淺論基樁缺陷加固補強處理方法的可行性

林雯

廈門合誠工程檢測有限公司（361000）

淺論基樁缺陷加固補強處理方法的可行性

林雯

廈門合誠工程檢測有限公司（361000）

在交通工程施工中，橋梁樁基的完整性和使用可靠性，是橋梁下部結(jié)構(gòu)極為重要的一項主要指標。針對樁身存在缺陷明顯的基樁，應做重新沖孔補打樁處理，但往往會影響工程的進度。因此，對樁身存在缺陷的基樁，進行相對應的加固處理方法，使得基樁仍可使用，在工程中具有重要的現(xiàn)實意義。

基樁檢測；樁身缺陷；加固處理方案；復檢

1　基樁的樁身缺陷類別

樁身缺陷是在一定程度上使樁身完整性惡化，引起樁身結(jié)構(gòu)強度和耐久性降低，出現(xiàn)樁身斷裂、裂縫、縮頸、夾泥（雜物）、空洞、蜂窩、松散等不良現(xiàn)象的統(tǒng)稱。

2　樁身缺陷形成的原因和存在部位

樁身缺陷的產(chǎn)生往往是在灌注混凝土時操作不當或是成孔質(zhì)量不達標導致的，缺陷的位置也可能存在于樁身的各部位，涵蓋了樁身的上、中、下部。

3　基樁的加固補強處理方案設(shè)計

合理的注漿設(shè)計是注漿的前提，為了使樁體的注漿加固補強施工合理有效，應對樁身缺陷的類型和存在部位仔細分析，結(jié)合基樁的巖層地質(zhì)狀況、地下水條件和周圍的環(huán)境條件等各方面因素，進行綜合的分析判斷，科學配置注漿漿液，確定注漿壓力等參數(shù)。

3.1壓漿加固補強的主要原理與目的

利用樁身的取芯鉆孔，對混凝土樁身進行封閉式的壓注純水泥漿液，令樁身的缺陷部位重新進行膠結(jié)，提高該部位的受力強度，致使與膠結(jié)完好的混凝土形成一個受力整體，加強樁身完整強度。

3.2加固補強主要材料

水泥漿：使用P.O42.5R優(yōu)質(zhì)早強型硅酸鹽水泥與清水配制而成，水灰比范圍為0.50～0.60。碎石：骨料粒徑范圍為1～2cm。外加劑：膨脹劑，摻量0.05% ～0.1%。

3.3施工工藝

3.3.1注漿鉆孔

根據(jù)現(xiàn)場檢測情況及處理技術(shù)要求，利用檢測時所成的鉆孔及補強取芯鉆孔進行高壓注漿處理；當樁徑大于2m的處理樁鉆孔數(shù)應為5個，鉆孔應均勻分布。取芯鉆孔時應詳細記錄，以便更準確的為注漿施工提供依據(jù)。

3.3.2鉆孔高壓注漿

采用雙液調(diào)速高壓注漿泵，進行鉆孔注漿。相關(guān)主要參數(shù)如下：噴射最大壓力一般不小于2～3 MPa，最大注漿壓力為5MPa；泵量20～50L/min。

3.3.3高壓水洗孔

鉆孔完畢后，利用大流量水對所成的鉆孔進行全孔上下反復沖洗，把樁身內(nèi)殘留的巖粉、泥質(zhì)、沉渣等雜質(zhì)沖出孔外，待孔內(nèi)返水由濁變清時，再對另一個鉆內(nèi)進行沖洗。大流量水沖洗完畢后，在樁身缺陷位置放下噴射器，對缺陷段上下反復進行高壓水旋轉(zhuǎn)噴射，沖洗應滿足水由濁變清且持續(xù)沖洗一定時間，才結(jié)束清洗。如同一根樁有多個鉆孔，應逐個鉆孔進行清洗。一孔高壓清洗而有另一孔有水溢出時，可認定缺陷部位已打通，可換另一個鉆孔高壓清洗。鉆孔間互通后，壓入的水由濁變清時，可結(jié)束清洗工作。

洗孔的目的是將孔內(nèi)泥砂、雜物、碎屑及成孔過程中殘留的巖粉等雜質(zhì)沖出孔外，致使缺陷位置能互通，提高水泥素漿的滲透性能及新老混凝土的交接能力。

3.3.4下注漿管、回填碎石

每個鉆孔內(nèi)下兩根注漿管，其中一根直通管，一根為花管。花管埋設(shè)位置為樁身缺陷位置或樁底沉渣位置，直通管埋深5m位置且在上部管口安置止?jié){閥，然后進行回填細石骨料，回填至距孔口3m時，停止回填碎石，改用自拌混凝土回填封孔。

嚴格地按細石混凝土的要求，往鉆孔中下碎石，碎石要用清水清洗，粒徑范圍為1～2cm。回填碎石應遵循逐根逐孔完成，在回填中應盡可能使其密實。

3.3.5注漿施工

注漿施工前應先進行壓水試驗，壓水試驗目的是檢查注漿系統(tǒng)和設(shè)備完好率。壓水試驗測試合格后，方可進行樁身缺陷或樁底沉渣處高壓注漿。

樁身缺陷高壓注漿加固補強施工：待封孔結(jié)束8～10h后再用埋至缺陷位置的花管進行注漿，注漿為高壓注漿，注漿壓力及漿液濃度應按逐漸提高的過程，流量可調(diào)小至20L/min，進行小流量注漿。注漿時，第一根直通管溢出水泥漿液，且水泥漿液濃度與注入時水泥漿液濃度一致，可關(guān)閉止?jié){閥，繼續(xù)加壓注漿，當出現(xiàn)注漿漿液從孔口、樁周溢出時應停止注漿；如未出現(xiàn)以上現(xiàn)象，以注漿壓力2～3MPa且最大注漿壓力不大于5MPa，持續(xù)注漿時間為30 min為終止注漿標準。樁身缺陷注漿應遵循逐根逐孔順序完成。注漿完畢將注漿管留于孔中不作回收。

通過對樁底缺陷處的高壓注漿加固補強后，使水泥漿液對缺陷部位進行高壓擠壓，排出內(nèi)部的空氣和水，致使水泥漿液充分充填于缺陷處碎礫石及回填碎石的空隙中，提高缺陷處水泥強度，從而提高樁身承載力。

3.4施工工藝流程圖

圖1　工藝流程圖

4　工程實例對比分析

1）某高速公路工地，某大橋的3-2#基樁，設(shè)計樁徑為2000mm，樁長為20.8m，成樁類型為嵌巖樁。采用超聲波法檢測樁身完整性，并用低應變法檢測樁端持力層情況。檢測結(jié)果表明，樁身在距樁底約40cm左右處，超聲波波幅、波速異常，低應變的應力波曲線在接近樁底處也出現(xiàn)了同向反射波（見圖2）。懷疑該樁的樁身下部存在缺陷，建議采用鉆芯法驗證。暫對該樁鉆取一孔芯樣，鉆芯結(jié)果顯示，在樁身20.44m處，樁身混凝土離析嚴重，但持力層仍符合設(shè)計要求。經(jīng)現(xiàn)場甲方、施工方、監(jiān)理、設(shè)計等四方研究決定，擬對3-2#基樁采用注漿加固補強處理，并要求保護好聲測管，以備檢測單位進行復測。

圖2　低應變的應力波曲線

3-2#基樁經(jīng)過注漿加固補強處理，待水泥凈漿齡期滿足28d后，通知同一家檢測單位復測。超聲波檢測結(jié)果表明，在同一深度部位，超聲波波幅、波速均有明顯變化，趨于正常范圍。低應變檢測結(jié)果表明，應力波曲線在樁底出現(xiàn)了明顯的反向反射。經(jīng)與施工方商議，再對該3-2#基樁進行鉆芯驗證加固補強處理效果。鉆芯結(jié)果顯示，樁底混凝土芯樣膠結(jié)完好，有明顯注漿處理痕跡，且注漿部位的混凝土與原樁底混凝土膠結(jié)成一個整體。經(jīng)綜合判定，該基樁的注漿加固補強效果良好，該樁身完整性類別定為Ⅱ類，基本滿足承載力使用要求。

2）某高速公路工地，某大橋的12-2#基樁，設(shè)計樁徑為2800mm，樁長為30.5m，成樁類型為端承樁。采用超聲波法檢測樁身完整性，并用低應變法檢測樁端持力層情況。檢測結(jié)果表明，樁身在距樁底約16.5～20.5m范圍內(nèi)，多出位置出現(xiàn)超聲波波幅、波速異常，低應變的應力波曲線波動較大。懷疑該樁的樁身下部存在不止一處缺陷，建議采用鉆芯法驗證。共計鉆取5個孔，鉆取結(jié)果表明，在17.0～19.8m處和樁底位置處，不同位置深度位置的芯樣均存在不同程度的缺陷（表1）。施工單位仍想注漿加固補強處理，檢測單位要求保護好聲測管，以備復測。

表1　某橋12-2樁基取芯

12-2#基樁經(jīng)過注漿加固補強處理，待水泥凈漿齡期滿足28d后，通知檢測單位復測。檢測結(jié)果表明，在該注漿部位超聲波波形仍然出現(xiàn)波幅、波速異常，低應變應力波曲線未發(fā)生變化。通過了解注漿現(xiàn)場情況，注漿單位指出在注漿過程中出現(xiàn)了注漿液超量，壓漿力未達到預期值，且在該樁周邊土層夾層中，有注漿液溢出，最終停止注漿。結(jié)合以上各種因素表明，該樁的注漿加固補強效果未達到預期要求，樁身完整性仍然判定為Ⅳ類。

5　結(jié)語

當基樁的樁身完整性存在一定缺陷時，采用注漿加固補強方法并不一定全部能達到合格的要求。只有對該缺陷部位進行綜合分析和評判，結(jié)合基樁的各方面資料及周圍地質(zhì)情況，合理地擬定注漿加固補強處理方案，并在注漿過程中密切注意是否出現(xiàn)異常突發(fā)情況，如出現(xiàn)異常情況應及時處理，以排除異常情況，最終才能達到注漿補強的效果，從而實現(xiàn)經(jīng)濟合理的目的。

［1］JGJ106-2014，建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］劉屠梅.基樁檢測技術(shù)與實例［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006：29-30.