橋梁鉆孔灌注樁缺陷及其處理方法探析

摘 要:本文根據(jù)施工實(shí)踐探討了橋梁鉆孔灌注樁的質(zhì)量檢測方法、樁基缺陷及其預(yù)防和處理措施等，為施工單位鉆孔灌注樁施工工作提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒，以避免此類事故產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁 缺陷 措施

中圖分類號:U445文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(a)-0132-01

橋梁樁基是橋梁工程中一個(gè)非常關(guān)鍵的工程部位，由于樁基施工的隱蔽性造成了其在施工過程中存在較多不可預(yù)見因素，經(jīng)常出現(xiàn)一些問題也就不可避免，這些問題如不及時(shí)處理，將對橋梁的質(zhì)量與安全造成嚴(yán)重影響。為此，本文根據(jù)施工實(shí)踐探討了質(zhì)量檢測方法與缺陷的分類、原因與處理措施等，為施工單位鉆孔灌注樁施工工作提供經(jīng)驗(yàn)借鑒，以避免此類事故產(chǎn)生。

1 樁基質(zhì)量檢測方法

樁基質(zhì)量檢測主要分為靜載試驗(yàn)、聲波透射法、高應(yīng)變、低應(yīng)變、鉆孔取芯法等方法。

靜載試驗(yàn):其目的是采用接近于豎向抗壓樁的實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法，確定樁基的極限承載力。一般情況下，檢測加載所用的加載反力裝置有四種類型，即:堆載反力梁裝置、錨樁反力梁裝置、地錨裝置和聯(lián)合裝置。

高應(yīng)變動測法:采用重達(dá)樁身重量10%以上或單樁豎向承載力1%以上的重錘以自由落體擊向樁頂，從而獲得相關(guān)的動力系數(shù)，應(yīng)用規(guī)定的程序，進(jìn)行分析和計(jì)算，得到樁身的完整性參數(shù)和單樁豎向承載力

低應(yīng)變動測法:首先在樁頂布設(shè)傳感器，然后使用小錘敲擊樁頂，再利用傳感器采集樁中的應(yīng)力波信號，采用應(yīng)力波理論來研究樁－土體系的動態(tài)響應(yīng)，反演分析實(shí)測速度信號、頻率信號，從而獲得樁的完整性信息。

聲波透射法:灌注混凝土之前，在樁內(nèi)預(yù)埋若干根聲測管，作為超聲脈沖發(fā)射與接收探頭的通道，用超聲探測儀沿樁的縱軸方向逐點(diǎn)測量超聲脈沖穿過各橫截而時(shí)的聲參數(shù)，然后對這些測值采用各種特定的數(shù)值判據(jù)或形象判斷，進(jìn)行處理后，給出樁內(nèi)混凝土缺陷類型、大小和位置以及混凝土均勻性指標(biāo)和強(qiáng)度等級。

鉆孔取芯法:主要要是采用鉆孔機(jī)對樁基進(jìn)行抽芯取樣，根據(jù)取出芯樣，可對樁基的長度、混凝土強(qiáng)度，局部缺陷情況，樁底沉渣厚度，持力層情況等做出判斷，但鉆孔取芯只能對部范圍進(jìn)行判斷，故在樁基等級評定時(shí)，仍以無損檢測為主。

上述方法由于各自的理論假設(shè)及各種因素影響，都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，因此要根據(jù)實(shí)際工程中遇到的問題要采取不同的方法。

2 鉆孔灌注樁的缺陷成因及預(yù)防措施

樁基缺陷主要有:⑴樁身夾泥、斷樁;⑵樁身混凝土強(qiáng)度不足、樁身蜂窩、空洞;⑶樁頂空心;⑷樁底沉渣過厚等。

樁身夾泥、斷樁成因:導(dǎo)管底口距孔底距離較大，首批灌注混凝土不足，混凝上無法埋住導(dǎo)管，混凝上表層出現(xiàn)泥漿形成夾層;發(fā)生卡管現(xiàn)象，在混凝上初凝前未能疏通好，只好提起導(dǎo)管進(jìn)行處理時(shí)，形成斷樁;導(dǎo)管拔出混凝土面，導(dǎo)管口處于泥漿層或泥漿與混凝土混合形成斷樁;導(dǎo)管接口處密封不好，泥漿進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)，在混凝土內(nèi)形成夾層;因?qū)Ч芾碇蒙疃冗^深或其他原因在提拔導(dǎo)管時(shí)，混凝土初凝前無法提起，中斷灌注或?qū)Ч馨螖嗟?孔壁坍塌;混凝土供應(yīng)不及時(shí)等。

預(yù)防措施:認(rèn)真做好清孔，防止孔壁坍塌;灌注混凝土?xí)r速度要快，且連續(xù)澆筑使混凝土產(chǎn)生極大的沖擊力，這樣混凝土和泥漿一直保持流動狀態(tài)，導(dǎo)管不易堵塞;提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，灌注混凝土過程中隨時(shí)測量導(dǎo)管埋深并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程;灌注水下混凝土前檢查導(dǎo)管是否漏水、彎曲等如發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)更換。

樁身混凝土強(qiáng)度不足、樁身蜂窩、空洞成因:混凝土原材料不良、配合比不當(dāng);混凝土制備、運(yùn)輸、澆灌方法不當(dāng)，造成離析，坍落度損失太大;導(dǎo)管漏水。

預(yù)防措施:嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量;澆灌混凝土?xí)r嚴(yán)格遵守既定的操作規(guī)程;灌注水下混凝土前檢查導(dǎo)管是否漏水、彎曲等如發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)更換。

樁頂空心:導(dǎo)管插入混凝土中的深度較大，混凝土坍落度小，樁頂空心呈不規(guī)則漏斗形，其深度、位置與導(dǎo)管拔出時(shí)的位置、樁頂混凝土狀態(tài)有關(guān)。導(dǎo)管埋得太深，拔出時(shí)底部已接近初凝，導(dǎo)管拔上后混凝土不能及時(shí)沖填，造成泥漿填入。

預(yù)防措施:灌注結(jié)束前導(dǎo)管插入混凝土中深度不超過6.0m;灌注結(jié)束后，導(dǎo)管緩慢拔出。

樁底沉渣過厚:造成這種原因是清孔不干凈或沒有進(jìn)行二次清孔。認(rèn)真檢查，采用正確的測繩與測錘;一次清孔后，不符合要求時(shí)，要采取措施進(jìn)行清孔:如改善泥漿性能，延長清孔時(shí)間等。在下完鋼筋籠后，再檢查沉渣量，如沉渣量超過規(guī)范要求，應(yīng)進(jìn)行二次清孔。

3 鉆孔灌注樁缺陷處理方法

壓漿法:根據(jù)檢測出的缺陷位置鉆孔抽芯，直至缺陷為止，成孔后在孔口安裝套管及閥門。如果缺陷范圍較大，應(yīng)至少鉆3個(gè)孔以便進(jìn)行循環(huán)排渣，然后利用高壓泵產(chǎn)生高壓水噴射流對抽芯孔內(nèi)缺陷段進(jìn)行高壓水旋噴切割清洗，使抽芯孔附近樁身混凝土缺陷部位離析松散的碎石、砂等脫落，再采用氣舉法將被切割剝落的泥砂排出，形成缺陷段內(nèi)的“空體”，然后再采用高壓旋噴注漿法或壓密注漿法向“空體”內(nèi)壓注高濃度水泥漿，水泥漿固結(jié)后可改善樁身混凝土的膠結(jié)質(zhì)量達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)的日的，此方法適合缺陷較深的部位補(bǔ)強(qiáng)。

壓漿法處理樁基缺陷的優(yōu)點(diǎn)在于壓漿過程工時(shí)較短，成本低廉，對樁身其余部分無損傷;缺點(diǎn)在于砂漿達(dá)到強(qiáng)度的時(shí)間較長，處理后需較長時(shí)間才可復(fù)測，壓漿失敗率較高，對通孔質(zhì)量要求較高，如果缺陷部位與樁側(cè)巖層裂縫相通則水泥漿浪費(fèi)較大，且難以保證質(zhì)量。

鑿除法:鑿除法是樁基處理中最常用的方法，缺陷位置離地面有一定深度但又不是很深的時(shí)候，可采用此法，其原理就是將缺陷部位直接鑿除重新澆注混凝土加固。如果在缺陷一側(cè)開挖土體至缺陷處，從側(cè)面將缺陷部分鑿除，再視缺陷大小橫向加小鋼筋籠進(jìn)行連接，澆注混凝土后可保證樁的質(zhì)量。

重新成孔法:如果缺陷嚴(yán)重，樁基只能報(bào)廢處理，此時(shí)采用重新成孔法，即利用鉆頭在樁頂鉆孔，重新成孔，然后按鉆孔樁工序完成該樁施工;或用沖擊鉆重新成孔，將已灌注的混凝上樁身擊碎，吊出鋼筋籠，清除混凝上碎渣，直到設(shè)計(jì)標(biāo)高，再重新清孔，下鋼筋籠，澆筑混凝土。優(yōu)點(diǎn)是治理缺陷最為徹底，但是其成本高、工期長。

上述各種處理方法各有利弊和適用條件，所以制定處理方案時(shí)要結(jié)合缺陷類型、嚴(yán)重程度、位置、樁基設(shè)計(jì)參數(shù)等因素，再綜合考慮成本、工期、治理效果等選擇最有效、經(jīng)濟(jì)、快捷的方案進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

橋梁施工中首先要從思想上重視樁基的質(zhì)量控制，通過對各種樁基缺陷成因機(jī)理進(jìn)行分析和研究，在此基礎(chǔ)上，制定周詳?shù)奶幚眍A(yù)案，做到提前預(yù)防和控制;對己形成的各種缺陷必須結(jié)合缺陷類型、嚴(yán)重程度、位置、樁基設(shè)計(jì)參數(shù)等因素，再綜合考慮成本、工期、治理效果等選擇最有效、經(jīng)濟(jì)、快捷的方式進(jìn)行處理，最終保證橋梁樁基施工的工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]羅騏先.樁基工程檢測手冊[M].北京:人民交通出版社，2003.

[2]王赫.建筑工程質(zhì)量事故分析與防治(第3版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008.