鉆孔灌注樁基礎(chǔ)缺陷壓漿法處理實(shí)踐與應(yīng)用

XX集團(tuán)鉆孔灌注樁基樁缺陷壓漿法處理實(shí)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(shí)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(jìn)行處理。著重結(jié)合實(shí)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(dāng)或機(jī)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?yàn)榭ㄣ@、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(shí)，如方法不當(dāng)，往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且效果達(dá)不到要求，使工程陷于被動。因此，對于處理方案必須認(rèn)真研究、慎重選擇。工程實(shí)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(jìn)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(yán)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(shí)又必須準(zhǔn)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(shí)采取補(bǔ)救措施。斷樁產(chǎn)生的原因有以下幾個(gè)方面：(1)灌注混凝土過程中，測定已灌混凝土表面標(biāo)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(yán)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(rèn)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(gè)重要的施工指標(biāo)。導(dǎo)管埋深過大，以及灌注時(shí)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(shí)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(shí)稀時(shí)干。坍落度過大時(shí)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(shí)間過長，使混凝土的初凝時(shí)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(yán)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(dāng)大的比例，較為嚴(yán)重。(5)導(dǎo)管漏水、機(jī)械故障和停電造成施工不能連續(xù)進(jìn)行，突然井中水位下降等因素都可能造成斷樁。因此應(yīng)認(rèn)真對待灌注前的準(zhǔn)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(bǔ)不及時(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)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(gè)孔以便進(jìn)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(shí)仍要在樁中心區(qū)域鉆3個(gè)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(jìn)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(shí)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(shí)，選擇另一孔以0.5—0.6MPa的風(fēng)壓進(jìn)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(jìn)行切割和氣舉清渣。當(dāng)切割、清渣到一定程度，出渣孔噴出的水由濁變清時(shí)，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(jìn)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(jìn)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(dāng)出漿口流出的漿與注入的漿比重基本相同時(shí)，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(dāng)出漿口的漿液比重上升到與注漿一致時(shí)，關(guān)閉出漿口。當(dāng)泵壓達(dá)到2MPa時(shí)，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(qiáng)度應(yīng)達(dá)到18—20MPa。填充體的強(qiáng)度與完整性可通過抽芯法及超聲波法進(jìn)行檢測。3.2特殊情況的缺陷處理（1）樁底注漿時(shí)，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(jìn)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(jìn)行二次旋噴壓漿處理。（2）在處理鉆頭埋在孔底時(shí)，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(shí)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(shí)，預(yù)留抽芯管時(shí)，要探準(zhǔn)錘瓣間的空檔位置；有時(shí)為了避開巨大的鉆頭，或樁頂不便于擺放抽芯鉆機(jī)時(shí)，可從樁外鉆斜孔進(jìn)入被埋鉆頭下方進(jìn)行處理。（3）當(dāng)鉆頭不是卡在孔底或者卡鉆時(shí)孔底尚未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，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(gè)空間投入小碎石再噴射壓漿。這樣有利于形成充實(shí)的有較高強(qiáng)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(hù)筒內(nèi)或者當(dāng)樁徑大于2m時(shí)，可以考慮人工鑿孔處理。護(hù)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(hù)筒以下時(shí)，可在樁中心用風(fēng)鎬鑿孔直達(dá)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(yán)重漏水，可在樁外旋噴水泥帷幕，形成強(qiáng)度后再繼續(xù)施工。由于要堵水，旋噴孔的間距應(yīng)適當(dāng)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(bǔ)強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)措施：（1）利用質(zhì)量檢查的鉆孔，在管柱底與基巖夾層標(biāo)高處進(jìn)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(jìn)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(jìn)行水下壓漿，水泥灰漿采用的水灰比為1：0.5。壓漿時(shí)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(shí)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(qiáng)承載力和水平力。下鋼錠要認(rèn)真探測，如中途有阻，可利用鉆桿壓送，保證達(dá)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?！豆饭こ藤|(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》對鉆孔灌注樁的質(zhì)量作了嚴(yán)格的要求，明確規(guī)定了鉆孔灌注樁進(jìn)行無破損檢測，這一結(jié)果需由設(shè)計(jì)單位確認(rèn)。對鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制，我們認(rèn)為在現(xiàn)時(shí)代仍應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：(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(zhǔn)備工作，制定相應(yīng)的防范措施，并做到責(zé)任到人。(2)嚴(yán)把高質(zhì)量施工隊(duì)伍進(jìn)場關(guān)，只有從嚴(yán)把關(guān)，使一流隊(duì)伍、先進(jìn)的工藝、過硬的設(shè)備進(jìn)場施工，才能使工程質(zhì)量得到保證。(3)嚴(yán)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(gè)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(yàn)(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(qiáng)、成本適中、施工簡便等特點(diǎn)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(yán)格要求，對各種影響因素都必須有詳細(xì)的考慮，如地質(zhì)因素、鉆孔工藝、護(hù)壁、鋼筋籠的上浮、混凝土