鶴山廣場某樁基礎補強加固技術

摘 要：通過鶴山廣場某樁基樁身質量缺陷的處理過程，采用高壓旋噴清水切割氣舉排渣的方法清洗樁身，再采用高壓旋噴注入高強度的水泥漿液的補強加固方案；對此加固補強技術的各施工工序工藝及技術措施進行了詳細的闡述，取得了較好的加固效果，為類似樁基工程加固補強提供有益的參考。

關鍵詞：樁基礎 樁身質量缺陷 補強加固 高壓注漿

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（a）-0051-02

鉆孔灌注樁是高層建筑基礎中最常見的一種基礎形式，也是高層建筑施工過程中的關鍵工序之一，其施工質量的好壞，直接影響建筑的整體承載能力及使用壽命。水下混凝土灌注又是鉆孔灌注樁施工的最后一道工序，由于是隱蔽工程，其在整個灌注過程中施工人員無法直接觀察到水下混凝土的澆筑情況，致使個別鉆孔灌注樁成樁后，用超聲波或其它檢測方法檢查時，發(fā)現(xiàn)樁身局部有混凝土離析、縮徑、有夾層物質充填、空洞、膠結性差和斷樁等樁身質量缺陷[1]，這些缺陷樁必須經(jīng)處理合格后方可投入使用。

通常對于樁身質量缺陷的處理方法有樁側開挖混凝土補強法、鑿掘樁身混凝土補強法挖除斷樁重新灌注法、原樁兩側補樁加承臺替換法和這幾年來大量推薦應用的高壓旋噴注漿補強加固法[3～4]。鶴山廣場某樁基礎在樁基檢測過程中發(fā)現(xiàn)了有兩條直徑為1200 mm的鉆樁灌注樁樁身出現(xiàn)了不同程度的樁身質量缺陷。采用高壓旋噴清水切割氣舉排渣的方法清洗樁身，再采用高壓旋噴注入高強度的水泥漿液的補強加固技術進行處理，取得了較好的加固效果和經(jīng)濟效益。以下通過其處理過程著重介紹高壓旋噴注漿補強加固技術的施工工藝其中的關鍵施工技術。

1 工程概況

鶴山廣場共23層，其樁基工程，采用Φ1000 mm、Φ1200 mm和Φ1400 mm鉆孔灌注樁，樁基工程施工完成后，經(jīng)有關單位鉆孔抽芯檢測，發(fā)現(xiàn)19#、76#（樁直徑1200 mm）樁身混凝土存在膠結差、未膠結、局部蜂窩、溝槽等缺陷，根據(jù)基樁鉆心法檢測報告及抽芯鉆孔柱狀圖，樁缺陷位于樁頂以下9.23～10.46 m處。根據(jù)此工程的實際地質情況和樁身質量缺陷并綜合考慮了補強加固的經(jīng)濟性、效果和對工期的影響，決定對樁身缺陷部位采用高壓旋噴清水切割氣舉排渣的方法清洗樁身，再采用高壓旋噴注入高強度的水泥漿液的補強加固技術方案。

2 處理技術方案和高壓旋噴注漿補強固技術

2.1 補強加固技術方案

該工程樁基礎設計為入巖端承樁，根據(jù)樁身混凝土的主要缺陷情況，為保證樁身混凝土的完整性，此工程樁身補強處理方法為：利用原抽芯孔或在樁內鉆孔穿過樁身缺陷部位1.0 m，在缺陷部位采用高壓旋噴清水切割氣舉排渣的方法使樁身缺陷段形成“空體”，再采用高壓旋噴注入高強度的水泥漿液，使之替換出“空體”內的自由態(tài)水，并與樁身混凝土充分膠接，使樁身完整，并在孔口采用高壓靜力壓漿，保證注漿效果，從而達到補強目的，并且注漿體強度達到M30以上，以滿足樁身混凝土的強度設計要求，從而達到補強目的。

2.2 補強加固施工工藝和關鍵技術

2.2.1 施工工藝流程（詳見圖1）

2.2.2 各施工工序工藝及關鍵技術

（1）補強孔布置及成孔施工。

補強樁的樁徑為Φ1200 mm，根據(jù)高壓旋噴注射的波及范圍及理論有效半徑值[3]，在每樁的樁面均布置4個補強孔，孔間距300～500 mm。補強孔成孔采用XY-100型鉆機，孔徑Φ101 mm，孔深要求超過樁身缺陷段并進入樁身完好段1.0 m，孔身要求垂直，斜率不超過1%，也可以利用原抽芯驗樁孔。

（2）灌漿管的制作及安裝高壓旋噴裝置。

灌漿管的制作，根據(jù)補強灌漿的需要，利用原有的高壓旋噴管材，使之加工成合符灌漿用的管道器具，再嚴格根據(jù)高壓旋噴的操作規(guī)程、流程安裝成高壓旋噴裝置。

（3）高壓清水切割及氣舉清洗排渣施工。

①在樁身缺陷段上下各加1000 mm長的范圍內，用高壓旋噴清水切割及氣舉排渣的方法使補強段形成“空體”。補強孔成孔后依次在各孔內下入高壓旋噴器具，利用高壓水流，切割破壞清洗樁身膠結差及蜂窩、溝槽內的結構，使其松散軟化，然后在各孔下入氣（風）管，利用“氣舉反循環(huán)排渣”之方法，將其排出樁外，使各孔盡量達到相互連通，形成“空體”。

②切割施工參數(shù)：壓力20～25 MPa，轉速13 r/min，提升速度15 cm/min，水排量60～70 L/min，必要時可采用定點氣舉排渣施工。

③氣舉排渣施工參數(shù)：氣體排量3～6 m3/min，壓力0.7 MPa，水排量大于100 L/min。

（4）水泥漿液的配制。

水泥漿液采用普硅P.O42.5R水泥配制，水灰比0.45～0.6，外加劑采用水泥重量的6‰～10‰的減水劑（FDN）及水泥重量的3%～5%的膨脹劑，外加劑必須采用合格產(chǎn)品，減水劑必須具有緩凝、早強之效，膨脹劑采用膨脹水泥，按上述配方漿液固結強度可達M30以上，滿足補強加固技術要求。

（5）樁身高壓旋噴注漿施工。

在樁補強孔內下入高壓注漿器具，利用高壓旋噴之方法對樁身“空體”部分進行注漿，替換出“空體”內的自由態(tài)清水，并與“空體”內的殘渣膠合，直至孔口返出的漿液濃度與注入漿液濃度基本一致時，停止注漿，抽出注漿器具，移至下一孔。按同樣步驟將另一孔進行高壓注漿，直至注滿“空體”為止，盡可能的將缺陷段內的渣質、清水替換出，使“空體”、裂隙和縫隙都充填滿水泥漿液。注漿施工參數(shù)：壓力20～25 MPa，轉速13 r/min，提升速度15 cm/min，上下反復對缺陷段進行旋噴注漿。

（6）靜力壓漿。

為了進一步提高灌漿效果，擴大灌漿范圍，讓漿液進入樁身缺陷、樁周土體間隙內、缺陷段的空洞內（或提高樁周摩阻力），旋噴灌漿后，隨即下一步采用高壓靜力注漿。漿液仍為水泥漿，水灰比為0.4～0.5。為了在保證漿液的濃度的前提下，又能保證漿液具有較好的可灌性、并控制凝固后灌漿體的體積收縮，在漿液中摻入適量的減水劑和微膨脹劑。灌漿時，從一孔灌入，其它孔返漿后封閉，逐漸增大灌漿壓力。如灌漿過程中，由于樁周土的滲透性好，漿液擴散太快，不表現(xiàn)出灌漿壓力，則應在漿液中促凝化學漿液材料如水玻璃，以縮短漿液初凝時間，適當減少擴散。當出現(xiàn)灌漿壓力后，停止使用化學漿材，并逐漸增大灌漿壓力，最大壓力可增至2～4 MPa以上（與樁周邊的封閉程度有關）。然后在穩(wěn)定的壓力下灌漿，持續(xù)一段時間后停止注漿，關閉注漿管閥。

2.2.3 樁身補強加固技術要求

（1）清孔標準。

①排出的液體基本無浮粒，肉眼所見為水清水。

②排出的液體基本無混濁現(xiàn)象。

③清孔時的水壓宜取大值，以對樁處理部位的軟弱顆粒進行徹底清理。

（2）注漿技術要求。

①注漿材料應根據(jù)設計要求、鉆孔資料情況確定，采用合適類型的漿液配比。

②配制漿液所用的水不應含有影響水泥正常凝結和硬化的有害物質，不應使用污水。

③漿液應攪拌均勻，攪拌時間在3～5 min以上，嚴格按照設計施工要求進行漿液配制，隨攪隨用，并應初凝前用完。

④注漿過程中應遵循“先稀后濃，慢速均勻”原則進行，以免過早造成對細微孔（裂）隙通道的堵塞，影響注漿施工的整體效果。

⑤注漿泵的壓力應符合設計要求，并應考慮輸漿過程中管路損失對注漿壓力的影響，確保足夠的壓力，如注漿量偏小，則可適當提高注漿壓力。

3 加固效果

鶴山廣場19#、76#樁嚴格按照注漿技術規(guī)程和補強加固技術方案進行高壓旋噴注漿補加固處理后，經(jīng)過14 d的強度增長（侯凝），檢測單位對補強加固處理的樁進行了超聲波無損檢測，檢測結果為補強注漿體的強度達到M30以上，樁達到Ⅱ類樁標準，完全滿足樁基技術規(guī)范要求；同時比常規(guī)的樁身缺陷處理方法節(jié)省了施工成本合計13.5萬元，而工期僅用了8 d，用水泥12.3 t，補強加固取得較好的效果。

4 結語

鉆孔灌注樁水下混凝土灌注施工中應嚴格控制質量管理，當出現(xiàn)樁身缺陷應采用合理、可行的補強措施。對鉆孔灌注樁樁身缺陷部位采用高壓旋噴清水切割氣舉排渣的方法清洗樁身，再采用高壓旋噴注入高強度的水泥漿液的補強加固技術進行處理，具有效果好、工期短、造價低等優(yōu)點，這種新型的樁身補強加固技術在鶴山廣場中成功實踐且技術成熟可靠，為類似樁基工程加固補強提供有益的參考。

參考文獻

[1]建筑樁基檢測技術規(guī)范[S].JGJ 106-2003.

[2]建筑地基處理技術規(guī)范[S].JGJ79-2002.

[3]孫國鈞.高壓旋噴注漿在橋墩基礎托換加固處理中的應用[A].第19屆全國結構工程學術會議論文集（第Ⅱ冊）[C].2010.

[4]向新志，黃松，李曉晶.高噴灌漿在處理溶洞填砂層中的應用[A].中國水利學會地基與基礎工程專業(yè)委員會第十一次全國學術技術研討會論文集[C]，2011.