鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測與修補技術(shù)的應(yīng)用

羅登華

摘要：鉆孔灌注樁越來越成為橋梁基礎(chǔ)的主要形式，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)可適用于各種地質(zhì)情況，地層的松軟都可實用，而且為提高單樁承載力、樁長和樁徑有越來越大的趨勢，其質(zhì)量將直接影響上部結(jié)構(gòu)乃至整個橋梁的安全。由于樁基是隱蔽工程，施工時存在不可見性，所以極易導(dǎo)致質(zhì)量事故的發(fā)生。因此對鉆孔灌注樁進行質(zhì)量檢測與質(zhì)量修補技術(shù)具有極其重要的意義。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；施工過程；質(zhì)量檢測

1 工程概況

某高速公路前的立交橋，橋梁下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，為單排4根樁，分左右幅兩個承臺，承臺上設(shè)計為“T”形墩，本墩為柔性墩設(shè)計，上部為空心板梁形式。其中1號墩樁長48 m，直徑1 500 mm，承載力為6 600 kN。前莊分離立交1號墩左2號鉆孔灌注樁采用自拌混凝土，強度等級為C25，每立方米混凝土配合比為：水泥357 kg，黃砂782 kg，碎石1 037 kg，水189 kg，外加劑1.785 kg。于2008年6月17日施工完成。2008年該市的檢測中心采用超聲波法檢測，發(fā)現(xiàn)該樁在距離樁頂上部約20 m～22 m段聲測波形出現(xiàn)明顯異常，因此對該樁進行進一步取芯檢查，取芯均勻布設(shè)了4個芯孔，所取芯樣反映該樁在該段混凝土質(zhì)量確存有不同程度的缺陷問題，具體結(jié)論為：1）本次取芯檢測均勻布設(shè)了4個鉆孔，其中，QXD-1點、QXD-2點、QXD-4點芯樣完好，QXD-3點芯樣在20 m～22 m之間較大范圍存在破碎并夾泥的質(zhì)量問題；2）從所取4個孔芯樣的質(zhì)量整體分析認為，此樁存在非全斷面性缺陷，缺陷位置處于20 m～22 m之間，類型為混凝土蜂窩中夾有泥砂。

2 檢測原理及方法

2.1 孔深測量

滑輪裝在由二條鋁合金槽鋼組成的井口支架上，電纜每移動 1 m，滑輪相應(yīng)轉(zhuǎn)動三圈?；喩习惭b的深度傳感器（光電脈沖發(fā)生器）隨著滑輪一起轉(zhuǎn)動，并產(chǎn)生 3 600 個深度脈沖信號傳送到微處理器作采樣脈沖，同時通過串行接口到上微機作深度顯示。

2.2 孔徑測量

原理：采用井徑儀進行測量鉆孔井徑，當(dāng)儀器下井提升測量時，四條測腿末端緊貼井壁，隨著井徑的大小改變測點電位差，經(jīng)系統(tǒng)標(biāo)定后，得到鉆孔全孔井徑。方法：采用接觸式方法測量，利用四條測量腿緊貼井壁，將兩個正交方向上孔徑變化的平均值反映出來。測量腿由彈簧支撐著，下放時測量腿置于開腿盤中被束縛住，到了孔底，抖動一下電纜，利用泥漿的反作用力將開腿盤拉下，測量腿在彈簧的作用下彈開直至井壁，測量腿隨電纜提升而沿井壁作向上運動，孔壁直徑的變化帶動測量腿傾角的變化，其變化由傳感器變成電信號，電纜每移動2.5 cm下微機作一次采樣，通過串口送上微機處理。

2.3 沉渣測量

原理：沉渣測量采用棒狀梯度微電極系。利用電極系自重及重力加速度將其插入孔底原始地層，然后根據(jù)孔液、沉渣及原始地層之間的電阻率變化值，求出孔底沉渣的厚度。方法：沉渣探管下到孔底后，將絞車減速箱與齒輪脫開，用手搖柄絞上幾m，然后松手讓探管自由下落，穿過沉渣層抵達原土層，將松弛的電纜收緊，做好測量準(zhǔn)備，緩慢地用手柄絞電纜，提速約 1 m/min，間隔 2.5 mm采樣，在探頭通過沉渣界面時，電場會發(fā)生畸變，沉渣曲線會跳變，可根據(jù)跳變曲線的拐點估算出沉渣厚度。

2.4 垂直度測量

原理：測斜工作是根據(jù)鉛垂原理測量頂角，若井軸與儀器鉛垂線有夾角，此夾角就是鉆孔傾斜的角度，經(jīng)機械轉(zhuǎn)換，將傾斜的角度轉(zhuǎn)換為電位差，在刻度盤上便可以直接讀出鉆孔的傾斜角度。方法：采用 JJM- 1 型高精度數(shù)字測斜儀，該儀器傳感器采用液體擺，穩(wěn)定可靠，可將數(shù)字信號直接上傳至計算機。由于井下儀器其探管外徑只有54 mm，有時滿足不了 1/100的精度要求，根據(jù)這一特定的要求，設(shè)計了φ200 mm（大孔徑樁孔配φ420 mm）扶正圈，可根據(jù)設(shè)計孔徑和設(shè)計孔深兩個指標(biāo)來選擇扶正圈。測量時采用點測，每5 m或10 m采一次樣，測量結(jié)束后計算機可計算出偏心距、垂直度。

3 實例的質(zhì)量檢測問題及修補方案

3.1 工程問題分析

依據(jù)1-Z2號基樁超聲波檢測和取芯確認結(jié)果可知，該樁為非全斷面性缺陷，缺陷部位存在于20 m～22 m段，類型為混凝土蜂窩中夾有泥砂。根據(jù)我們近年來針對鉆孔灌注樁缺陷處理經(jīng)驗認為：1）1-Z2號樁為非全斷面性缺陷，仍保持著大部分混凝土連續(xù)，缺陷度位于樁體中部，該處混凝土抗壓和抗彎安全要求已有所降低，加固處理后應(yīng)該可以滿足使用要求；2）缺陷類型為蜂窩中夾有泥砂類，通過在缺陷部位均勻布設(shè)的孔道中進行高壓水旋切能達到置換目的，可以采用樁體內(nèi)置換補強的方法進行加固處理；3）超聲波和取芯檢測方法不能知道是否存在鋼筋漏筋現(xiàn)象，為避免鋼筋銹蝕保障耐久性能，可以在缺陷嚴(yán)重的QXD-3點附近的樁體外側(cè)進行旋噴壓漿措施處理。

3.2 樁基礎(chǔ)加固方案

安排有資質(zhì)和實施經(jīng)驗的隊伍對本橋1-Z2號灌注樁進行加固處理，實施過程中采取信息化施工，發(fā)現(xiàn)與檢測結(jié)果不同的異常情況幾方及時會商，完善加固方案，以盡可能達到較理想效果。其一，鉆孔。先充分利用已有樁體5個鉆孔作有加固處理通道（A，1，2，3，4點，B點沒有鉆孔到位），鉆孔孔徑91.0 mm，孔深25.0 m（樁身異常段以下3 m，以保障缺陷段上下部位的有效嵌入深度），孔位設(shè)置為：樁中心1個，另在鋼筋籠內(nèi)側(cè)呈四邊形均勻分布的4個鉆孔（見圖1），缺陷部位如不能做到有效覆蓋仍可以增加孔道。

其二，清孔。在鉆孔孔道中，采用30 MPa高壓清水泵通過鉆桿端處的噴孔進行旋噴，由底向上逐段旋切夾泥和混凝土松散部位，置換清孔，直至孔口無鉆渣和混水排出，如樁所取四孔缺陷段局部問題較嚴(yán)重，清孔后各孔可能會出現(xiàn)相互連通現(xiàn)象，但不會影響處理效果（見圖2）。

其三，置筋。提出鉆桿，在孔內(nèi)放入2根長8.0 m（保障缺陷段上下各嵌固3.0 m）的22鋼筋與1根長26 m的中下部打了花眼（花孔間距為0.5 m）的20鍍鋅管綁焊在一起沉至孔底（見圖3），其余各管按以上程序逐次下放鋼筋束及注漿管處理；然后在各鉆孔內(nèi)分別填入規(guī)格1 cm～1.5 cm的瓜子碎石，邊填石子邊輕敲鍍鋅管，以使石子下沉并充實至缺陷部位，振搗密實，直至填到孔口處。

其四，壓漿。利用壓漿泵通過20鍍鋅管進行孔道壓漿；注漿水泥為強度42.5 MPa的普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.4～0.5，摻少量膨脹劑，注漿壓力0.5 MPa～0.8 MPa，壓漿至孔頂溢出濃漿，各孔依次分別壓漿。其五，體外加固?？紤]到該樁QXD-3點附近有可能存在漏筋夾泥現(xiàn)象，僅樁體內(nèi)加固處理，可以做到上下做樁體斷面的剛性連接，但不能保障到鋼筋籠的混凝土包裹，會影響到樁體混凝土的耐久性能，可以再采取鋼筋籠外側(cè)旋噴壓漿措施，一方面通過擴大樁徑的方法來提高樁周摩阻力，另一方面保障鋼筋籠的水泥包裹。具體方法為：在QXD-3點附近樁體外側(cè)20 cm～30 cm處均勻布設(shè)2個～3個旋噴鉆孔，采用旋噴壓漿，自下而上施工，處理深度范圍保障有效覆蓋樁基缺陷段，旋噴壓力為30 MPa左右，注漿水泥采用42.5 MPa的普通硅酸鹽水泥。

4 結(jié)論

本文結(jié)合重慶市一座橋梁樁基礎(chǔ)檢測及修補處理工作，對檢測和修補技術(shù)進行了系統(tǒng)分析，一般情況下，樁基礎(chǔ)的施工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)各種問題，從而影響樁基礎(chǔ)的質(zhì)量和使用性能，在進行此類工程施工過程中要特別注意對施工質(zhì)量的控制和檢驗。對于檢測發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題的鉆孔灌注樁采用修補技術(shù)進行處理，既縮短了工程工期，又大大節(jié)約工程成本，是一種十分合理的樁基加固處理方法。

參考文獻：

[1]孫慶安，湛川，張磊.灌注樁成孔檢測系統(tǒng)在支盤灌注樁中的應(yīng)用[J].山西建筑，2010，36（19），125- 126.

[2]何敏.鉆孔灌注樁施工質(zhì)量缺陷及處理方法田.福建建材，20仍，02：弘一85.

[3]田德鋒，劉磊波.橋梁鉆孔灌注樁質(zhì)量缺陷的分析與處治田.黑龍江交通科技，2013，03：143一1呼今

[4]王平，丁永銘，劉德凡.淺析鉆孔灌注樁質(zhì)量缺陷及處理方法口」.江西建材，2023，02：29一20.

羅登華

摘要：鉆孔灌注樁越來越成為橋梁基礎(chǔ)的主要形式，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)可適用于各種地質(zhì)情況，地層的松軟都可實用，而且為提高單樁承載力、樁長和樁徑有越來越大的趨勢，其質(zhì)量將直接影響上部結(jié)構(gòu)乃至整個橋梁的安全。由于樁基是隱蔽工程，施工時存在不可見性，所以極易導(dǎo)致質(zhì)量事故的發(fā)生。因此對鉆孔灌注樁進行質(zhì)量檢測與質(zhì)量修補技術(shù)具有極其重要的意義。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；施工過程；質(zhì)量檢測

1 工程概況

某高速公路前的立交橋，橋梁下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，為單排4根樁，分左右幅兩個承臺，承臺上設(shè)計為“T”形墩，本墩為柔性墩設(shè)計，上部為空心板梁形式。其中1號墩樁長48 m，直徑1 500 mm，承載力為6 600 kN。前莊分離立交1號墩左2號鉆孔灌注樁采用自拌混凝土，強度等級為C25，每立方米混凝土配合比為：水泥357 kg，黃砂782 kg，碎石1 037 kg，水189 kg，外加劑1.785 kg。于2008年6月17日施工完成。2008年該市的檢測中心采用超聲波法檢測，發(fā)現(xiàn)該樁在距離樁頂上部約20 m～22 m段聲測波形出現(xiàn)明顯異常，因此對該樁進行進一步取芯檢查，取芯均勻布設(shè)了4個芯孔，所取芯樣反映該樁在該段混凝土質(zhì)量確存有不同程度的缺陷問題，具體結(jié)論為：1）本次取芯檢測均勻布設(shè)了4個鉆孔，其中，QXD-1點、QXD-2點、QXD-4點芯樣完好，QXD-3點芯樣在20 m～22 m之間較大范圍存在破碎并夾泥的質(zhì)量問題；2）從所取4個孔芯樣的質(zhì)量整體分析認為，此樁存在非全斷面性缺陷，缺陷位置處于20 m～22 m之間，類型為混凝土蜂窩中夾有泥砂。

2 檢測原理及方法

2.1 孔深測量

滑輪裝在由二條鋁合金槽鋼組成的井口支架上，電纜每移動 1 m，滑輪相應(yīng)轉(zhuǎn)動三圈。滑輪上安裝的深度傳感器（光電脈沖發(fā)生器）隨著滑輪一起轉(zhuǎn)動，并產(chǎn)生 3 600 個深度脈沖信號傳送到微處理器作采樣脈沖，同時通過串行接口到上微機作深度顯示。

2.2 孔徑測量

原理：采用井徑儀進行測量鉆孔井徑，當(dāng)儀器下井提升測量時，四條測腿末端緊貼井壁，隨著井徑的大小改變測點電位差，經(jīng)系統(tǒng)標(biāo)定后，得到鉆孔全孔井徑。方法：采用接觸式方法測量，利用四條測量腿緊貼井壁，將兩個正交方向上孔徑變化的平均值反映出來。測量腿由彈簧支撐著，下放時測量腿置于開腿盤中被束縛住，到了孔底，抖動一下電纜，利用泥漿的反作用力將開腿盤拉下，測量腿在彈簧的作用下彈開直至井壁，測量腿隨電纜提升而沿井壁作向上運動，孔壁直徑的變化帶動測量腿傾角的變化，其變化由傳感器變成電信號，電纜每移動2.5 cm下微機作一次采樣，通過串口送上微機處理。

2.3 沉渣測量

原理：沉渣測量采用棒狀梯度微電極系。利用電極系自重及重力加速度將其插入孔底原始地層，然后根據(jù)孔液、沉渣及原始地層之間的電阻率變化值，求出孔底沉渣的厚度。方法：沉渣探管下到孔底后，將絞車減速箱與齒輪脫開，用手搖柄絞上幾m，然后松手讓探管自由下落，穿過沉渣層抵達原土層，將松弛的電纜收緊，做好測量準(zhǔn)備，緩慢地用手柄絞電纜，提速約 1 m/min，間隔 2.5 mm采樣，在探頭通過沉渣界面時，電場會發(fā)生畸變，沉渣曲線會跳變，可根據(jù)跳變曲線的拐點估算出沉渣厚度。

2.4 垂直度測量

原理：測斜工作是根據(jù)鉛垂原理測量頂角，若井軸與儀器鉛垂線有夾角，此夾角就是鉆孔傾斜的角度，經(jīng)機械轉(zhuǎn)換，將傾斜的角度轉(zhuǎn)換為電位差，在刻度盤上便可以直接讀出鉆孔的傾斜角度。方法：采用 JJM- 1 型高精度數(shù)字測斜儀，該儀器傳感器采用液體擺，穩(wěn)定可靠，可將數(shù)字信號直接上傳至計算機。由于井下儀器其探管外徑只有54 mm，有時滿足不了 1/100的精度要求，根據(jù)這一特定的要求，設(shè)計了φ200 mm（大孔徑樁孔配φ420 mm）扶正圈，可根據(jù)設(shè)計孔徑和設(shè)計孔深兩個指標(biāo)來選擇扶正圈。測量時采用點測，每5 m或10 m采一次樣，測量結(jié)束后計算機可計算出偏心距、垂直度。

3 實例的質(zhì)量檢測問題及修補方案

3.1 工程問題分析

依據(jù)1-Z2號基樁超聲波檢測和取芯確認結(jié)果可知，該樁為非全斷面性缺陷，缺陷部位存在于20 m～22 m段，類型為混凝土蜂窩中夾有泥砂。根據(jù)我們近年來針對鉆孔灌注樁缺陷處理經(jīng)驗認為：1）1-Z2號樁為非全斷面性缺陷，仍保持著大部分混凝土連續(xù)，缺陷度位于樁體中部，該處混凝土抗壓和抗彎安全要求已有所降低，加固處理后應(yīng)該可以滿足使用要求；2）缺陷類型為蜂窩中夾有泥砂類，通過在缺陷部位均勻布設(shè)的孔道中進行高壓水旋切能達到置換目的，可以采用樁體內(nèi)置換補強的方法進行加固處理；3）超聲波和取芯檢測方法不能知道是否存在鋼筋漏筋現(xiàn)象，為避免鋼筋銹蝕保障耐久性能，可以在缺陷嚴(yán)重的QXD-3點附近的樁體外側(cè)進行旋噴壓漿措施處理。

3.2 樁基礎(chǔ)加固方案

安排有資質(zhì)和實施經(jīng)驗的隊伍對本橋1-Z2號灌注樁進行加固處理，實施過程中采取信息化施工，發(fā)現(xiàn)與檢測結(jié)果不同的異常情況幾方及時會商，完善加固方案，以盡可能達到較理想效果。其一，鉆孔。先充分利用已有樁體5個鉆孔作有加固處理通道（A，1，2，3，4點，B點沒有鉆孔到位），鉆孔孔徑91.0 mm，孔深25.0 m（樁身異常段以下3 m，以保障缺陷段上下部位的有效嵌入深度），孔位設(shè)置為：樁中心1個，另在鋼筋籠內(nèi)側(cè)呈四邊形均勻分布的4個鉆孔（見圖1），缺陷部位如不能做到有效覆蓋仍可以增加孔道。

其二，清孔。在鉆孔孔道中，采用30 MPa高壓清水泵通過鉆桿端處的噴孔進行旋噴，由底向上逐段旋切夾泥和混凝土松散部位，置換清孔，直至孔口無鉆渣和混水排出，如樁所取四孔缺陷段局部問題較嚴(yán)重，清孔后各孔可能會出現(xiàn)相互連通現(xiàn)象，但不會影響處理效果（見圖2）。

其三，置筋。提出鉆桿，在孔內(nèi)放入2根長8.0 m（保障缺陷段上下各嵌固3.0 m）的22鋼筋與1根長26 m的中下部打了花眼（花孔間距為0.5 m）的20鍍鋅管綁焊在一起沉至孔底（見圖3），其余各管按以上程序逐次下放鋼筋束及注漿管處理；然后在各鉆孔內(nèi)分別填入規(guī)格1 cm～1.5 cm的瓜子碎石，邊填石子邊輕敲鍍鋅管，以使石子下沉并充實至缺陷部位，振搗密實，直至填到孔口處。

4 結(jié)論

本文結(jié)合重慶市一座橋梁樁基礎(chǔ)檢測及修補處理工作，對檢測和修補技術(shù)進行了系統(tǒng)分析，一般情況下，樁基礎(chǔ)的施工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)各種問題，從而影響樁基礎(chǔ)的質(zhì)量和使用性能，在進行此類工程施工過程中要特別注意對施工質(zhì)量的控制和檢驗。對于檢測發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題的鉆孔灌注樁采用修補技術(shù)進行處理，既縮短了工程工期，又大大節(jié)約工程成本，是一種十分合理的樁基加固處理方法。