鉆孔灌注樁樁端后注漿的質(zhì)量問題分析與處理

劉 健

1.浙江省臺州市椒江區(qū)建筑工程管理處 臺州 318000；2.浙江省臺州市椒江區(qū)建筑工程質(zhì)量安全監(jiān)督站 臺州 318000

1 工程概況

1.1 項目概述

臺州椒江某工程三標由地下連體1 層（平均深度約5 m）、地上6 幢17～20 層單體建筑組成，框剪結(jié)構(gòu)。建筑總面積約65 000 m2，樁基采用Φ600 mm、Φ700 mm、Φ800 mm鉆孔灌注樁樁端后注漿施工工藝，樁身混凝土強度等級C30，有效樁長54 m，以④2層卵石層作為樁端持力層，樁端進入持力層深度不少于5 m，共711 根，主要設計參數(shù)見表1。

表1 主要設計參數(shù)

1.2 質(zhì)量問題[1-3]

根據(jù)設計要求，工程樁施工前，先打試樁（Φ600 mm、Φ700 mm、Φ800 mm各1 根），試樁部位選擇在地質(zhì)勘察報告中鉆探孔位置。工藝如下：定位→成孔→鋼筋籠制作→注漿管制作→第一次清孔→注漿管綁扎→下鋼筋籠→下導管→二次清孔→灌注混凝土→注漿管于成樁24 h內(nèi)采用清水開孔→注漿管于樁身混凝土澆筑后15 d沖孔注漿→注漿量達到設計要求為主、注漿壓力達到2～4 MPa為輔。結(jié)束28 d后進行靜載試驗，單樁豎向極限承載力均達到設計要求。

樁基工程于2011年12月開工，2012年3月結(jié)束，完工后選定共12 根工程樁進行靜載檢測。壓到第7根時，發(fā)現(xiàn)有3 根樁豎向極限承載力未達到設計要求，樁沉降量超過4 cm，單樁豎向極限承載力達不到設計要求。考慮到不合格比例較高，各方協(xié)商暫停基樁靜載檢測，分析原因，等待處理。

2 方案論證

2.1 現(xiàn)場取芯

對Φ800 mm全長取芯，取芯深度比樁端深3 m，查明有效樁長、樁端進入持力層深度、沉渣厚度、壓密注漿效果等是否達到設計要求，同時對地質(zhì)狀況進行復核。

由于樁長較長（從自然地面起算約60 m），現(xiàn)場在取芯到28 m時，鉆桿已偏出樁外，現(xiàn)場各方?jīng)Q定再繼續(xù)往下取至樁端下3 m。從取芯情況看，地質(zhì)與勘查報告基本相符，樁長、進入持力層深度、沉渣無法準確核實，樁底芯樣松散，壓密注漿效果不明顯。

2.2 原因分析

現(xiàn)場查閱施工資料結(jié)合取芯情況，經(jīng)各方分析，承載力達不到設計要求的主要原因是樁底沉渣厚度超標、壓密注漿工藝中水泥漿量不足所致。

（a）管理原因：施工、監(jiān)理關(guān)鍵崗位人員不到崗，加上春節(jié)臨近，施工人員有急于完工的心理，未按試樁工藝施工，現(xiàn)場管理失控。

（b）技術(shù)原因：樁底沉渣清理不到位，注漿量、注漿壓力達不到設計要求，技術(shù)資料不完整，工序控制無序。

2.3 重新開塞注漿法

原注漿管能開塞的，重新注漿補強。原注漿管無法開塞的，有以下2 種方法進行注漿補強選擇：

（a）樁中取芯注漿法：考慮到樁長較長、原工程樁和現(xiàn)有取芯機械施工垂直度存在偏差等因素，結(jié)合前期取芯不成功實例，無法保證在樁徑范圍內(nèi)取芯到底，且成本較高，工期較長；

（b）樁邊取芯注漿法：采用地質(zhì)鉆探機，在樁邊鉆出Φ70 mm鉆孔，孔深至設計樁底深度超出300 mm，利用鉆桿作為注漿管注漿補強。

通過對上述2 種處理方案進行技術(shù)經(jīng)濟分析論證，鑒于施工現(xiàn)場樁基存在質(zhì)量問題的普遍性，經(jīng)各方慎重商議，決定采用樁邊取芯注漿法進行加固補強。

3 方案實施[4,5]

3.1 技術(shù)要求

（a）所有灌注樁樁底重新注漿，達到固結(jié)沉渣、提高樁端承載力效果。現(xiàn)場所有樁外露注漿管重新開塞一邊，開塞壓力控制在15 MPa以下，能開塞、無法開塞的都做好記錄。

（b）能開塞的樁重新注漿，注漿量控制為主，注漿壓力控制為輔（下同），注漿量大于原設計的1.2 倍水泥漿量，注漿壓力控制在2～4 MPa，水灰比0.5～0.6左右。

（c）對于無法開塞的樁，采用XY150地質(zhì)鉆探機在樁邊成孔補注漿，注漿量根據(jù)以下情況（圖1）按實調(diào)整，注漿壓力控制在2～4MPa，水灰比0.5～0.6左右。

第一，單樁承臺的在靠近樁邊補鉆注漿孔進行注漿，注漿量為原設計的1.2 倍。

第二，雙樁承臺的樁都不能開塞的應在2 根樁之間補鉆注漿孔進行注漿，注漿量為2 根樁原設計注漿總量的1.5 倍。

第三，有1 根能開塞的，應在能開塞的樁補注足2 根樁的注漿量（補注漿量=能開塞按原設計注漿量1.2 倍+無法開塞的按原設計注漿量1.5 倍）。

第四，三樁承臺的樁都無法開塞的應在三樁中間補鉆注漿孔進行注漿，注漿量為3 根樁原設計注漿總量的1.5 倍。

第五，只有1 根能開塞的樁應在另2 根樁之間，補鉆注漿孔進行注漿，注漿量為2 根樁的原設計注漿總量的1.5 倍；其中，能開塞的1 根樁按照原設計注漿量1.2 倍保持不變。

第六，有2 根樁能開塞的應在能開塞的2 根樁補注足3根樁的注漿量（補注漿量=能開塞的按原設計注漿量1.2 倍+無法開塞的按原設計注漿量1.5 倍）。

圖1 無法開塞的樁鉆孔布置示意

（d）補鉆注漿孔應低于樁底標高300 mm，保證注漿效果，固結(jié)樁底沉渣，改善持力層密實度，增加樁端承載力。

3.2 質(zhì)量控制

（a）先將樁頂以上的雜土清理外運，再用全站儀重新對各樁進行定位，并用毛竹簽寫好樁號做好標識，利用人工找出注漿管，采用注漿機進行全面高壓補開塞，查明能開塞、無法開塞樁的位置及數(shù)量。

（b）開塞成功的按試樁注漿工藝要求進行施工；無法開塞的，先按處理方案要求，采用XY150地質(zhì)鉆探機，首根鉆桿底端絲扣連接特制出漿口尾節(jié)（圖2），鉆出Φ70 mm的孔，孔深至設計樁底深度超出300 mm，成孔5 min左右，待砂礫石產(chǎn)生一定的沉淀，利用鉆桿作為注漿管，注入清水。等孔口不再出水，證明注漿管特制尾節(jié)周邊已被砂礫成功封堵密實，然后按試樁注漿工藝進行施工，注漿完畢后提升鉆桿，移機下一樁位施工。

圖2 特制出漿口尾節(jié)

（c）加強現(xiàn)場管理工作。嚴格按照專項方案要求，加強對施工現(xiàn)場注漿量、注漿壓力、水灰比參數(shù)的控制。

4 靜載檢測

本標段共重新選取12 根樁做靜載檢測，除1 根Φ800 mm樁靜載檢測單樁豎向極限承載力在加載到7 600 kN時沉降超過4 cm、取荷載6 840 kN外，其余Φ600 mm、Φ700 mm、Φ800 mm靜載檢測單樁豎向極限承載力均達到設計要求。

目前，該工程已進入后期裝飾階段，建筑總沉降量均在1 cm以內(nèi)，沉降均勻。

5 結(jié)語

鉆孔灌注樁樁端后注漿工藝在實際工程中已大量應用，由于管理不善、地下施工隱蔽等特殊性，經(jīng)常會出現(xiàn)一些質(zhì)量問題。本文針對樁端后注漿灌注樁承載力達不到設計試樁要求的加固補強，根據(jù)原有注漿管能否重新開塞的具體情況，采用能開塞的重新注漿、無法開塞的在樁邊利用鉆探機成孔注漿補強，補強過程中控制好注漿量、注漿壓力、水灰比等重要參數(shù)，能達到提高承載力的效果。該補強方法操作簡便、又不影響工期，實用性較強，可為類似樁基質(zhì)量問題處理提供借鑒。