大型機(jī)場(chǎng)樁頭缺陷處理技術(shù)探究

李紅現(xiàn)，李占良，于新平，馮玉輝，梁金岐，周小虎

（中國(guó)建筑第八工程局有限公司西北公司，西安 710065）

鋼筋混凝土鉆孔灌注樁屬于樁基工程施工的一種，其樁基施工驗(yàn)收屬于隱蔽工程驗(yàn)收，從灌注樁成孔、灌注樁鋼筋籠焊接、灌注樁鋼筋籠吊放一直到灌注樁混凝土的澆筑及灌注樁成樁開挖等施工全過程質(zhì)量控制難度大，灌注樁在施工過程中容易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷[1]，所以，如何更好地避免因施工等原因造成的灌注樁質(zhì)量缺陷，以及如何能夠更早地發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷成為了廣大工程技術(shù)人員關(guān)注的重點(diǎn)。樁頭質(zhì)量缺陷屬于灌注樁質(zhì)量缺陷的一種，相比于其他灌注樁質(zhì)量缺陷處理技術(shù)來說，樁頭質(zhì)量缺陷處理屬于可見質(zhì)量缺陷，處理起來難度稍小[2]。但是樁頭質(zhì)量缺陷卻對(duì)整個(gè)灌注樁施工質(zhì)量影響較大，其直接關(guān)系到承臺(tái)基礎(chǔ)的施工，對(duì)整個(gè)基礎(chǔ)工程施工來說是一個(gè)非常重要的影響因素，不可忽視。

1 工程概況

西安咸陽國(guó)際機(jī)場(chǎng)三期擴(kuò)建工程T5 航站樓工程中央C 區(qū)灌注樁直徑分別為1 000 mm 和700 mm，樁徑為1 000 mm，灌注樁有效樁長(zhǎng)57 m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45，共計(jì)2 505 根；樁徑為700 mm 灌注樁有效樁長(zhǎng)32 m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，共計(jì)423 根。北指廊區(qū)（N1、N2、N3 和NL 區(qū)）灌注樁直徑有600、700 和800 mm，樁長(zhǎng)為32～48 m，具體設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表1 灌注樁設(shè)計(jì)主要參數(shù)

2 施工工藝

灌注樁樁頭達(dá)到28 d 齡期測(cè)定灌注樁自身混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，開始進(jìn)行灌注樁承臺(tái)開挖，承臺(tái)開挖時(shí)需注意按照1∶0.3～1∶0.5 放坡比例[3]，其中對(duì)于有結(jié)構(gòu)底板區(qū)域的承臺(tái)開挖底邊線距承臺(tái)結(jié)構(gòu)外邊線500 mm，無結(jié)構(gòu)底板區(qū)域的承臺(tái)開挖底邊線距承臺(tái)結(jié)構(gòu)外邊線800 mm；以便蒸壓輕質(zhì)混凝土（ALC）板墻及混凝土模、磚胎模板等施工安裝，本工程現(xiàn)場(chǎng)采用人工配合機(jī)械開挖至承臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后經(jīng)測(cè)量人員測(cè)量復(fù)核，在現(xiàn)場(chǎng)要求標(biāo)高位置采用環(huán)刀法破除樁基樁頭，以西安咸陽國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓中央C 區(qū)為例，其灌注樁開挖如圖1 所示。樁頭混凝土環(huán)刀破除：定位開挖邊線→基坑開挖→樁邊清理→測(cè)定標(biāo)高、標(biāo)記→環(huán)刀切割、打開缺口→剝出鋼筋→加鉆頂斷→吊離斷體→鑿除、清洗殘余樁頭[3-4]。

圖1 中央C 區(qū)灌注樁開挖

3 施工步驟

3.1 測(cè)量放線

測(cè)量人員根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)坐標(biāo)標(biāo)記出預(yù)開挖承臺(tái)各邊交點(diǎn)位置，并標(biāo)記出承臺(tái)內(nèi)各個(gè)樁基樁中心位置，然后撒白灰標(biāo)記出開挖輪廓線，根據(jù)對(duì)應(yīng)承臺(tái)底標(biāo)高首先進(jìn)行機(jī)械開挖，為防止施工機(jī)械擾動(dòng)到樁身，采用人工挖除樁周范圍內(nèi)200 mm 的泥土，當(dāng)開挖至距離承臺(tái)底200 mm 標(biāo)高處使用人工清底找平[4]。

3.2 環(huán)刀切割

①在已做好的樁身油漆標(biāo)記處，用環(huán)刀法切割出兩道環(huán)形線圈，切割深度不大于樁基中鋼筋的保護(hù)層厚度50 mm，禁止傷害樁基中的各種鋼筋。②再利用人工鑿開上切割線缺口，鑿除時(shí)不得觸及鋼筋[5]。③使用風(fēng)鎬配合、緩緩破除上部鋼筋外部的混凝土保護(hù)層，切勿弄傷主筋。與此同時(shí)，將鋼筋向外側(cè)稍稍進(jìn)行彎折，有利于施工的連續(xù)性。④加鉆頂斷上部混凝土，鉆頭稍向上。環(huán)刀法切割鉆孔灌注樁樁頭施工如圖2 所示。

圖2 環(huán)刀法破樁頭施工

3.3 基坑清槽

①完成切斷樁頭后，使用中小型吊車將其吊出，人工清除樁頭浮渣，用風(fēng)機(jī)吹落碎石、渣屑并用水沖洗干凈。②機(jī)械或人工將樁頭鋼筋按照設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定調(diào)整到位，基坑清槽的整個(gè)過程中注意保護(hù)聲測(cè)管，可以使用木塞或泡沫塑料等方式對(duì)其臨時(shí)塞堵，以防各種無關(guān)雜物落入發(fā)生堵塞[5-6]。③鑿除樁頭后，對(duì)樁基進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)及超聲波檢測(cè)，檢測(cè)合格后，進(jìn)行樁基驗(yàn)收。④樁基檢測(cè)完成且達(dá)到規(guī)范要求合格后，將基坑內(nèi)存在凹凸部位進(jìn)行修整、填平、壓實(shí)并清理干凈。經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，方能進(jìn)行下一道工序的施工。航站樓中央C 區(qū)與各指廊基坑清槽施工處理如圖3（a）、3（b）所示。

圖3 基坑清槽

4 樁頭質(zhì)量缺陷及處理辦法

4.1 質(zhì)量缺陷

基坑開挖、破樁頭到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高位置時(shí)，要特別防范以下常見的樁頭質(zhì)量缺陷：①主筋錨固長(zhǎng)度太短，未達(dá)到規(guī)范規(guī)定的搭接錨固長(zhǎng)度；②樁身完整性不好，有夾層并且自身混凝土強(qiáng)度也不足，樁頭破除后產(chǎn)生混凝土松動(dòng)的現(xiàn)象；③樁的鋼筋保護(hù)層不夠，嚴(yán)重的可能會(huì)導(dǎo)致表面漏筋[6]；④基坑開挖過程中采用不恰當(dāng)?shù)奶幚泶胧┰斐蓸额^主筋過度彎折或鋼筋折斷；⑤各種異形樁頭、虛樁頭過長(zhǎng)；⑥樁頭有較為嚴(yán)重的破損，達(dá)不到質(zhì)量要求。以上介紹的幾種樁頭缺陷一定要及時(shí)有效處理，否則不得與上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。

4.2 處理措施

（1）采取雙面搭接焊的措施，來解決主筋錨固長(zhǎng)度不足所導(dǎo)致的主筋斷裂及鋼筋籠下沉過程中自重大會(huì)造成主筋所露樁頭過短的問題，通常操作方法是先將樁頭清理干凈，樁頭缺筋部位的混凝土要進(jìn)行鑿除，主筋露出不少于15 d，鑿除的地面要是平直面或者稍微向樁中心傾斜一些，但不得留成向樁外傾斜的角度，之后用雙面搭接焊焊接即可。

（2）采取清除夾泥及松動(dòng)部位并同時(shí)補(bǔ)澆混凝土的措施，來增強(qiáng)樁身的完整性，提高其承載能力，操作流程為鑿樁→清理樁頭→澆筑混凝土，先將夾泥或松動(dòng)部分鑿除至新混凝土面層，并將樁頭浮渣清理干凈，澆筑比原混凝土等級(jí)高一標(biāo)號(hào)的混凝土。

（3）開挖方式不當(dāng)造成樁頭主筋彎曲打斷可能造成樁基鋼筋彎曲，對(duì)此可以采取鋼筋調(diào)直，具體措施包括利用人工套鋼管對(duì)輕微彎曲鋼筋進(jìn)行調(diào)直、利用鋼筋調(diào)直機(jī)對(duì)嚴(yán)重彎曲鋼筋進(jìn)行調(diào)直。機(jī)械調(diào)直工藝流程：液壓鋼筋調(diào)直機(jī)調(diào)直，施工方法為采用液壓鋼筋調(diào)直機(jī)把彎曲鋼筋調(diào)直，如個(gè)別鋼筋彎曲嚴(yán)重?zé)o法校直，可進(jìn)行切割并采用幫條焊進(jìn)行鋼筋接長(zhǎng)處理，單面焊要求不小于10 d，雙面焊要求不小于5 d。鋼筋輕微彎曲、鋼筋嚴(yán)重彎曲如圖4（a）、4（b）所示。

圖4 樁頭鋼筋彎曲

（4）異形樁頭現(xiàn)象導(dǎo)致孔口坍塌進(jìn)而造成樁頭“蘑菇頭”采取措施為逐步破除，即先破除異形部分，再進(jìn)行樁頭破除。施工方法：在施工時(shí)，由于原地基擠密樁處理后土體不穩(wěn)定，易造成孔口坍塌而形成“蘑菇頭”樁頭；故先破除樁頂標(biāo)高以上外圍異形混凝土（圖5①處），再采用合金鋼鋸切割機(jī)進(jìn)行內(nèi)部樁頭破除（圖5②處），施工過程中注意需保護(hù)樁頭鋼筋。

圖5 異形樁頭

（5）樁頭破損，達(dá)不到要求，造成樁頭破除后混凝土缺陷大于100 mm 需做修補(bǔ)處理，可以采取二次灌漿料修補(bǔ)樁頭的方法，即先將樁頭上部混凝土浮漿剔除直到露出石子為止，然后將樁頭表面剔鑿平整，清理干凈，樁身鋼筋按設(shè)計(jì)調(diào)直，混凝土樁頭彈十字線即中心線，周圍支設(shè)環(huán)形木模板或塑料圓形模具如圖6（a）所示，模板內(nèi)加入C50 高強(qiáng)灌漿料將樁頭補(bǔ)平，最后用抹子搓平壓光。樁頭若輕微受損可以直接利用高強(qiáng)灌漿料填充抹平壓光，經(jīng)過修補(bǔ)措施處理后的灌注樁樁頭如圖6（b）所示。

圖6 修補(bǔ)工具及效果

5 結(jié)束語

文章結(jié)合西安咸陽國(guó)際機(jī)場(chǎng)三期擴(kuò)建工程T5 航站樓工程鉆孔灌注樁施工應(yīng)用，從工程概況、施工工藝、施工步驟、樁頭質(zhì)量缺陷及處理辦法等方面進(jìn)行介紹，現(xiàn)總結(jié)如下。

（1）灌注樁強(qiáng)度達(dá)到要求后，進(jìn)行承臺(tái)開挖，并按照1∶0.3～1∶0.5 放坡，其中對(duì)于有結(jié)構(gòu)底板區(qū)域與無結(jié)構(gòu)底板區(qū)域的各自承臺(tái)開挖底邊線進(jìn)行外放一定距離，以便承臺(tái)模板安裝。

（2）測(cè)量人員根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)坐標(biāo)標(biāo)記出預(yù)開挖承臺(tái)各邊交點(diǎn)位置，并標(biāo)記出承臺(tái)內(nèi)各個(gè)樁基樁中心位置，然后用水準(zhǔn)儀測(cè)定樁頂標(biāo)高，確定出設(shè)計(jì)要求的樁頂位置，做好標(biāo)記，沿標(biāo)高處樁基周長(zhǎng)均勻布置。

（3）用環(huán)刀切割機(jī)、人工和風(fēng)鎬等破樁頭時(shí)，注意不要弄傷主筋，同時(shí)將鋼筋向外側(cè)微彎，便于后續(xù)施工，加鉆頂斷上部混凝土?xí)r，鉆頭應(yīng)該稍向上。

（4）施工過程中注意聲測(cè)管的保護(hù)，鑿出聲測(cè)管后用木塞對(duì)其進(jìn)行臨時(shí)封塞，防止雜物墜入引起堵塞現(xiàn)象，樁基檢測(cè)合格后，將基坑清理干凈，局部凹凸不平部位，人工修整填平。

（5）常見的樁頭質(zhì)量缺陷有主筋錨固長(zhǎng)度不滿足設(shè)計(jì)要求、夾泥和混凝土強(qiáng)度不夠，樁頭破鑿后混凝土松動(dòng)、鋼筋保護(hù)層不夠，漏筋、開挖方式不當(dāng)造成樁頭主筋彎曲打斷、異形樁頭和樁頭破損，達(dá)不到要求。