鉆芯壓漿法適用于樁基處理的缺陷類型分析

劉雨嵐

（甘肅省交通科學(xué)研究院有限公司，甘肅　　蘭州　730070）

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鉆芯壓漿法適用于樁基處理的缺陷類型分析

劉雨嵐

（甘肅省交通科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州730070）

摘要：近年來，隨著我國工程建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，樁基礎(chǔ)在公路、鐵路、建筑工程、港口碼頭、海上采油平臺(tái)等工程中運(yùn)用越來越廣泛，樁基礎(chǔ)已經(jīng)成為我國工程中最重要的一種基礎(chǔ)形式。樁基礎(chǔ)通常在地下或水下，屬隱蔽工程，技術(shù)要求高、施工難度大，容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。對(duì)問題樁的處理，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場情況及缺陷類型而采取不同的方式，本論述以幾個(gè)典型的基樁質(zhì)量問題，對(duì)鉆芯壓漿法適用于樁基處理的缺陷類型進(jìn)行了詳細(xì)的分析與探討。

關(guān)鍵詞：鉆芯壓漿法；樁基處理；缺陷類型

0　　引言

近年來，隨著我國工程建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，樁基礎(chǔ)在公路、鐵路、房建、水利等工程中運(yùn)用越來越廣泛，樁基礎(chǔ)已經(jīng)成為我國工程中最重要的一種基礎(chǔ)形式。樁基礎(chǔ)通常在地下或水下，屬隱蔽工程，技術(shù)要求高、施工難度大，容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。在鉆孔灌注樁中常見缺陷類型有：夾泥、夾砂、離析、斷層、混凝土不密實(shí)、低強(qiáng)、蜂窩、空洞、沉渣等。對(duì)問題樁的處理，根據(jù)施工現(xiàn)場情況及缺陷類型可采取不同的方式，如樁頭剔除或開挖補(bǔ)強(qiáng)、樁身鉆芯壓漿、樁底驗(yàn)算、或是加大樁徑、重新澆注等處理方案。本論述以幾個(gè)典型的基樁質(zhì)量問題，對(duì)鉆芯壓漿法適用于樁基處理的缺陷類型進(jìn)行了詳細(xì)的分析與探討。

1　　方法介紹

1.1鉆芯壓漿法機(jī)理

鉆芯壓漿法是對(duì)樁基缺陷部位用鉆機(jī)鉆取芯樣，通過對(duì)缺陷區(qū)貫通、清理后進(jìn)行壓漿補(bǔ)強(qiáng)的一種處理方法。該法是利用（膨脹）水泥漿或其他高分子材料的可灌性,按一定的配合比,從稀→濃,在一定的壓力作用下,將漿液注入松散介質(zhì)的裂縫中,使其重新凝結(jié)成一整體，從而大大提高樁體強(qiáng)度。

1.2過程控制

鉆芯壓漿法需經(jīng)過鉆孔布設(shè)→鉆芯取樣→缺陷區(qū)貫通→清孔→壓漿補(bǔ)強(qiáng)5道工序。其中孔芯位置、孔芯數(shù)量的布設(shè)及清孔是關(guān)鍵技術(shù)，將直接影響缺陷處理效果。鉆孔布置形式及其數(shù)量一般應(yīng)根據(jù)樁基缺陷區(qū)的具體情況而定，不可盲目布置。鉆芯過程中為體現(xiàn)缺陷原狀，宜采用單動(dòng)雙管鉆具鉆取芯樣并應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度選用合適的金剛石鉆頭。鉆孔深度宜達(dá)到缺陷位置下段0.5 m,當(dāng)鉆芯孔已經(jīng)穿過缺陷區(qū)并達(dá)到要求深度后需立即對(duì)鉆芯孔進(jìn)行殘?jiān)謇恚瑫r(shí)將所有芯孔進(jìn)行貫通，以保證下道工序注漿工作的質(zhì)量。鉆芯過程中每回次進(jìn)尺宜控制在1.5 m內(nèi)。

2　　工程實(shí)例

2.1工程概況

某高速公路橋梁樁基，摩擦樁，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25，均為現(xiàn)場自攪拌混凝土，每根樁內(nèi)預(yù)埋3根聲測管。對(duì)其中12根缺陷樁基進(jìn)行了鉆芯壓漿處理。

2.2設(shè)備

超聲數(shù)據(jù)采集選用康科瑞NM－4A型非金屬超聲檢測分析儀、配備50 kHz徑向換能器；鉆孔抽芯采用XY-1型巖心鉆機(jī)，單動(dòng)雙管鉆具，選用外徑為110 mm的金剛石鉆頭，并配置水泵、孔口管、擴(kuò)孔器、卡簧、扶正穩(wěn)定器等。鉆桿直徑為50 mm。此外，選用泵壓1.0～2.0 MPa、排水量為50～160 L/min的水泵。

2.3齡期

超聲波數(shù)據(jù)采集時(shí)混凝土齡期均大于14 d，鉆芯時(shí)混凝土齡期均大于28 d。

2.4數(shù)值分析與結(jié)果

施工方、監(jiān)理方、業(yè)主三方從質(zhì)量、工期、成本等方面考慮，決定對(duì)以上批次的樁基采取鉆芯壓漿作為處理缺陷的方法。施工方聯(lián)系專業(yè)隊(duì)伍進(jìn)場進(jìn)行了鉆芯壓漿處理。對(duì)處理后的缺陷樁基經(jīng)二次超聲波復(fù)測，各缺陷類型樁基鉆芯壓漿處理的效果不一，現(xiàn)選取比較典型的案例進(jìn)行數(shù)值分析。

2.4.1樁底沉渣

K115+100大橋，2-3樁，樁徑1.5 m，樁長24 m，C25混凝土，Ⅰ剖面臨界值V0=4.208 km/s，A0=113.18 dB，Ⅱ剖面V0=4.248 km/s，A0=113.88 dB，Ⅲ剖面V0= 3.932 km/s，A0=112.76 dB，在-22.0 m～-24.0 m處全斷面聲參量嚴(yán)重異常，聲速參數(shù)低值在1.72 km/s，幅度參數(shù)低值在107.57 dB，分析該段缺陷為樁底沉渣（見圖1）。經(jīng)鉆芯驗(yàn)證該樁缺陷為樁底沉渣。壓漿處理后的樁基混凝土齡期達(dá)到14d做二次超聲波復(fù)測。復(fù)測數(shù)據(jù)聲測剖面圖（見圖2），可見處理后該樁基本達(dá)到二類樁標(biāo)準(zhǔn)。

圖1　　樁底沉渣缺陷樁超聲波數(shù)據(jù)圖

圖2樁底沉渣缺陷處理后超聲波數(shù)據(jù)圖

2.4.2夾泥

K46+819，1-2樁，樁徑1.0 m，樁長17.6 m，C25混凝土，Ⅰ剖面臨界值V0=4.053 km/s，A0=109.80 dB，Ⅱ剖面V0=3.788 km/s，A0=107.79 dB，Ⅲ剖面V0=3.727 km/s，A0=109.23 dB，在-4.4 m～-6.4 m處全斷面聲參量嚴(yán)重異常，聲速參數(shù)低值在1.52 km/s，幅度參數(shù)低值在75.54 dB，分析該段缺陷為夾泥（見圖3）。經(jīng)鉆芯驗(yàn)證該樁缺陷為樁身夾泥。壓漿處理后的樁基混凝土齡期達(dá)到14 d做二次超聲波復(fù)測。復(fù)測數(shù)據(jù)聲測剖面圖（見圖4），可見處理后該樁基本達(dá)到二類樁標(biāo)準(zhǔn)。

圖3　　夾泥缺陷樁超聲波數(shù)據(jù)圖

圖4　　夾泥缺陷處理后超聲波數(shù)據(jù)圖

2.4.3離析

K44+062，1-3樁，樁徑1.2 m，樁長18 m，C25混凝土，Ⅰ剖面臨界值V0=3.967 km/s，A0=105.10 dB，Ⅱ剖面V0=3.924 km/s，A0=103.95 dB，Ⅲ剖面V0=3.872 km/s，A0= 106.08 dB在-15.8 m～-18.0 m處全斷面聲參量異常，聲速參數(shù)低值在3.02 km/s，波幅參數(shù)低值在87 dB，分析該段缺陷為離析（見圖5）。經(jīng)鉆芯驗(yàn)證該樁缺陷為離析。壓漿處理后的樁基混凝土齡期達(dá)到14 d做二次超聲波復(fù)測。復(fù)測數(shù)據(jù)聲測剖面圖（見圖6），可見處理后該樁聲速、波幅聲參量值雖有所上升，但處理效果不佳，完整性達(dá)不到合格樁標(biāo)準(zhǔn)。

圖5　　離析樁超聲波數(shù)據(jù)圖

圖6　　離析缺陷處理后超聲波數(shù)據(jù)圖

3　　結(jié)論

通過工程實(shí)例表明，鉆芯壓漿法可適用于樁身嚴(yán)重離析、夾泥夾砂、樁底沉渣等缺陷的處理。不適用縮徑、擴(kuò)徑、漏筋、夾異物、夾水泥層、泥包管、蜂窩、低強(qiáng)、凍傷等缺陷的處理。同時(shí)對(duì)于一般的輕微離析樁不進(jìn)行鉆芯壓漿處理。如當(dāng)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C25，離析缺陷處聲速值普遍在3.0 km/s以上時(shí)，不建議采用鉆芯壓漿法處理。

鉆芯壓漿法以特有的工期短、成本低、施工簡便、質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)，在缺陷樁處理中越來越多的在工程中采用。該方法作為樁基質(zhì)量問題的補(bǔ)救措施，已經(jīng)具有成熟的技術(shù)，但處理效果仍受諸多因素的影響。在對(duì)缺陷樁處理方案的選用應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，合理的選擇，以保證工程質(zhì)量的同時(shí)保證工期。

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中圖分類號(hào)：TU473.1+6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.06.008

收稿日期：2016-2-22

作者簡介：劉雨嵐（1983-），女，漢族，湖南隆回人，大學(xué)本科，工程師，主要從事橋梁工程、地基基礎(chǔ)檢測工作。