質(zhì)量缺陷樁基的補(bǔ)強(qiáng)施工

1、質(zhì)量缺陷樁基的補(bǔ)強(qiáng)施工蘇維才，金華山(佛山市高明區(qū)路橋建設(shè)有限公司，廣東佛山 528000)摘 要：介紹了某大橋樁基底部存在的主要缺陷，說明了對缺陷樁基的補(bǔ)強(qiáng)施工及高壓水旋噴切割注漿補(bǔ)強(qiáng)方案，并進(jìn)行了效益分析。關(guān)鍵詞：橋梁；樁基；補(bǔ)強(qiáng)；注漿；質(zhì)量缺陷珠江三角洲某跨內(nèi)河大橋長1 14898m，寬15m。橋梁樁基均為鉆孔灌注樁，由于該橋地質(zhì)情況復(fù)雜，粉細(xì)砂層很厚，一般都在20m以上，最厚達(dá)到30多m，造成樁基成孔、清孔困難，以致個別樁基清孔時泥漿指標(biāo)控制不好，鋼筋籠下沉就位后沉淀(粉細(xì)砂)較厚，甚至采用導(dǎo)管二次清孔后仍無法完全清除鋼筋籠底部的沉淀，從而造成樁基質(zhì)量缺陷。超聲波檢測發(fā)現(xiàn)，15A樁(陸

2、地樁基)、2F樁(水中樁基)、22C樁(水中樁基)樁底有明顯質(zhì)量缺陷，需進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。這3根樁均為5m嵌巖樁，缺陷部位均在巖面以下，經(jīng)分析研究，決定對缺陷部位進(jìn)行高壓水旋噴切割和氣舉清渣后再注漿、壓漿補(bǔ)強(qiáng)。 1 高壓水旋噴切割注漿補(bǔ)強(qiáng)11 補(bǔ)強(qiáng)原理通過在樁基缺陷部位鉆補(bǔ)強(qiáng)孔，利用高壓旋噴水將缺陷部位的松散砼及沉渣切割，并利用氣舉清渣原理清出缺陷部位松散砼及沉渣等雜物，然后將旋噴注漿管下沉至補(bǔ)強(qiáng)孔底部進(jìn)行高壓旋噴注漿，最后再進(jìn)行壓力壓漿。為確保補(bǔ)強(qiáng)質(zhì)量，要求對每個補(bǔ)強(qiáng)孔均進(jìn)行高壓水旋噴切割、氣舉清渣及高壓旋噴注漿。 I2 補(bǔ)強(qiáng)施工程序及技術(shù)要求121 鉆孔抽芯，埋設(shè)井口工作管根據(jù)超聲波檢測報告及

3、樁基抽芯情況，在樁基內(nèi)增加l2個鉆孔作為補(bǔ)強(qiáng)孔，確保有2個鉆孔鉆到樁底缺陷部位，使補(bǔ)強(qiáng)孔在樁基缺陷部位形成通路，然后在這2個鉆孔孔口位置按補(bǔ)強(qiáng)壓漿的要求埋設(shè)井口工作管。管徑采用13cm鋼管并加焊鋼筋，用水泥砂漿埋置好，使氣舉清渣清出的雜物不回流及在壓力注漿時不松不漏。122 高壓水旋噴切割用XY1鉆機(jī)將鉆縣及噴頭分別下人每個鉆孔缺陷部位，使用2JB30型高壓泥漿泵提供28MPa以上高壓清水，對所有補(bǔ)強(qiáng)孔進(jìn)行高壓旋噴切割，反復(fù)多次直到返水較清澈為止，并使2個補(bǔ)強(qiáng)孔連通。為保證切割清洗質(zhì)量，切割范圍在缺陷段深度上下各延伸50cm，同時考慮到補(bǔ)強(qiáng)孔較少及分布不合理等因素，盡量加大壓力，延長切割時間。

4、123 氣舉清渣在一個補(bǔ)強(qiáng)孔下人風(fēng)管，接上風(fēng)壓機(jī)，同時在另一補(bǔ)強(qiáng)孔繼續(xù)切割，并加入清水。風(fēng)壓機(jī)提供排量為3m3min、壓力為07MPa的壓縮空氣，通過風(fēng)壓機(jī)將水、渣、氣、液、固體混合物清出，分別對各孔進(jìn)行氣舉清渣。124 造漿和旋噴注漿采用525斡水泥制作水灰比為08的水泥漿。分別在每個補(bǔ)強(qiáng)孔放人旋噴注漿管，管深至孔底，在補(bǔ)強(qiáng)孔缺陷部位高壓旋噴水泥漿，利用反推法將水排出。旋噴注漿壓力為25MPa，水泥漿水灰比為0508。125 壓力注漿蓋好井口管，接好開關(guān)及高壓管線，將水灰比為05的濃水泥漿擠壓進(jìn)孔內(nèi)，兩孔分別進(jìn)行，并維持壓力(1MPa)超過30min以上。126 復(fù) 測請檢測單位進(jìn)行復(fù)測，復(fù)

5、測質(zhì)量達(dá)到類樁標(biāo)準(zhǔn)后，可交付使用；否則，應(yīng)重新處理。2 樁基補(bǔ)強(qiáng)施工21 15#A樁補(bǔ)強(qiáng)施工211 15A樁的缺陷情況15A樁樁長4407m，樁身砼標(biāo)號C30，人巖深度2，61m，超聲波檢測評定為類樁。該樁共抽6個抽芯孔，其中2#、3孔抽至樁底，其它均偏出樁外。抽芯發(fā)現(xiàn)2并孔在孔深42274297m處砼離析破碎，3孔描至樁腐砼芯質(zhì)量較好，并無沉渣，判定該樁存在部分缺陷，需作補(bǔ)強(qiáng)處理。212 補(bǔ)強(qiáng)過程1)選擇補(bǔ)強(qiáng)孔。根據(jù)抽芯資料，除2、3?？壮橹翗兜淄?，其它均抽出樁外，個別孔接近樁底。因3孔無缺陷，故不能作為補(bǔ)強(qiáng)孔。經(jīng)過分析，選擇2、1孔作為補(bǔ)強(qiáng)孔，因1孔在4155m處偏出樁外，鉆孔深4325m

6、，且該孔在41554305m為卵石層，極有可能與2#孔串通形成補(bǔ)強(qiáng)回路。如果高壓水旋噴切割后未能形成補(bǔ)強(qiáng)回路，則要另鉆補(bǔ)強(qiáng)孔。2)埋設(shè)井口施工管，采用高壓清水分別對1、2孔缺陷部位進(jìn)行高壓切割，切割壓力28MPa，切害6長度l#孔為41054300m、2#孔為42004320m，均覆蓋兩孔缺陷位置，反復(fù)進(jìn)行切割。經(jīng)切割后兩孔互相串通，達(dá)到預(yù)期目的。切割過程中排出泥漿水及粉細(xì)砂沉渣等物質(zhì)。3)采用氣舉循環(huán)清孔方法，分別在其中一孔放人風(fēng)管，另一孔切割并注水，使用3，25 m3min、08MPa壓力的風(fēng)壓機(jī)送風(fēng)，力求將顆粒較大的沉渣排出。氣舉后排出大量砂礫及卵石等，排出量約1m3，并使兩孔扳充填81

7、0m。疑為地層、(卵石、沙層)補(bǔ)充、坍塌所致。4)重新將1、2孔鉆至原孔深度，并用高壓水重新切割缺陷段，直至返水清澈為止。5)造漿并旋噴注漿，造出水灰比為0508的水泥漿，按先稀后濃的方法，以保證滲透性及強(qiáng)度。分別在兩孔切割段進(jìn)行高壓旋噴，噴射壓力25MPa，噴漿量為25m3。6)在兩孔旋噴注漿后，待水泥漿初凝，再鉆穿2孔缺陷段至4320m，并再次對缺陷段進(jìn)行切割，切割時返出粉細(xì)砂及水泥水。在返水清澈后，對2孔實施二次旋噴注漿。7)在2孔返出較濃水泥漿后，加蓋進(jìn)行壓漿，壓漿壓力12MPa，維持30min后停止壓漿，關(guān)井候凝。213 質(zhì)量評述由于該樁存在部分缺陷，且抽芯孔較多，很難加抽補(bǔ)強(qiáng)孔，另

8、外由于受地層因素及鉆孔內(nèi)雜物較多等的影響，使切割清洗時間較長(9d)，同時考慮到地層坍塌、孔內(nèi)無法一次清洗，采用二次切割、二次旋噴壓漿的辦法(此法即使在砂、礫層也能形成旋噴樁體)，水泥漿用量達(dá)39m3，水泥用量達(dá)4t，大大增加了補(bǔ)強(qiáng)效果。經(jīng)檢測，該樁補(bǔ)強(qiáng)后達(dá)到遼類樁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，收到了良好效果。2。2 21F樁補(bǔ)強(qiáng)施工221 21#F樁的缺陷情況2F樁人微風(fēng)化巖標(biāo)高為3369m，終孔標(biāo)高為3747m，嵌入微風(fēng)化巖378m。該樁超聲波檢測評定為類樁，樁底約20m范圍內(nèi)砼局部有明顯缺陷，砼均勻性差。該樁共抽4個孔，其中2及4孔抽到樁底，1#孔抽到泥漿護(hù)壁。經(jīng)分析，選用1、2#、4#孔進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，未鉆

9、其它補(bǔ)強(qiáng)孔。222 補(bǔ)強(qiáng)過程1)安裝調(diào)試設(shè)備并埋設(shè)井口管后，開始采用高壓泥漿泵分別對1、2、4孔缺陷段進(jìn)行高壓清水切割，反復(fù)多次，每孔累計切割時間均達(dá)1525h，切割壓力為28MPa。各孔通過切割均互相串通，并返出大量泥漿及粉細(xì)砂質(zhì)，返渣量約08m3。2)采用壓風(fēng)機(jī)氣舉排渣，返出大量泥、砂等物，總量為35m3。估計樁底與河床連通，原因是樁底人巖不深，加上基巖破碎較多，由于氣舉產(chǎn)生較大負(fù)壓，將泥砂帶出。3)根據(jù)以上情況，停止氣舉清渣，重新分別對3個抽芯孔進(jìn)行清水切割返渣，以清賒披底原切割范圍內(nèi)的泥質(zhì)，至返水清澈為止。4)對各孔底部缺陷部位旋噴注漿，歷時85h，共使用126包水泥約68m3水泥漿。

10、在旋噴注漿33m3后孔口才返漿，部分漿液涌出樁外。其中1孔水泥漿面很長時間一直停留在潛水面附近(河床水平面左右)不返漿，暫停注漿1h，再注漿灌滿孔口。各孔分別壓注水泥漿，直至壓力達(dá)23MPa，時間保持20min后注漿結(jié)束。223 質(zhì)量評述本次補(bǔ)強(qiáng)考慮到抽芯孔較少(實際上只有2個孔到達(dá)樁底)，而且抽芯孔孔位較集中，根據(jù)抽芯結(jié)果，缺陷主要為樁底沉渣，同時由于該樁較大，所以延長切割時間和加大切割力度，力求用較少的補(bǔ)強(qiáng)孔做好補(bǔ)強(qiáng)工作。清渣量約08m3，壓注漿量約7m3。經(jīng)檢測，該樁補(bǔ)強(qiáng)后達(dá)到類樁標(biāo)準(zhǔn)。23 22C樁補(bǔ)強(qiáng)施工231 22#C樁的缺陷情況22C樁超聲波檢測結(jié)果為暫不評定樁(在樁底1m范圍內(nèi)

11、有嚴(yán)重缺陷)。抽芯5個鉆孔，其中13孔距樁底1526m抽出樁外并打人基巖，4孔在鉆進(jìn)至621 m處因掉鉆棄孔，只有5孔抽至樁底。根據(jù)5孔資料，該樁只是沉淀超標(biāo)(沉淀厚度為10cm)，樁身無其它缺陷?？紤]到1一3孔接近樁底，加上基巖較破碎等，故將1、2#、3并、5孔作為補(bǔ)強(qiáng)孔。232 補(bǔ)強(qiáng)過程1)補(bǔ)強(qiáng)孔擴(kuò)孔及埋設(shè)井口管后，開始采用高壓清水分別對4個抽芯孔進(jìn)行切割，切割壓力為28MPa。各孔切割時間超過20h以上，切割后各孔互相連接，同時返出大量泥漿及部分粉細(xì)砂，排渣量約08m3。2)對各孔分別進(jìn)行氣舉排渣，此時返出大量河床泥砂，估計補(bǔ)強(qiáng)孔與河床連通，尤其1孔較嚴(yán)重，因此停止氣舉，繼續(xù)分別對各孔缺

12、陷部位進(jìn)行清水切割、清洗泥質(zhì)物。3)針對該樁補(bǔ)強(qiáng)孔與河床連通的特點(diǎn)，采取二次壓漿法處理該樁，即先旋噴注漿，力求將上部地層與樁底隔離，等水泥漿初凝后，再用鉆機(jī)將原補(bǔ)強(qiáng)孔鉆至原孔深，并對其下部(樁底部分)進(jìn)行清水切割并清渣，最后進(jìn)行旋噴注漿及壓漿處理。由于5孔只是樁底存在問題；第一次暫不處理，先對其它3個孔缺陷部位進(jìn)行旋噴注漿。其中2孔噴了33m3，3#孔用了22m3，1孔用了19m3水泥漿。噴射壓力達(dá)25MPa，水灰比0607，水泥用量65to各孔均不返漿，證明與地層明顯連通。4)鉆穿各補(bǔ)強(qiáng)孔(含5孔)進(jìn)行二次高壓清水切割。切割范圍由樁底至以上180m。各孔切割時間均超過8h，各孔均返出水泥漿。

13、1孔返出較多泥砂等。此時1、2、3輕微相通。5)進(jìn)行第二次旋噴注漿及壓漿。先對各孔進(jìn)行旋噴注漿，其中5孔用06m3、3孔用05m3、2#孔用06m3、1孔用07m3水泥漿后孔口返出純水泥漿，可判定各孔經(jīng)二次切割后均產(chǎn)生一定空間，累計達(dá)081，0m3。在各孔噴滿漿后開始壓漿。5、1、2#孔無法壓入水泥漿(壓力3MPa)，1孔壓人08m3水泥漿，且孔壓不起壓力，故考慮對該孔進(jìn)行第三次壓漿，于是停壓。此次共使用36t水泥。6)鉆穿1孔進(jìn)行第三次高壓切割清洗，返出物大多為水泥水，少量為沉渣。對1并孔進(jìn)行第三次旋噴注漿，注入約06m3水泥漿并返純漿，補(bǔ)漿后壓漿壓力15MPa，維持40min后停止壓漿，壓人08m3水泥漿，可見該孔仍存在裂隙。此次共用去18t水泥。233 質(zhì)量評述本次補(bǔ)強(qiáng)，采用有針對性的三次切割、壓漿方法，使補(bǔ)強(qiáng)達(dá)到良好效果：由第一次的注不滿漿，到第二次的注滿漿、個別孔壓不起壓力，到第三次的孔壓起壓力。該樁補(bǔ)強(qiáng)共使用近12t水泥，補(bǔ)強(qiáng)后經(jīng)超聲波檢測，補(bǔ)強(qiáng)效果明顯，改評為類樁。3 效益分析采用高壓旋噴切割注漿補(bǔ)強(qiáng)方案對存在質(zhì)量缺陷的樁基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，可利用原來的抽芯檢測孔，必要時可加鉆1個補(bǔ)強(qiáng)孔。正常補(bǔ)強(qiáng)一根樁的時間為1015d，補(bǔ)強(qiáng)一根樁的最大成本為45萬元(缺陷段清水噴射切割、噴漿置換及孔內(nèi)壓漿的單價為