某工程嵌巖鉆孔(擴底)灌注樁質量問題及處理

李 峰， 李天寶， 周 偉

(1.安徽省建設工程測試研究院有限責任公司，安徽 合肥 230051；2.安徽省城建基礎工程有限公司，安徽 合肥 230009)

0 引 言

嵌巖鉆孔(擴底)灌注樁具有承載力高、施工方便的優點，應用范圍越來越廣。但作為地下隱蔽工程，如果檢測過程不能夠發現其質量缺陷，將給工程帶來極大的安全隱患。通過合理的檢測手段及時的發現問題，并采取有效的處理措施，一方面控制了質量安全風險，另一方面充分利用了現有基樁，將各方面損失降低到最小。本文以一個工程實例介紹嵌巖鉆孔(擴底)灌工程項目的檢測、處理方法。

1 工程概況

某工程位于合肥市蜀山區，場地內有3棟高層，設計采用嵌巖鉆孔(擴底)灌注樁，設計樁徑800mm，樁端持力層為④2層中風化泥質砂巖，單樁豎向抗壓承載力特征值分別為1 680kN、2 210kN、2 520kN，已施工完成，共200根，7、8號樓均為59根，9號樓82根。由于某些原因基樁施工完成后停工多年，本次為復工后質量檢測，整個過程分為發現問題前的常規檢測、發現問題后的驗證檢測以及處理后的驗證檢測。

擬建場地土層自上而下為：①層雜填土，層厚0.8～7.6m，層底標高36.53～44.82m；②層粉質粘土，局部分布，層厚0.40～2.40m，層底標高35.17～41.43m；③層黏土，硬塑～堅硬狀態，層厚1.40～8.10m，層底標高31.06～39.78m；④1層強風化泥質砂巖，極破碎，屬極軟巖，巖體基本質量等級為Ⅴ類，層厚1.90～6.10m，層底標高為25.82～35.02m；④2層中風化泥質砂巖，該層未鉆穿。無軟弱夾層及破碎帶，屬極軟巖，巖體基本質量等級為Ⅴ類。

2 處理前檢測情況

2.1 常規檢測情況

分別采用單樁豎向抗壓靜載試驗檢測10根、低應變法檢測200根和鉆芯法檢測14根。檢測過程中發現：

(1)承載力達到設計要求70%的8#樓28#、9#樓22#基樁，樁身砼完整，樁長達到設計要求，樁底有沉渣；承載力滿足設計要求的9#樓28#基樁，樁身砼完整，樁長達到設計要求，樁底無沉渣。

(2)鉆芯法檢測14根，3根為Ⅰ類樁，11根為Ⅲ、Ⅳ類樁，缺陷類型有樁底沉渣、樁身混凝土離析、夾泥等。

(3)工程施工資料不完善，樁長資料與實際出入較大，加之樁身存在多個或漸變缺陷，低應變法無法判別基樁樁身完整性類別，例如部分鉆芯有問題的樁，應變法檢測結果無顯示或不明顯。

考慮到本工程的復雜性，為了進一步了解基樁缺陷類型，確定合適的檢測方法，有必要進行進一步的驗證檢測。

2.2 驗證檢測情況

本工程驗證難點主要體現在：(1)現場施工資料不完善，與實際出入較大；(2)施工質量差，樁基質量出現的問題種類多，范圍比較廣；(3)常規低應變法檢測樁身完整性難以判斷篩選。故驗證方法主要是對已鉆芯檢測的基樁采用井中電視，另通過改變激發能量進一步驗證試驗低應變法。

2.2.1 缺陷類型

通過鉆芯檢測及井中電視驗證，發現本工程基樁缺陷主要有：

(1)樁身長度與施工資料不符。通過對鉆芯檢測及井中電視驗證的 14 根樁分析，實際樁身長度與施工資料不符，詳見表 1。

表1 驗證樁身長度

(2)混凝土離析、夾泥、樁身斷裂(裂紋)、樁底沉渣,如圖1～圖3所示。

圖1 混凝土離析

圖2 混凝土夾泥

圖3 樁身斷裂(裂紋)

2.2.2 典型低應變曲線分析

雖然低應變樁身完整曲線形態，但樁底沉渣無法判定，也有可能實際樁身嚴重缺陷，例如9號樓66#樁，低應變檢測曲線顯示樁身完整，如圖4所示。此樁實際情況是普遍夾泥，12.6～16.0m較嚴重，為Ⅳ類樁，不可使用，其井中電視局部圖片如圖5所示。此類低應變曲線，相似度很高，難于區分，并且此類曲線所占比例較高(表2)，誤判風險大。

圖4 9號樓66#樁低應變曲線圖

圖5 9號樓66#樁井中電視

表2 “低應變樁身完整曲線形態”(Ⅰ類曲線)統計表

2.2.3 驗證成果

通過驗證檢測，得到如下成果：

(1)本工程基樁施工質量差，風險高，檢測判定難度大，僅采用低應變法檢測難以準確判定基樁質量，劃分基樁完整性類別。

(2)本工程采用鉆芯法結合井中電視綜合判定效果較好，符合《建筑基樁檢測技術規范》(JGJ106-2014)要求。

(3)按上述方法檢測，缺陷樁綜合判定結果見表3。

表3 缺陷樁綜合判定結果

3 缺陷樁處理

3.1 處理方案

根據檢測結果，針對出現的Ⅰ、Ⅱ類，Ⅲ類以及Ⅳ類樁，分別進行處理。

3.1.1 Ⅰ及Ⅱ類樁

對于Ⅰ及Ⅱ類需封孔的樁基進行高壓注漿封孔,待孔內清洗干凈后采用高壓注漿封口，注漿參數：注漿水灰比0.6，注漿壓力1.5MPa，拔管速度1～0.25m/min。

3.2.2 Ⅲ類樁

(1)高壓旋噴切割、沖洗清渣。通過高壓泵產生的高壓水射流對樁身及樁底缺陷段內的離析、松散混凝土及殘渣進行高壓清水自下而上反復沖洗切割。缺陷段的上下部沖洗切割長度各增加200mm，以不留盲區為主。對底部缺陷還需實施定向切割，定向切割時間每個方向不少于5～10min，使缺陷段形成一個空腔。本項目針對沉渣厚度不同，缺陷樁修復質量控制如下：

① 對于沉渣>0.5m的缺陷樁，洗孔時間>1h且泥漿比重<1.05；

②對于0.5m<沉渣厚度<1m的缺陷樁，洗孔時間>1.5h且泥漿比重<1.05；

③對于1m<沉渣厚度<2m的缺陷樁，洗孔時間>2.5h且泥漿比重<1.05。

全部缺陷段切割完畢后，以提速不大于5cm/min，轉速15r/min，對處理段內重復進行2次以上反復切割沖洗，通過空壓機氣舉排出處理段內的粉末及細小顆粒泥漿等切割殘渣，樁底留下粗骨料。每個孔均翻出不太渾濁且比重<1.05的淡紅色含砂水為止，表示殘渣清除干凈。并用井中電視拍攝照片對各典型的沉渣厚度清孔后進行抽查復測。

(2)高壓旋噴注漿置換。

① 高壓噴射注漿前，用比重計稱攪拌桶中水泥漿比重，比重需>1.6；

② 注漿(水泥漿)配合比要求：水灰比：1∶1，比重：1.6；

③ 旋噴注漿置換旋噴施工參數:雙噴嘴φ1.8mm，壓力不小于25MPa，提速不大于5cm/min，轉速10～15r/min；

④ 處理段旋噴次數不小于2次。旋噴2次后，當空口再次溢出的漿液水灰比與配合比水灰比漿液相當且比重>1.6時，一次注漿完成，否則重新進行復噴；

⑤ 注漿量應與洗孔后空腔體積對比，發現誤差較大時停止注漿分析原因。

(3)二次注漿。 對于沉渣厚度>0.5m的缺陷樁需預埋二次注漿管進行二次注漿，具體注漿參數如下：

① 開孔要求:1MPa壓力打開注漿管包裹的膠帶；

② 二次注漿過程分兩次：第一次加壓霹靂注漿后關閉止漿閥穩壓2min，第二次穩壓后打開止漿閥再次加壓注漿直至取芯孔內或樁周有漿液冒出。

(4)封孔收尾。注漿后用砂漿灌滿封實孔口。

(5)Ⅳ類樁。由建設單位聯系設計單位進行重新設計補樁。

3.2 處理效果

處理后的基樁100%進行低應變法檢測，且每棟樓選取最不利的3根基樁進行單樁豎向抗壓靜載試驗，檢測結果表明單樁承載力和樁身完整性均滿足設計要求。通過處理，解決了基樁承載力不足和樁身缺陷問題。

4 結束語

嵌巖鉆孔(擴底)灌注樁，報廢處理成本較高，同時由于其占用了樁位，不利于后期重新布樁，因此應盡量修復利用現有基樁。在制定檢測方案時，要充分考慮到各種檢測方法的局限性，提高檢測的準確性。同時檢測工作是后續處理必不可少的環節，修復處理應建立在充分了解問題的前提下，采取安全、高效、經濟的處理措施，從而滿足實際工程需要。