某堤防抗滑樁質(zhì)量缺陷處理技術(shù)的研究

姚俊

摘 要：某堤防除險(xiǎn)加固工程堤身軟基段采用抗滑樁，在施工中發(fā)生質(zhì)量缺陷，有3根樁強(qiáng)度不夠，不滿足設(shè)計(jì)要求，根據(jù)抗滑樁設(shè)計(jì)方法，對(duì)抗滑樁質(zhì)量缺陷處理方案進(jìn)行分析和計(jì)算，制定了處理方案，研究表明，抗滑樁經(jīng)過處理后能滿足設(shè)計(jì)要求，可為類似施工提供參考。

關(guān)鍵詞：抗滑樁 質(zhì)量缺陷 方案研究 處理

1.工程概況

某堤防除險(xiǎn)加固工程堤身采用塑性混凝土防滲墻截滲。在防護(hù)堤T1+310～T1+440、T3+190～T3+700兩段為淤泥軟基段，為了確保防滲墻的抗?jié)B效果，在兩段淤泥段增加一排抗滑灌注樁，抗滑樁須深入不透水層以下0.5～1.0m，其底高程與同樁號(hào)防滲墻的高程相同?？够瑯俄艔?qiáng)度等級(jí)為C25，樁頂高程為28.7m，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)25.30～34.80m，抗滑樁直徑為1.2m，樁距為4.0m，布置在防滲墻往迎水面3.07m處。軟基段抗滑樁共167根，完成混凝土5464m3。

2.檢測(cè)情況

為了檢測(cè)樁身質(zhì)量、強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求，檢測(cè)站對(duì)抗滑樁進(jìn)行鉆芯法檢測(cè)。根據(jù)監(jiān)理通知要求，本次鉆芯法檢測(cè)抗滑樁共20根。根據(jù)各樁檢測(cè)結(jié)果，依據(jù)廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》（DBJ15-60-2008）判定：17根滿足設(shè)計(jì)要求，3根不滿足設(shè)計(jì)要求。不滿足設(shè)計(jì)要求的3根樁的檢測(cè)情況為：NZ012#樁樁身完整，上部4.47～4.97m局部抗壓強(qiáng)度不夠，抗壓強(qiáng)度代表值為21.5MPa，不滿足設(shè)計(jì)要求；NZ024#樁樁身完整，上部0.60～14.21m局部抗壓強(qiáng)度不夠，抗壓強(qiáng)度代表值為21.2MPa ，不滿足設(shè)計(jì)要求；NZ035#樁樁身完整，上部0.55～14.33m局部抗壓強(qiáng)度不夠，抗壓強(qiáng)度代表值為19.9MPa，不滿足設(shè)計(jì)要求。

根據(jù)批準(zhǔn)的抗滑樁項(xiàng)目單元?jiǎng)澐郑?0根樁為一個(gè)單元。為了判斷檢測(cè)為不合格樁所在單元其它樁的質(zhì)量，決定對(duì)檢測(cè)為不合格樁所處單元的其它樁隨機(jī)選取2根進(jìn)行抽芯檢測(cè)。本次鉆芯法擴(kuò)大檢測(cè)抗滑樁共6根，擴(kuò)大檢測(cè)結(jié)果全部滿足設(shè)計(jì)要求。即不合格樁所在單元的其它樁均滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)檢測(cè)有質(zhì)量缺陷的NZ012#、NZ024#、NZ035#樁進(jìn)行處理。

3.處理方案分析研究

根據(jù)抗滑樁鉆芯檢測(cè)報(bào)告，對(duì)NZ012、NZ024、NZ035樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的情況進(jìn)行處理方案分析研究，三根樁的混凝土強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果為21.5MPa、21.2MPa、19.9MPa，分析時(shí)按19.9MPa的混凝土選用相關(guān)參數(shù)。

（1）根據(jù)抗滑樁的設(shè)計(jì)方法，是根據(jù)荷截算出樁身最大彎矩和剪力，按正截面受彎構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算，再驗(yàn)算斜截面抗剪強(qiáng)度。

（2）分析時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)，根據(jù)《GB50010-2010鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中圓形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式反推最大彎矩設(shè)計(jì)值，如下：

（4）推算出最大彎矩和剪力后，同樣采用上述公式，根據(jù)實(shí)際混凝土強(qiáng)度計(jì)算配筋并驗(yàn)算剪力。

根據(jù)抗滑樁鉆芯檢測(cè)報(bào)告，出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的混凝土強(qiáng)度最低為19.9MPa，相應(yīng)的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（fc）取9.6MPa，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（ft）為1.1MPa，通過上述公式計(jì)算，需配17根φ18的HRB400鋼筋，比原設(shè)計(jì)多一根，可滿足抗彎要求；通過上式計(jì)算最大可承受剪力984kN，比反推的最大剪力小121kN。

由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中只考慮箍筋及混凝土的抗剪承載力，不計(jì)縱向鋼筋的抗剪承載力，但現(xiàn)狀抗滑樁已經(jīng)無(wú)法增大箍筋及混凝土的抗剪承載力，因此按“螺栓連接”的理論中抗剪承載力計(jì)算的公式來計(jì)算因抗剪承載力不足而需增加的鋼筋面積。

根據(jù)《GB50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中普通螺栓抗剪承載力計(jì)算公式計(jì)算需增加的鋼筋面積如下：

N=s×fv

式中：N—抗剪承載力，121kN；

S—鋼筋面積；

fv—抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，120Mpa。

經(jīng)計(jì)算，s=1008mm2，因此配3根φ22鋼筋（s=1140mm2）可滿足抗剪要求。

綜上所述，為達(dá)到原設(shè)計(jì)要求的抗彎、抗剪承載力，每根樁需增加3根φ22鋼筋。為了加大安全系數(shù)，決定每根樁增加9根φ25鋼筋，

為保證有效的樁身受力截面，增加的鋼筋盡量靠近原鋼筋籠內(nèi)側(cè)布置；由于不能確定缺陷段樁身受拉區(qū)部位，為保證增加的鋼筋可以起到抗彎作用，因此增加的鋼筋按原鋼筋籠內(nèi)接等邊三角形，每角一孔，分三孔布置，每孔3根φ25鋼筋。

4.缺陷處理

對(duì)于NZ012#樁、NZ024#樁和NZ035#樁，其樁身完整，抗壓強(qiáng)度代表值低于設(shè)計(jì)值的部位在樁的中下部，決定采用鋼筋補(bǔ)強(qiáng)的方法進(jìn)行處理：根據(jù)分析計(jì)算，決定采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆三個(gè)補(bǔ)強(qiáng)孔，每孔放3根φ25mm鋼筋補(bǔ)強(qiáng)（9根/樁，三角形布置，每孔孔徑110mm，鋼筋深入合格樁身的深度不少于3.6m），最后用高強(qiáng)砂漿封孔。施工過程如下：

（1）鉆孔：采用XY-100地質(zhì)鉆機(jī)鉆三個(gè)φ110mm的孔至缺陷位置下3.6m。鉆機(jī)在鉆孔過程中，對(duì)鉆機(jī)主軸進(jìn)行垂直度校正，鉆孔垂直度保證≤0.5%。

（2）鋼筋制安：鋼筋在堤頂采用直螺紋套筒連接，相鄰接頭錯(cuò)開不少于2.0m，三根鋼筋之間以跳段焊縫的形式連接成鋼筋束，每條焊縫長(zhǎng)不少于5d，焊縫沿鋼筋束間距不大于5m，鋼筋束加工完成后在外圍每5m焊一組定位筋，用來保證鋼筋束在孔內(nèi)居中，每組鋼筋束采用8t汽車起重機(jī)吊入補(bǔ)強(qiáng)孔。鋼筋在進(jìn)場(chǎng)前，必須進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格并報(bào)監(jiān)理工程師審批后，方可使用。

（3）砂漿封孔：封孔砂漿采用M30水泥砂漿，施工前委托有資質(zhì)的檢測(cè)單位做配合比試驗(yàn)，確定砂漿配合比，施工時(shí)采用攪拌機(jī)拌制，人工運(yùn)輸至工作面灌入補(bǔ)強(qiáng)孔，人工用鋼筋分層插搗密實(shí)。封孔砂漿按要求每樁留置一組試塊，進(jìn)行28天抗壓強(qiáng)度檢測(cè)。

5.結(jié)論

本文通過工程實(shí)例，依據(jù)抗滑樁的設(shè)計(jì)方法和指標(biāo)，反推出樁身最大彎矩和剪力設(shè)計(jì)值，根據(jù)抗滑樁檢測(cè)實(shí)際混凝土強(qiáng)度，計(jì)算出配筋并驗(yàn)算剪力，經(jīng)過復(fù)核計(jì)算制定出鋼筋補(bǔ)強(qiáng)的缺陷處理方案。解決了抗滑樁強(qiáng)度不足的問題，取得比較好應(yīng)用效果，該處理方案對(duì)類似工程施工具有一定的借鑒性。

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