深層灌注樁樁頂冒漿情況分析及措施

楊 偉 華

(福建省九龍建設(shè)集團有限公司，福建 廈門 361008)

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深層灌注樁樁頂冒漿情況分析及措施

楊 偉 華

(福建省九龍建設(shè)集團有限公司，福建 廈門 361008)

結(jié)合某工程的土層分布與水文地質(zhì)條件，評價了地下水對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性，著重分析了影響該工程深層灌注樁樁頂冒漿的因素，并提出了灌注樁后續(xù)施工補強處理措施，從而確保樁身的質(zhì)量。

住宅樓，樁基，灌注樁，冒漿現(xiàn)象

1 工程概況

某工程建筑面積172 973.23 m2(地下1層，建筑面積為39 774.23 m2)，由20幢16層單體住宅樓構(gòu)成，工地三面臨近河道，一面臨近住宅區(qū)。基礎(chǔ)設(shè)計為獨立承臺樁基礎(chǔ)加防水板，鉆孔灌注樁，建筑樁基安全等級一級，設(shè)計樁長65 m，設(shè)計樁徑分別為700 mm，800 mm，混凝土保護層厚度為50 mm，設(shè)計超灌長度1 m，抗拔樁鋼筋籠設(shè)計長度為65 m，抗壓樁44 m，樁身混凝土強度為C30，工程樁總樁數(shù)為2 010根，試樁30根。

2 工程地質(zhì)情況

2.1 土層分布情況

建筑場地地形平坦，地貌單一，場地原為農(nóng)田，局部為塘河河灣，已經(jīng)進行填方，地面標(biāo)高為-1.35，-2.35，據(jù)勘察報告，分層描述如表1所示。

表1 土層分布參數(shù)表

以上土層局部缺失，在場區(qū)的分布規(guī)律。

2.2 水文地質(zhì)條件

1)潛水，勘察期間測得混合穩(wěn)定地下水位埋深為0.39 m～1.76 m，高程2.21 m～4.08 m，地下水位年變化幅度約2 m～3 m，常水位可取3.5 m。

2)承壓水，賦存于深部河流相沖積的④層中砂和⑧層圓礫、中砂、卵石中，根據(jù)鄰近場地觀測資料經(jīng)驗，承壓水頭為40 m～45 m，具強透水性和富含水性，鉆探過程中有漏漿現(xiàn)象。

2.3 腐蝕性評價

鉆孔內(nèi)取3組地下水樣化學(xué)分析，場地環(huán)境類型為Ⅱ類，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性，對長期浸水條件下混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。

3 冒漿具體情況、相應(yīng)的試驗分析及措施

工程試樁施工時，發(fā)現(xiàn)部分樁混凝土澆筑后發(fā)生冒氣泡離析的現(xiàn)象，氣泡集中在樁心位置，冒泡時間持續(xù)1 h～4 h不等，也有部分未冒漿的樁，但在相隔5 m～6 m的位置施工的樁又有冒漿現(xiàn)象(見圖1)，現(xiàn)場對冒泡現(xiàn)象非常重視，組織現(xiàn)場討論會多方尋找原因。首先從施工工藝入手，嚴(yán)格控制灌注樁施工的每一道工序，邊打邊查，每個樁在細(xì)節(jié)上用不同的灌注方法摸索，但冒漿仍未減弱。后對混凝土質(zhì)量進行調(diào)查，更換了5個廠家混凝土(包括其他工地施工灌注樁未冒泡的混凝土廠家)，同樣都有發(fā)生灌注后冒漿現(xiàn)象。隨后又對已打出來的樁進行檢測確定樁身質(zhì)量，選取有冒泡的兩根樁，分別在鑿去2.5 m和3.0 m處進行了動測，檢測質(zhì)量結(jié)果一根樁為Ⅰ類，一根樁為Ⅱ類。

為了進一步確定冒漿是否對樁身質(zhì)量的影響，現(xiàn)場對已試樁存在冒漿的樁頭鑿開，通過現(xiàn)場調(diào)查會議分析，初步確定為受地下氣體影響，產(chǎn)生氣泡，致使混凝土冒漿冒泡。會議決定了從四方面采取措施：1)勘察單位對原勘察記錄重新核實，確定沼氣部位及濃度；2)對鑿開試樁樁頭影響最嚴(yán)重的試樁進行鋼制護筒配套深挖，深鑿檢查樁體質(zhì)量問題和受影響程度(當(dāng)時已經(jīng)挖到4 m左右，又向下深鑿了1.5 m，結(jié)果是混凝土質(zhì)量從觀感上有明顯好轉(zhuǎn))；3)后續(xù)施工的樁，檢查若發(fā)現(xiàn)有類似現(xiàn)象的做好記錄；4)試樁樁頭檢查對樁身混凝土質(zhì)量有較大影響時要暫停施工，通報質(zhì)監(jiān)部門，邀請有關(guān)專家處理。

從鑿開的15根試樁的情況分析，一般在樁頭的2.0 m～3.0 m的位置樁體混凝土比較完整，強度也能達到要求；但是其中兩根樁的問題比較嚴(yán)重，試樁5號和抗拔17號。為查明原因，確保工程質(zhì)量，決定暫停樁基施工從五方面著手處理：1)聯(lián)系檢測單位，對曾冒漿有代表性的樁選兩個進行取芯檢查樁體混凝土完整性，并對不同深度的混凝土強度試壓，取芯深度暫定10 m(見圖2)。2)檢查混凝土受影響部位。3)選擇兩個冒氣最密集的位置由勘察院鉆孔檢查地下氣體量和部位。4)化驗檢測施工用水和樁體冒出的泥水，查其是否有對混凝土產(chǎn)生有害物質(zhì)。5)對混凝土廠的配合比及粉煤灰，緩凝劑進行材料復(fù)檢，是否有化學(xué)反應(yīng)成分。

經(jīng)過將近兩周的努力：1)取芯鉆探完成并經(jīng)勘察測繪院研究院提供了取芯檢測報告。2)鉆孔取芯樁中心位置混凝土空隙有由下往上的通道形成，具體原因不明，有待請專家進一步分析。3)施工用水化驗結(jié)果：沒有發(fā)現(xiàn)對混凝土的有害物質(zhì)，陽離子有鈉、鉀、鈣、鎂、氨、鐵成分正常，陰離子有氯、硫酸根、碳酸氫根、碳酸根屬正常，pH值為8.0。4)樁體冒出的泥水檢測報告，沒有異常。5)粉煤灰和緩凝 劑經(jīng)過當(dāng)?shù)毓I(yè)實驗室試驗也沒有發(fā)現(xiàn)異常。6)在隨后澆搗的圍護樁中，對混凝土中不摻加粉煤灰和其他任何外加劑進行試驗，結(jié)果灌注后還是發(fā)生冒漿現(xiàn)象。

從以上幾種情況分析：可以排除施工用水和混凝土存在問題，根據(jù)水樣化驗和所冒出的泥漿化驗結(jié)果表明，施工用水不存在氫氧根(OH-)，而樁孔中所冒出的泥漿水中有大量的氫氧根(OH-)。隨后請專家分析，懷疑土層中含有鋁或與混凝土起化學(xué)反應(yīng)的其他成分，提出選擇有代表性的冒漿位置作取土試驗，取土從樁頂標(biāo)高-1.500 m處，每3 m一次，經(jīng)對地基土取樣進行鋁等金屬含量分析，結(jié)果指標(biāo)含量正常，于是做出3個決定：

1)盡快進行試樁的靜荷試驗，結(jié)果靜載實驗五根，均合格。

2)后續(xù)圍護樁商品混凝土強度采用C30,與中心區(qū)相同混凝土樁未冒漿的進行現(xiàn)場對比，結(jié)果還是冒漿。

3)設(shè)計單位認(rèn)為對原取芯試壓混凝土強度不具有代表性，決定對17號樁再往下取芯10 m進行試壓，檢驗上次混凝土強度報告的準(zhǔn)確性，另處新選擇有代表性的2根樁(曾冒漿的)，取芯至樁頂標(biāo)高以下20 m，確定了當(dāng)時已通過500 kN靜載試壓的11號樁和取消試樁的4號進行20 m取芯觀檢試壓，施壓結(jié)果符合要求。

隨后請建設(shè)局技術(shù)處處長，勘察院、建設(shè)設(shè)計院總工來現(xiàn)場對混凝土灌注樁冒水泡的問題進行分析、論證認(rèn)為與施工工藝有關(guān)，另外地勘報告中地面以下40多米處有承壓水，在導(dǎo)管插拔過程中，在樁混凝土中形成毛細(xì)滲水通道而引起冒水泡的現(xiàn)象(這辦法通過現(xiàn)場多次試驗，冒漿現(xiàn)象還是沒有改變)，還認(rèn)為隨著打樁進度的推進，地下承壓水壓力有所釋放，樁混凝土冒水泡的現(xiàn)象會逐漸消失。因工地西南面?zhèn)饶彻さ卣谶M行預(yù)應(yīng)力管樁的施工，懷疑其破壞了土的孔隙水壓力平衡，產(chǎn)生了淤泥空隙水壓力效應(yīng)使本工地受到影響產(chǎn)生樁混凝土灌注后冒水泡的現(xiàn)象。故：1)鉆20 m深應(yīng)力釋放孔，孔內(nèi)灌砂卵石，然后驗證是否會冒水，結(jié)果冒水不是很明顯，冒氣泡約40 min。2)在一灌注樁成孔后，放入沿樁長貫通的鋼護筒，然后澆混凝土驗證是否還冒水，結(jié)果沒有冒水，也沒有冒氣泡。

通過以上的多次專題會議分析論證和現(xiàn)場試驗及施工工藝多次改進試驗，基本可以確定冒漿原因是地下承壓水和孔隙水的壓力效應(yīng)，在灌注混凝土過程中導(dǎo)管反復(fù)插拔導(dǎo)致孔壁形成毛細(xì)滲水通道匯集在導(dǎo)管壁邊而形成冒水泡的現(xiàn)象，從24個樁頭鑿開的情況和對試樁靜載試驗數(shù)據(jù)表明，冒漿不是很嚴(yán)重的樁2.5 m以下混凝土質(zhì)量影響不大，可進行樁基施工，但施工過程中應(yīng)加強對混凝土坍落度、水灰比控制，嚴(yán)格按灌注樁施工技術(shù)要求進行施工，加大超灌量。因地質(zhì)條件復(fù)雜無法直觀地下情況，雖樁靜載實驗合格，但混凝土取芯強度個別部位低，混凝土離散性大，易對灌注樁使用耐久性產(chǎn)生影響，經(jīng)充分討論決定采取以下措施對灌注樁后續(xù)施工進行補強處理：

1)工程樁混凝土由C30變更為C35；

2)樁頂混凝土超灌量增加到2.5 m；

3)工程樁樁徑增加50 mm；

4)如混凝土樁施工過程中冒水泡減輕至消失(打樁逐步釋放孔隙水壓力)，恢復(fù)原設(shè)計施工。

4 結(jié)語

深層灌注樁樁頂冒漿的影響因素有很多，且地質(zhì)情況復(fù)雜多變不能直觀，通過本工程實踐對深層灌注樁樁頂冒漿問題，首先應(yīng)從改善施工工藝著手，然后再從地下氣體、土質(zhì)及水質(zhì)、混凝土成分、地下承壓水情況進行試驗分析，并用動測結(jié)合靜載檢測樁身質(zhì)量及承載力，采取相應(yīng)的措施或設(shè)計變更進行處理補強，確保樁身質(zhì)量。

Analysis and measures of emitting slurry situation of deep bored pile top

Yang Weihua

(FujianJiulongConstructionGroupLimitedCompany,Xiamen361008,China)

Comnining with the soil distribution and hydrogeological conditions of an engineering, this paper evaluated the corrosion of groundwater to concrete structure, emphatically analyzed the emitting slurry factors influence of the engineering deep bored pile top, and put forward the following construction reinforcement treatment measures of bored pile, so as to ensure the quality of pile body.

residential building, pile foundation, bored pile, emitting slurry phenomena

1009-6825(2017)13-0072-02

2017-02-26

楊偉華(1983- )，女，工程師，一級建造師

TU473.14

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