某工程嵌巖鉆孔(擴底)灌注樁質量問題及處理

李 峰， 李天寶， 周 偉

(1.安徽省建設工程測試研究院有限責任公司，安徽 合肥 230051；2.安徽省城建基礎工程有限公司，安徽 合肥 230009)

0 引 言

嵌巖鉆孔(擴底)灌注樁具有承載力高、施工方便的優(yōu)點，應用范圍越來越廣。但作為地下隱蔽工程，如果檢測過程不能夠發(fā)現(xiàn)其質量缺陷，將給工程帶來極大的安全隱患。通過合理的檢測手段及時的發(fā)現(xiàn)問題，并采取有效的處理措施，一方面控制了質量安全風險，另一方面充分利用了現(xiàn)有基樁，將各方面損失降低到最小。本文以一個工程實例介紹嵌巖鉆孔(擴底)灌工程項目的檢測、處理方法。

1 工程概況

某工程位于合肥市蜀山區(qū)，場地內有3棟高層，設計采用嵌巖鉆孔(擴底)灌注樁，設計樁徑800mm，樁端持力層為④2層中風化泥質砂巖，單樁豎向抗壓承載力特征值分別為1 680kN、2 210kN、2 520kN，已施工完成，共200根，7、8號樓均為59根，9號樓82根。由于某些原因基樁施工完成后停工多年，本次為復工后質量檢測，整個過程分為發(fā)現(xiàn)問題前的常規(guī)檢測、發(fā)現(xiàn)問題后的驗證檢測以及處理后的驗證檢測。

擬建場地土層自上而下為：①層雜填土，層厚0.8～7.6m，層底標高36.53～44.82m；②層粉質粘土，局部分布，層厚0.40～2.40m，層底標高35.17～41.43m；③層黏土，硬塑～堅硬狀態(tài)，層厚1.40～8.10m，層底標高31.06～39.78m；④1層強風化泥質砂巖，極破碎，屬極軟巖，巖體基本質量等級為Ⅴ類，層厚1.90～6.10m，層底標高為25.82～35.02m；④2層中風化泥質砂巖，該層未鉆穿。無軟弱夾層及破碎帶，屬極軟巖，巖體基本質量等級為Ⅴ類。

2 處理前檢測情況

2.1 常規(guī)檢測情況

分別采用單樁豎向抗壓靜載試驗檢測10根、低應變法檢測200根和鉆芯法檢測14根。檢測過程中發(fā)現(xiàn)：

(1)承載力達到設計要求70%的8#樓28#、9#樓22#基樁，樁身砼完整，樁長達到設計要求，樁底有沉渣；承載力滿足設計要求的9#樓28#基樁，樁身砼完整，樁長達到設計要求，樁底無沉渣。

(2)鉆芯法檢測14根，3根為Ⅰ類樁，11根為Ⅲ、Ⅳ類樁，缺陷類型有樁底沉渣、樁身混凝土離析、夾泥等。

(3)工程施工資料不完善，樁長資料與實際出入較大，加之樁身存在多個或漸變缺陷，低應變法無法判別基樁樁身完整性類別，例如部分鉆芯有問題的樁，應變法檢測結果無顯示或不明顯。

考慮到本工程的復雜性，為了進一步了解基樁缺陷類型，確定合適的檢測方法，有必要進行進一步的驗證檢測。

2.2 驗證檢測情況

本工程驗證難點主要體現(xiàn)在：(1)現(xiàn)場施工資料不完善，與實際出入較大；(2)施工質量差，樁基質量出現(xiàn)的問題種類多，范圍比較廣；(3)常規(guī)低應變法檢測樁身完整性難以判斷篩選。故驗證方法主要是對已鉆芯檢測的基樁采用井中電視，另通過改變激發(fā)能量進一步驗證試驗低應變法。

2.2.1 缺陷類型

通過鉆芯檢測及井中電視驗證，發(fā)現(xiàn)本工程基樁缺陷主要有：

(1)樁身長度與施工資料不符。通過對鉆芯檢測及井中電視驗證的 14 根樁分析，實際樁身長度與施工資料不符，詳見表 1。

表1 驗證樁身長度

(2)混凝土離析、夾泥、樁身斷裂(裂紋)、樁底沉渣,如圖1～圖3所示。

圖1 混凝土離析

圖2 混凝土夾泥

圖3 樁身斷裂(裂紋)

2.2.2 典型低應變曲線分析

雖然低應變樁身完整曲線形態(tài)，但樁底沉渣無法判定，也有可能實際樁身嚴重缺陷，例如9號樓66#樁，低應變檢測曲線顯示樁身完整，如圖4所示。此樁實際情況是普遍夾泥，12.6～16.0m較嚴重，為Ⅳ類樁，不可使用，其井中電視局部圖片如圖5所示。此類低應變曲線，相似度很高，難于區(qū)分，并且此類曲線所占比例較高(表2)，誤判風險大。

圖4 9號樓66#樁低應變曲線圖

圖5 9號樓66#樁井中電視

表2 “低應變樁身完整曲線形態(tài)”(Ⅰ類曲線)統(tǒng)計表

2.2.3 驗證成果

通過驗證檢測，得到如下成果：

(1)本工程基樁施工質量差，風險高，檢測判定難度大，僅采用低應變法檢測難以準確判定基樁質量，劃分基樁完整性類別。

(2)本工程采用鉆芯法結合井中電視綜合判定效果較好，符合《建筑基樁檢測技術規(guī)范》(JGJ106-2014)要求。

(3)按上述方法檢測，缺陷樁綜合判定結果見表3。

表3 缺陷樁綜合判定結果

3 缺陷樁處理

3.1 處理方案

根據(jù)檢測結果，針對出現(xiàn)的Ⅰ、Ⅱ類，Ⅲ類以及Ⅳ類樁，分別進行處理。

3.1.1 Ⅰ及Ⅱ類樁

對于Ⅰ及Ⅱ類需封孔的樁基進行高壓注漿封孔,待孔內清洗干凈后采用高壓注漿封口，注漿參數(shù)：注漿水灰比0.6，注漿壓力1.5MPa，拔管速度1～0.25m/min。

3.2.2 Ⅲ類樁

(1)高壓旋噴切割、沖洗清渣。通過高壓泵產生的高壓水射流對樁身及樁底缺陷段內的離析、松散混凝土及殘渣進行高壓清水自下而上反復沖洗切割。缺陷段的上下部沖洗切割長度各增加200mm，以不留盲區(qū)為主。對底部缺陷還需實施定向切割，定向切割時間每個方向不少于5～10min，使缺陷段形成一個空腔。本項目針對沉渣厚度不同，缺陷樁修復質量控制如下：

① 對于沉渣>0.5m的缺陷樁，洗孔時間>1h且泥漿比重<1.05；

②對于0.5m<沉渣厚度<1m的缺陷樁，洗孔時間>1.5h且泥漿比重<1.05；

③對于1m<沉渣厚度<2m的缺陷樁，洗孔時間>2.5h且泥漿比重<1.05。

全部缺陷段切割完畢后，以提速不大于5cm/min，轉速15r/min，對處理段內重復進行2次以上反復切割沖洗，通過空壓機氣舉排出處理段內的粉末及細小顆粒泥漿等切割殘渣，樁底留下粗骨料。每個孔均翻出不太渾濁且比重<1.05的淡紅色含砂水為止，表示殘渣清除干凈。并用井中電視拍攝照片對各典型的沉渣厚度清孔后進行抽查復測。

(2)高壓旋噴注漿置換。

① 高壓噴射注漿前，用比重計稱攪拌桶中水泥漿比重，比重需>1.6；

② 注漿(水泥漿)配合比要求：水灰比：1∶1，比重：1.6；

③ 旋噴注漿置換旋噴施工參數(shù):雙噴嘴φ1.8mm，壓力不小于25MPa，提速不大于5cm/min，轉速10～15r/min；

④ 處理段旋噴次數(shù)不小于2次。旋噴2次后，當空口再次溢出的漿液水灰比與配合比水灰比漿液相當且比重>1.6時，一次注漿完成，否則重新進行復噴；

⑤ 注漿量應與洗孔后空腔體積對比，發(fā)現(xiàn)誤差較大時停止注漿分析原因。

(3)二次注漿。 對于沉渣厚度>0.5m的缺陷樁需預埋二次注漿管進行二次注漿，具體注漿參數(shù)如下：

① 開孔要求:1MPa壓力打開注漿管包裹的膠帶；

② 二次注漿過程分兩次：第一次加壓霹靂注漿后關閉止?jié){閥穩(wěn)壓2min，第二次穩(wěn)壓后打開止?jié){閥再次加壓注漿直至取芯孔內或樁周有漿液冒出。

(4)封孔收尾。注漿后用砂漿灌滿封實孔口。

(5)Ⅳ類樁。由建設單位聯(lián)系設計單位進行重新設計補樁。

3.2 處理效果

處理后的基樁100%進行低應變法檢測，且每棟樓選取最不利的3根基樁進行單樁豎向抗壓靜載試驗，檢測結果表明單樁承載力和樁身完整性均滿足設計要求。通過處理，解決了基樁承載力不足和樁身缺陷問題。

4 結束語

嵌巖鉆孔(擴底)灌注樁，報廢處理成本較高，同時由于其占用了樁位，不利于后期重新布樁，因此應盡量修復利用現(xiàn)有基樁。在制定檢測方案時，要充分考慮到各種檢測方法的局限性，提高檢測的準確性。同時檢測工作是后續(xù)處理必不可少的環(huán)節(jié)，修復處理應建立在充分了解問題的前提下，采取安全、高效、經濟的處理措施，從而滿足實際工程需要。