加的一根沖孔樁F4'） ， II 區(qū) 58 根， III 區(qū) 52根，工程兼支護(hù)兩用樁13根。樁芯混凝土等級(jí) I區(qū)主塔樓為C30,其它樁為C25。C30樁端持力層為微風(fēng)化基巖，C25 樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化，施工過(guò)程中有少量樁的持力層由強(qiáng)風(fēng)化改為中風(fēng)化?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)首批完成的151 根樁中的53 根樁進(jìn)行抽芯檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)樁芯混凝土存在嚴(yán)重的缺陷。 為對(duì)樁基有一個(gè)全面、客觀(guān)的認(rèn)識(shí)，采取對(duì)每一根樁進(jìn)行抽芯檢測(cè)，先根據(jù)抽出芯樣的具體情況評(píng)價(jià)缺陷的嚴(yán)重程度，然

4、后確定增加抽芯樁位和數(shù)量（最多的每樁抽有四孔）。最后整理出混凝土芯樣柱狀圖和混凝土強(qiáng)度報(bào)告。二、缺陷情況及其分類(lèi)樁基施工完成后，根據(jù)抽芯鉆等檢測(cè)情況發(fā)現(xiàn)樁身存在著不同程度的缺陷，因此，對(duì)抽取混凝土芯樣外觀(guān)及選樣試驗(yàn)結(jié)果等資料綜合分析，分別將樁身按混凝土完整性、混凝土強(qiáng)度進(jìn)行分類(lèi)：2. 樁身混凝土完整性根鋸樁混凝土芯樣的外觀(guān)完整情況分為A、 B 、 C、 D 四類(lèi)：A 類(lèi)無(wú)缺陷，完整樁這類(lèi)樁在抽芯鉆探過(guò)程均屬正常，芯樣混凝土總體膠結(jié)良好，混凝土芯表面光滑，骨料分布基本均勻 （局部部位芯樣骨料稍有不均）。 各樁芯樣呈通長(zhǎng)圓柱，接口吻合，采芯率達(dá)到100%，目測(cè)混凝土強(qiáng)度正常。B 類(lèi) 輕微缺陷，這類(lèi)

5、基本完整樁樁在抽芯鉆探過(guò)程均屬正常，芯樣混凝土大部分膠結(jié)良好，混凝土芯表面基本光滑，骨料分布基本均勻，但局部部位芯樣表面有輕微蜂窩麻面現(xiàn)象（有深度w 1cm的蜂窩），并呈雜亂分布 , 該部分強(qiáng)度較底。各樁芯樣呈通長(zhǎng)圓柱，接口吻合，采芯率為100%。C 類(lèi) 蜂窩類(lèi)嚴(yán)重缺陷樁樁身混凝土芯樣通長(zhǎng)尚呈連續(xù)長(zhǎng)柱狀，接口吻合，采芯率為100%，骨料分布基本均勻，但局部部位芯樣表面有嚴(yán)重蜂窩現(xiàn)象（有深度1cm的蜂窩），在蜂窩區(qū)段，粗骨料局部剝落,混凝土芯斷面呈殘?jiān)滦?，已不能制作?biāo)準(zhǔn)圓柱體抗壓強(qiáng)度試件。相應(yīng)部位的混凝土強(qiáng)度很底。這類(lèi)樁除局部的嚴(yán)重蜂窩外，在長(zhǎng)度方向, 輕微中度蜂窩及麻面等較差的缺陷也很普遍。大

6、部分混凝土芯樣表面不太光滑，骨料分布也不均勻?；炷列緩?qiáng)度離散度很大。D 類(lèi)破碎類(lèi)嚴(yán)重缺陷樁樁身混凝土芯樣在長(zhǎng)度方向因存在嚴(yán)重蜂窩離析且其體量較大，導(dǎo)致在抽芯鉆探時(shí)局部混凝土芯樣已呈完全破碎狀，混凝土芯樣嚴(yán)重離析，粗骨料剝落嚴(yán)重。3. 樁身混凝土強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)選樣時(shí)，按照樁芯長(zhǎng)度方向自上而下均勻分布的原則并針對(duì)性地考慮對(duì)有缺陷段選取 10 個(gè)進(jìn)行試壓。由于本工程抽芯所揭露各樁的樁身混凝土質(zhì)量差異很大，不能按成批統(tǒng)一進(jìn)行評(píng)定。改單樁分別作為一個(gè)驗(yàn)收單位批進(jìn)行評(píng)定判斷。按照 深圳地區(qū)基樁質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)程的有關(guān)要求，樁身混凝土強(qiáng)度的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為：芯樣混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足下列條件，則判定樁身混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，

7、否則，判定樁身混凝土強(qiáng)度不合格。芯樣試件數(shù)量n R10時(shí)：mfccu 一入 ISfcu > 0.9fcu,k x 0.88fccu, min > 入 2fcu,k x 0.88式中 n=1014 時(shí)，入 1=1.70 入 2=0.90.芯樣試件數(shù)量nv 10時(shí)：mfccu > 1.15fcu,k x 0.88fccu,min > 0.95fcu,k x 0.88三、原因分析在掌握樁混凝土芯樣資料的基礎(chǔ)上，加上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備情況以及具體施工工藝的了解，通過(guò)分析認(rèn)為造成此工程樁基質(zhì)量問(wèn)題的主要原因是：1. 施工時(shí)未進(jìn)行人工地下降水, 止水帷幕未完全封閉且深度和工程樁設(shè)計(jì)深度

8、相差太大 , 地下涌水量過(guò)大。2. 當(dāng)孔內(nèi)涌水量超過(guò)0.3L/s 或積水超過(guò)100mm 深時(shí)， 未嚴(yán)格按規(guī)定要求按水下混凝土施工。3. 由于交通環(huán)境，混凝土的供應(yīng)和混凝土輸送泵等環(huán)節(jié)不同程度地存在一些問(wèn)題，澆筑過(guò)程中難以確?；炷翝仓倪B續(xù)性，經(jīng)常有澆筑中途停歇的現(xiàn)象發(fā)生。澆筑中途停歇后，混凝土車(chē)中的混凝土稍有干硬，混凝土車(chē)司機(jī)和混凝土泵操作人原便擅自加水以增加坍落度，因而導(dǎo)致混凝土不均勻，不穩(wěn)定；樁孔中已澆混凝土表面因涌水、泌水等原因而形成的水未被及時(shí)抽走，再次澆筑混凝土?xí)r混凝土漿液被水稀釋 , 形成骨料分離現(xiàn)象。4. 施工過(guò)程中，串筒沒(méi)接到底即開(kāi)始澆筑混凝土，導(dǎo)致下混凝土?xí)r混凝土自由下落距

9、離太大產(chǎn)生離析；振搗手離混凝土面太遠(yuǎn)，振搗不充分，漏振或振動(dòng)棒拔出太快形成局部無(wú)規(guī)律的蜂窩、麻面和溝槽等。四、樁的缺陷處理方案根據(jù)前面的樁評(píng)價(jià)分類(lèi)，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)的具體形式以及具體施工工藝，將樁基的處理方法大致分為三類(lèi)：合格樁、一般缺陷樁、嚴(yán)重缺陷樁。具體評(píng)審和處理方法如下:1. 合格樁的評(píng)審和處理要求滿(mǎn)足深圳地區(qū)基樁質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，對(duì)合格樁抽芯孔作普通回灌處理。2. 一般缺陷樁的評(píng)審和處理 . 從整體上衡量各孔抽芯揭示的缺陷和芯樣強(qiáng)度。分析各孔芯樣缺陷之間是否具有連續(xù)性， 用同一深度不同抗壓強(qiáng)度值的平均值來(lái)代表該處混凝土強(qiáng)度，并考慮到帶有溝槽等缺陷的芯樣試壓強(qiáng)度低于實(shí)際抗壓強(qiáng)度。 . 結(jié)

10、合樁的長(zhǎng)徑比，對(duì)位于底部擴(kuò)大頭中芯樣強(qiáng)度偏低但混凝土膠結(jié)較好的，考慮長(zhǎng)樁樁身實(shí)際應(yīng)力分布情況，進(jìn)行驗(yàn)算和處理。 . 樁身上部鋼筋籠范圍內(nèi)芯樣強(qiáng)度稍低的，考慮鋼筋承載力的實(shí)際作用。 . 對(duì)位于地下室側(cè)壁下不出± 0.00 的兩用樁考慮其實(shí)際的受力狀況。 . 對(duì)為滿(mǎn)足挖孔操作要求將原定直徑1.2m 改為 1.4m 的樁，考慮現(xiàn)有的富裕量。這些局部有缺陷的樁處理時(shí)，對(duì)缺陷部分進(jìn)行高壓旋噴切割清洗，加鋼筋進(jìn)行截面加強(qiáng)，并用高壓注漿。3. 嚴(yán)重缺陷樁的評(píng)審和處理樁芯樣不同程度的出現(xiàn)骨料松散，承載力嚴(yán)重不足。這類(lèi)樁處理時(shí)，對(duì)缺陷部分進(jìn)行高壓旋噴切割清洗，鉆大孔（D=150）加鋼筋束補(bǔ)償，并加強(qiáng)現(xiàn)

11、場(chǎng)施工的過(guò)程質(zhì)量控制，不再另作檢驗(yàn)。針對(duì)F4 樁原設(shè)計(jì)持力層為微風(fēng)化而實(shí)際樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化, 處理先做好該樁的缺陷處理 , 然后在樁旁補(bǔ)一直徑1600（F4） 的沖孔樁持力層為微風(fēng)化。4. 在對(duì)樁基處理的同時(shí)，對(duì)地下室底板作了一定的加強(qiáng), 以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性。5. 補(bǔ)強(qiáng)施工工藝-高壓旋噴注漿法高壓旋噴注漿法主要施工工藝如下:1. 鉆孔2. 旋噴切割根據(jù)柱狀圖確定切割區(qū)斷,下入噴射器對(duì)缺陷段自上而下進(jìn)行高壓噴射（壓力30MPa）， 切割段長(zhǎng)度自缺陷段上下各延長(zhǎng)不小于1m,噴射器旋轉(zhuǎn)速度 10r.p.m,提升速度10cm/min ,并對(duì)缺陷嚴(yán)重段進(jìn)行反復(fù)切割。切前、切后測(cè)量孔深，計(jì)算沉渣厚度。3

12、. 洗孔采用氣舉聯(lián)合洗孔排渣，用612m3/min的空壓機(jī)向孔內(nèi)送風(fēng)，風(fēng)壓 0.50.7Mpa,同時(shí)向其它孔內(nèi)送入清水，使被切割下的沉渣由水氣聯(lián)合帶到孔外。各孔依次清洗至原鉆孔深度,所有注漿孔均洗到渣凈水清為止。4. 注漿漿液采用小野田525 水泥， UEA-H 微膨脹劑（摻量 12%）， SF 高強(qiáng)泵送減水劑（摻量0.75%），水灰比為0.45，注漿前計(jì)算每根樁的理論注漿量，先用鋼管從樁底注漿，直之使?jié)鉂{從周?chē)字兄脫Q出稀漿，每孔依次輪換，最后用特制密封圈塞封住。從孔口進(jìn)行穩(wěn)壓悶漿同時(shí)保持壓漿泵壓力在 24MPa經(jīng)5min后（同時(shí)壓漿量大于孔體積 2倍以上）完成。六、樁處理過(guò)程中壓漿效果評(píng)價(jià)根據(jù)壓漿后重新抽芯后的芯樣對(duì)壓漿效果進(jìn)行復(fù)查，經(jīng)處理后芯樣完整性有明顯改觀(guān)，原松散部分被完好的純水泥漿段和水泥漿-碎石混凝土所代替。純水泥漿段抗壓強(qiáng)度都在C40以上，水泥漿-碎石混凝土膠結(jié)物強(qiáng)度在C20 以上。復(fù)查中也發(fā)現(xiàn)膠結(jié)較差的混凝土壓漿后強(qiáng)度并無(wú)明現(xiàn)改善（仍有象芯樣強(qiáng)度為7.4MPa）。這主要是高壓旋噴切割不能把這種具有一定強(qiáng)度的混凝土完全破碎，另外水泥漿液也不能壓入不貫通或很細(xì)維的孔隙中，壓力的增大使大量的漿液流入強(qiáng)風(fēng)化