淺談某工程沖孔灌注樁質量缺陷處理技術

秦輝虎

(中鐵二局集團建筑有限公司，四川成都610031)

1 沖孔灌注樁質量缺陷處理技術概述

沖孔灌注樁因承載力高，適用性好等特點，應用已經非常廣泛。在施工過程中，由于施工管理不到位、操作人員素質參差不齊和地質復雜等種種因素，容易出現樁身離析、樁身夾泥、樁底沉渣和樁底持力層遇軟弱夾層等質量缺陷。處理這些質量缺陷的方案有接樁、補樁、補強、擴大承臺等方法，經過對加固工期、成本和質量缺陷的具體情況分析對比，沖孔灌注樁質量缺陷采用二重(氣壓、水壓)高壓旋噴鉆機，通過高壓清洗、切割缺陷部位的離析、夾泥混凝土、樁底沉渣和持力層的軟弱夾層，再下注漿管、填充細石、封孔、高壓注入復合注漿液，使缺陷部位形成整體，經小應變、鉆芯、靜載三項檢測驗證，既能滿足設計要求，又能滿足工期要求，同時又能降低加固成本。

2 福建某工程概況

福建某工程5號樓、6號樓、7號樓、9號樓主樓沖孔灌注樁共472根，樁徑900、1 000、1 100、1 200 mm四種，單樁設計承載力依次為5 000、5 600、6 300、7 100 kN，樁身設計混凝土強度C35P6。在進行單樁豎向抗壓靜載試驗時發現樁基沉降量超標，不符合設計要求，為查明承載力不足原因，對其472根沖孔灌注樁全部進行鉆芯檢測。鉆芯結果顯示承載力不足主要是因為樁底沉渣過厚及樁底離析，其次為樁身離析、夾泥。

該工程共處理質量缺陷樁13根，具體分布詳見表1。

表1 福建某工程沖孔灌注樁工程樁質量缺陷統計

3 質量缺陷處理施工方案比選

沖孔灌注樁根據發生質量缺陷的不同情況，補強的方案有接樁、補樁、補強、擴大承臺等較多方法。結合本工程實際，經過對加固工期、成本和質量缺陷的具體情況分析對比，處理該工程質量缺陷施工方案采用：二重(氣壓、水壓)高壓旋噴鉆機，通過高壓清洗、切割缺陷部位的離析、夾泥混凝土、樁底沉渣和持力層的軟弱夾層，再下注漿管、填充細石、封孔、高壓注入復合注漿液，使缺陷部位形成整體，并經小應變、鉆芯、靜載三項檢測驗證，滿足設計要求。

施工工藝流程見圖1。

圖1 缺陷樁處理施工工藝流程

4 操作要點

4.1 鉆孔

(1)樁徑<φ1 200的樁，布置1個注漿加固孔；

(2)樁徑為≥φ1 200的樁，布置2個注漿加固孔。

注漿孔可以利用已有的取芯孔，不足設計要求的應增加鉆孔。鉆孔采用地質鉆機進行，鉆頭選用φ110金鋼石鉆頭，鉆孔直徑不應小于φ110。所有的鉆孔深度均應進入缺陷段底部以下不少于800 mm。為保證工程處理質量，可根據樁身、樁底缺陷程度和部位情況適當增加鉆孔。根據鉆芯結果，做好每一根樁缺陷段部位的缺陷程度、深度及在具體樁位分布記錄，為后續洗孔、下注漿管、注漿先后順序提供判別依據。

4.2 洗孔

采用二重管高壓旋噴設備對樁身、樁底缺陷段進行高壓洗孔，洗孔時，采用自來水，水壓力不低于20 MPa，最高達30 MPa，氣壓0.2～0.5 MPa，提升速度為6 cm/min，在缺陷段中進行多次反復清洗，每個鉆孔清洗時間根據現場而定，以洗至孔口返出的水由混濁變為較清的水為準(允許含有砂粒)或樁底采用清洗鉆機的鉆桿下至樁底記錄樁底至樁頂的鉆桿長度，30 min后再次下鉆機鉆桿至樁底，當前后兩次的樁底至樁頂長度無變化時，即為樁底清洗合格。洗孔范圍為缺陷段上下300 mm范圍或樁底沉渣底部以下500 mm為準。

4.3 注漿管制作、埋管

花管制作：每根注漿管底部0.5 m范圍內加工成花管(也稱注漿器)，即在該段鉆3～4對共6～8個小孔，孔徑為φ6～φ8 mm，相互交錯布置，孔口毛刺應鋼銼或角磨機磨平。花管全長用膠布纏繞密封，再用膠皮、鉛絲包裹扎實。

注漿管埋設：每根樁的注漿孔全部清洗后即可埋管，根據樁身缺陷部位、數量及缺陷程度埋設一根或多根DN32注漿花管(僅樁底有缺陷時埋設1根注漿管；樁身有缺陷時，在缺陷位置增設1根注漿管；當缺陷段超過1 m時，應在缺陷段每間隔1 m埋設注漿管，每個鉆芯孔預埋注漿管的數量不大于3根，當缺陷段(樁身斷樁、樁底沉渣)較長超過1.5 m時還要增設鉆孔)。埋設最深的注漿管應下至注漿加固段以下300～500 mm為準，每個孔同時埋設一根長度為1.0～1.5 m的DN32短注漿管(返漿管)。

4.4 填孔

洗孔后應及時埋設注漿管，并在孔底至封孔段底部整個范圍內填入5～10 mm粒徑的碎石礫料，采用附著式振搗器與注漿管捆綁開啟振搗器時分多次投入骨料，直至骨料填充至樁頂以下600 mm處穩定不再下沉。

4.5 封孔

采用水泥砂漿進行封孔，封閉厚度不小于600 mm，封閉水泥漿的水灰比為0.6∶1，并摻入0.05%的三乙醇胺早強劑。

4.6 注漿

(1)注漿材料及配合比：采用復合水泥漿，水泥采用P.O52.5R普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.6～0.7∶1，水泥漿中應摻入0.05%的三乙醇胺早強劑，2%的TW3高效早強減水劑，0.01%的鋁粉膨脹劑和8%的活性硅粉。

(2)注漿壓力：3.0～6.0 MPa。

(3)注漿液制備:在制備漿液攪拌桶上部設置網目6.4×6.4篩分器，依次加入水泥、注水、硅粉、外加劑充分攪拌，每盤水泥漿攪拌1～3 min。然后從制備漿液攪拌桶末端設置6.4×6.4篩分器盛入注漿攪拌桶。

(4)注漿量：根據圖紙交底時要求，詳見表2。

表2 鋼筋混凝土灌注樁注漿統計量表

(5)注漿順序：注漿處理順序，應先對缺陷較大的樁位及密集部位的樁先行注漿。首先通過最底部注漿花管進行樁底注漿，注漿時，返漿管的管口流出純水泥漿時，即可將返漿管關閉，當所有返漿管關閉后，加壓注漿，當注漿壓力提高到3.0 MPa或以上，吸漿量下降即可終止注漿。當可灌性較好時應采用間歇注漿，間隔時間為30 min。

(6)注漿應對同一根樁的各注漿導管由深部至淺部依次實施注漿。

(7)注漿原則：以可注入為準，盡可能采用濃漿，采用“注注停停”的間歇注漿方式，有利于定量水泥漿留駐樁底，提高樁底持力層承載力。

(8)注漿終止條件：①注漿量和注漿壓力達到設計要求；②注漿總量達到設計值75%，且注漿壓力達到或超過設計值；③樁周冒漿；滿足以上條件之一時就可結束注漿。

(9)注漿過程中在注漿攪拌桶中隨機抽樣制備試塊，試塊分三種試塊，分別是純水泥漿液試塊、砂礫盛入試模中澆入注漿液試塊(凈漿)、砂礫充分攪拌注漿液試塊，同時三種試塊分別制作標準養護(一組)和模擬樁基潮濕環境同條件(兩組)兩種試塊。

5 質量控制

(1)開工前詳細了解施工方案設計的有關技術要求和工藝參數，做好技術交底工作。嚴格按方案設計要求及有關規定進行施工。

(2)根據鉆芯檢測結果，應認真區分每一根樁的缺陷程度、部位、數量，同時每一棟樓缺陷樁的分布，原則上一棟樓缺陷樁的清洗順序依次為樁位最深、缺陷最大的樁及周邊相鄰樁先行清洗，缺陷較大的樁清洗完成后經驗收合格方可進行下一道工序，并立即組織下注漿管。

(3)二重管高壓旋噴洗孔是補強加固的關鍵工序。通過高壓水沖刷、切割，不但可將缺陷段的泥質或樁底沉渣洗凈，擴大加固范圍，還可提高漿液的可灌性及固結體的質量，提高置換率,使注漿后的樁身完整性及樁基承載力得到進一步的提高。要進行反復、多次清洗，嚴格以孔口返回清水為止(允許含有砂粒)或樁底采用清洗鉆機的鉆桿下至樁底記錄樁底至樁頂的鉆桿長度，30 min后再次下鉆機鉆桿至樁底，當前后兩次的樁底至樁頂長度無變化時，即為樁底清洗合格的標準。

(4)漿液制作：嚴格按配合比準確下料，是確保注漿效果的關鍵，因為漿液加入鋁粉膨脹劑可提高注漿體的密實度，而漿液加入活性硅粉可以提高水泥漿固結體的抗壓強度，漿液原材投入前和盛入注漿攪拌桶前均應篩分，以免堵塞注漿管路。

(5)注漿前，應按照洗孔順序中的要求，先對樁位最深、缺陷較大的樁及缺陷樁位相對集中的片區進行先行注漿，注漿前先對注漿管進行疏通清洗，同一樁位不同深部的缺陷應由深部至淺部缺陷依次注漿。注漿過程不能隨意注漿。

(6)注漿：嚴格執行注漿標準：①終壓大于初壓0.5 MPa以上；②吸漿量下降；③達到設計注入量；④間歇時間≥注漿時間。過程應密切關注注漿部位樁及相鄰樁的樁位注漿液溢流及上浮情況，以便對改樁進行往復多次注漿依據。

(7)注漿過程中應隨機取樣純水及漿液試塊(凈漿)、砂礫盛入試模中澆入注漿液試塊、砂礫充分攪拌注漿液試塊。為后期驗證工程處理后樁身凈漿、混凝土強度評定及單樁承載力檢測齡期提供依據。

(8)注漿作業是一種隱蔽工程，必須及時、準確地做好現場施工記錄；注漿作業時應有建設單位、監理單位等有關人員在場監督與指導。注漿時應根據實際，及時調整工藝參數，注漿應進行動態調控。

(9)實行工序管理：以質量管理為中心，按前述的工藝流程，對各道工序實行質量控制，按現行施工規范嚴格把關，實行事先指導，中間檢查，事后驗收的“三環管理”，尤其對高壓水洗孔、制漿、噴漿、注漿等主要工序進行強化管理。推行全面質量過程管理控制，并及時配合建設單位、現場監理做好隱蔽工程的旁站見證。

6 處理效果

通過小應變、鉆芯、靜載三項檢測驗證，處理完成的樁全部滿足設計要求。

目前，5、6、7、9號樓主體結構施工至6層，沉降觀測報告顯示各單位工程沉降均勻，沉降量僅1～3 mm。

7 安全措施

(1)施工前必須對施工人員進行技術交底及入場安全教育工作。每日上班前為工人做班前安全教育工作。嚴格執行安全操作規程，堅持持證上崗制度。現場工作人員必須堅守崗位，不準串崗。

(2)現場設置專職安全檢查員在施工前和施工中進行檢查，發現問題及時處理。

(3)施工用電按照JGJ 46-2005《施工現場臨時用電安全技術規范》要求編制臨時用電施工組織設計，并嚴格執行。

(4)機械設備操作人員對機械的傳動裝置、制動裝置進行日常檢查和保養。每臺班開工前及收工后，及時檢查樁機配電箱、電纜、卷揚機、鋼絲繩及連接處等部位，發現問題及時處理，并作好交接手續。樁機的螺絲、銷扣要每周普檢一次，如有松動、損壞、不靈要及時修復或更換。

(5)高壓泵司機和鉆機司機、漿液攪拌組要密切聯系配合協作，一但某部發生故障，應及時聯系停泵、停機，及時排除故障，維修好后方可繼續作業。

8 結束語

福建某工程沖孔灌注樁質量缺陷處理技術，既滿足了設計和技術要求，又滿足了工期要求，有效地縮短了加固處理工期，保證了工程質量及安全，降底了樁基加固成本，值得推廣和應用。

[1] GB 50202-2002建筑地基基礎工程施工質量驗收規范[S]

[2] JGJ 55-2011普通混凝土配合比設計規程[S]

[3] GB 50119-2003混凝土外加劑應用技術規范[S]

[4] 福建省DBJ 13-77-2006混凝土外加劑應用技術規程(建設部備案號：J 10892-2006)[S]

[5] 福建省DBJ 13-28-1999基樁鉆芯檢測技術規程[S]