高速公路灌注樁缺陷處理方案的研究

劉晰嵐

摘要：樁基作為目前工程建設(shè)中大量采用的深基礎(chǔ)形式，是涉及結(jié)構(gòu)安全的重要部分，因此基樁質(zhì)量的檢測越來越重要。形成樁基質(zhì)量問題的因素很多，例如施工單位疏忽、機械設(shè)備故障、地質(zhì)因素等，都可能產(chǎn)生缺陷樁。針對這些缺陷，根據(jù)施工現(xiàn)場情況，施工單位需要針對不同部位采取不同處理方式，保障樁基缺陷處理順利開展，為后續(xù)項目建設(shè)活動奠定基礎(chǔ)。通過探討斷樁形成的原因及常見處理方法，從檢測角度對一典型的樁基質(zhì)量缺陷處理進行實踐分析，希望能為工程建設(shè)工作提齢考。

關(guān)鍵詞：灌注樁;聲波透射法;斷樁;處理方案;施工活動

中圖分類號：U443.15+4文獻標(biāo)志碼：A

1概述

樁基作為目前工程建設(shè)中大量采用的深基礎(chǔ)形式，是涉及結(jié)構(gòu)安全的重要部分。因此基樁質(zhì)量的檢測越來越重要。鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應(yīng)性強、成本適中、施工簡便等特點被廣泛應(yīng)用于公路橋梁及其它工程領(lǐng)域。

作為檢測服務(wù)單位，不僅要為項目工程建設(shè)質(zhì)量及時把好檢測關(guān)，更要為質(zhì)量問題解決技術(shù)難題，提供合理可行的解決方案，這樣才能體現(xiàn)更好的服務(wù)態(tài)度和優(yōu)勢，也才能受到業(yè)主及施工方的歡迎。

樁基主要存在的缺陷類型有：夾泥、夾砂、離析、嚴(yán)重分層離析、斷層、砕不密實及低強砕等。這些缺陷大體分布在樁上部、中部及樁底。而造成缺陷的原因與施工工藝和流程有很大的關(guān)系，如樁底清孔不凈，沉渣太厚，造成樁底嚴(yán)重缺陷;又如導(dǎo)管拔出過早，造成樁頭低強砕等質(zhì)量問題;因施工過程中導(dǎo)管埋置深度不夠，造成樁身缺陷等。樁基屬于地下隱蔽工程，很容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，形成樁基質(zhì)量問題的因素有很多，有時候只是施工單位的疏忽，便形成了缺陷樁。針對這些缺陷，根據(jù)施工現(xiàn)場情況，我們采取不同部位進行不同處理的方式，如樁底驗算或鉆芯、樁身鉆芯壓漿、樁頭剔除或開挖補強，或是加大樁徑、重新澆注等處理方案山。

斷樁問題屬較嚴(yán)重的樁基質(zhì)量事故，在樁基施工過程中也是比較常見的缺陷類型，本論述就鉆孔灌注樁斷樁形成的原因及超聲波檢測法對鉆孔灌注樁斷樁處理方案實例做出分析。

2斷樁形成的原因及常見處理方法

2.1斷樁形成的原因

在高速公路灌注樁施工中，常見的斷樁形成因素有設(shè)備故障、施工工藝、地質(zhì)的因素、混凝土工程缺陷等問題，對高速公路應(yīng)用的穩(wěn)固性與安全性帶來隱患，不利于后期工程穩(wěn)定運行。

2.1.1機械設(shè)備故障

因灌注前的準(zhǔn)備工作不足，在樁基砕澆筑過程中出現(xiàn)機械設(shè)備故障，臨時停止砕的澆筑;導(dǎo)管與導(dǎo)管之間的橡膠皮套圈安裝不牢，砕澆筑過程中松動，造成導(dǎo)管漏水漏漿;停電、卡管、待料等原因造成砕不能連續(xù)澆筑從而形成斷樁。

2.1.2施工工藝

導(dǎo)管埋置深度是一個重要的控制指標(biāo)，導(dǎo)管埋置深度過大，造成提升困難，并可能會造成在提升過程中連接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁;導(dǎo)管埋置深度過小，容易拔漏導(dǎo)管，使泥漿從導(dǎo)管底端進入管內(nèi)造成斷樁事故。

2.1.3地質(zhì)原因

流沙層，或地下暗河是施工中最怕遇見的，在這種地質(zhì)條件下施工，控制過程中可能會出現(xiàn)井壁坍塌或流砂、軟塑狀質(zhì)等而造成類泥沙性斷樁⑵。

2.1.4混凝土蜂窩離析

根據(jù)高速公路灌注樁施工情況來看，混凝土離析及蜂窩缺陷問題十分常見，出現(xiàn)該問題的主要原因在于樁身的受彎構(gòu)件布筋過密，導(dǎo)致混凝土澆筑時骨料等無法在短時間內(nèi)從籠內(nèi)向籠外過渡，最終出現(xiàn)混凝土蜂窩離析現(xiàn)象。

2.2斷樁常見的處理方法

2.2.1設(shè)計加樁

加樁一般用在承載力不滿足設(shè)計的摩擦樁處理上。通過設(shè)計，在已有的缺陷樁兩端再做兩根樁，上用系梁和原來的缺陷樁連接起來，以補救缺陷樁。這種加樁成本比較高，對場地也有要求并考慮到均勻沉降和受力影響，現(xiàn)在高速公路上一般較少使用這種方法。

2.2.2原位復(fù)樁

直接用沖擊錐對已澆成的不合格樁進行沖擊二次成孔，重新澆注。這種方法適用于較短樁基且項目經(jīng)濟實力強的情況。這種處理方法時間相對較短，質(zhì)量也有保障。比如一根20 m以內(nèi)的樁基一般在7～10d 就沖擊完成，重新澆筑后到二次檢測一般需20 d左右就能處理完畢。因此，目前項目上采用這種方法較多。

2.2.3接樁

接樁的處理方法對地質(zhì)條件及樁長有所要求。當(dāng)?shù)叵滤惠^淺或樁較長而缺陷部位較深時，使用接樁來處理斷樁要花費大量的時間和付出較高的成本。另外，沒有豐富的接樁經(jīng)驗，也比較難做好這件事情。接樁需要對缺陷部位以上砕進行剔鑿。剔鑿的方法可選擇人工爆破或是風(fēng)鎬剔鑿[氣要想保證接樁質(zhì)量，關(guān)鍵是能否把缺陷處表面混凝土清理干凈，一般情況下剔鑿至缺陷部位以下0.5～ 1.0 m即可。

2.2.4鉆孔高壓注漿技術(shù)

該處理方法經(jīng)常應(yīng)用于處理混凝土蜂窩、離析問題，及時處理樁身、樁面問題，保障樁體平衡性。施工單位需要注意的是在鉆孔過程中，一定避免出現(xiàn)操作傾斜問題，避免誘發(fā)其他缺陷。完成鉆孔工作后要及時清除孔內(nèi)沉渣，對灌注工程施工總量進行合理測算，嚴(yán)格按照混凝土配合比，選擇高強度混凝土原材料完成注漿工作。為了及時發(fā)現(xiàn)樁體蜂窩、離析問題，可以采取壓水試驗，掌握混凝土工程施工情況，結(jié)合實況采取針對性的處理技術(shù)。

3處理方案實踐

3.1工程概況

某高速公路大橋樁基樁采用沖擊鉆孔方式成孔，樁總數(shù)72根，樁徑1.5～ 1.8 m，樁長17～ 27 m，設(shè)計樁基類型為摩擦樁?；炷猎O(shè)計強度等級為C25，均為強制式集中攪拌混凝土。于2019年3月18日至2020年8月25日澆筑完成，每根樁內(nèi)預(yù)埋3～4根聲測管，部分聲測管価設(shè)計郵標(biāo)高0.5 m左右提管。

地質(zhì)情況：0～3.0 m為素填土，-3.0--3.7 m為砂礫3.7～11.0 m為亞粘土，-11.014.0 m為強風(fēng)化泥巖，-14.0 m以下為弱風(fēng)化泥巖。

3.2超聲波檢測發(fā)現(xiàn)的問題

樁基施工完畢砕齡期達14 d后，采用超聲波NM-4A型非金屬超聲波檢測分析儀和50 kHz圓管型徑向幅射換能器實施現(xiàn)場檢測。按照規(guī)范要求，將聲測管 A、B、C、D兩兩分組形成剖面自下而上每隔0.2 m提升檢測。根據(jù)對采集數(shù)據(jù)的詳細分析發(fā)現(xiàn)本次樁檢有根樁存在質(zhì)量問題。該樁在Tl.4～T2.2m區(qū)段聲參量嚴(yán)重異常且在-13.2～14.6 m區(qū)段聲參量局部異常（聲測剖面圖如圖1、圖2所示）。通過現(xiàn)場了解施工過程中發(fā)現(xiàn)的異常情況，初步疑為砕離析，綜合判斷定為m 類樁。要求施工單位進行處理合格后才能使用。

3.3處理方案與結(jié)果

3.3.1處理方案

（1）該樁所處地理位置較好，場地寬敞，地下水位在-7.0 m以下，這根缺陷樁發(fā)現(xiàn)時間處在項目建設(shè)初期，有足夠的時間進行處理。所以從經(jīng)濟和時間角度考慮，施工方選擇了接樁處理方案，有關(guān)項目施工標(biāo)準(zhǔn)均須滿足表1規(guī)范。

⑵處理流程

有關(guān)處理方案流程如下：⑴基坑開挖;⑵測量放樣;（3）處理樁頭;（4）吊裝模板;（5）澆筑混凝土;（6）工程養(yǎng)護;⑺樁基檢測;（8）樁基復(fù)檢。

基坑開挖：采取人工用風(fēng)鎬從樁中心至鋼筋籠內(nèi)側(cè)開始剔鑿砕，形成一個豎井形式的槽。在剔鑿過程中注意保護好聲測管和鋼筋籠外層砕，這樣可以省去因地下水的原因要用鋼護筒。完成開挖工作后，要在基坑周圍合理設(shè)置安全防護，避免出現(xiàn)安全事故。

測量放樣：施工單位需要對拆除的樁身標(biāo)高、樁頂標(biāo)高等進行測量，統(tǒng)一使用紅漆標(biāo)明標(biāo)高。

處理樁頭：鑿至斷樁處混凝土面后，再繼續(xù)下鑿50～ 60 cm，直至新鮮混凝土面后鑿毛并除渣，形成一個鍋底形狀的窩巢，該樁鑿至14.6 m后用超聲波再次檢測看是否剔鑿到位'可。

吊裝模板：需要根據(jù)缺陷樁實況，合理應(yīng)用鋼護筒、圓柱墩鋼模板等物進行支模，需要注意的是模板尺寸以大于缺陷樁直徑50- 80 mm最佳。施工單位在完成基坑開挖、測量放樣、樁頭處理等一系列工作后，將事先準(zhǔn)備好的模板直接套在缺陷樁上，所有接縫需要塞滿海綿條，在立模過程中一定要保證樁頭上無任何土體。為了保障缺陷樁模板能夠穩(wěn)固架設(shè)，在模板周圍還需要合理應(yīng)用方木進行支護，確保其牢固性⑺。

混凝土澆筑：本次接樁處理原材料選擇C35混凝土，在澆筑過程中應(yīng)用“料斗吊裝+汽車吊”方式，持續(xù)分層澆筑，每層混凝土澆筑厚度控制在50±1 cm，邊澆筑邊振搗。應(yīng)用振搗棒進行插入式振搗，在澆筑上層混凝土?xí)r將振搗棒插入到下一層深50～ 80 mm處回。在振搗過程中需要注意的是：振搗棒不能直接與模板進行接觸，如果存在有聲測管，需要充分考慮測管位置，避免振搗工作影響測管安全，造成漏漿現(xiàn)象，完成澆筑工作后，做好混凝土灑水保養(yǎng)工作。

樁基檢測：按干成孔灌注法澆筑破，砕齡期達14 d 后對處理后的缺陷樁做二次聲測。

樁基復(fù)檢：砕齡期滿足后，根據(jù)檢測結(jié)果施工單位決定樁基復(fù)檢時間，對其進行取芯檢驗工作，明確樁基鉆孔深度，通常深度需達到補強位置，結(jié)合芯樣判斷混凝土樁樁身是否完整，以便工程后期安全投入使用。

3.3.2結(jié)果

采集數(shù)據(jù)聲測剖面圖如圖3、圖4所示。可見處理后該樁基本達到二類樁標(biāo)準(zhǔn)，因此改判為二類樁。

4結(jié)束語

對于缺陷樁處理方案的選用，施工方提供的現(xiàn)場信息很重要。對缺陷類型準(zhǔn)確定性，提出合理適用的處理方案。但如果施工方故意隱瞞施工中異常情況，就有可能因定性不準(zhǔn)確，導(dǎo)致二次處理仍不合格。比如：施工方在灌注過程中因卡管或其他原因，改導(dǎo)管為竄筒澆注，如果浮漿處理不凈或泥漿較大，此時盲目向樁內(nèi)倒水泥或是混凝土，就會形成嚴(yán)重的分層離析，導(dǎo)致壓不進漿，因此不能采用鉆芯壓漿補強方案，只能采取接或其他方案。

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