1、某工程人工挖孔樁樁基處理曹偉良  王英姿（深圳華森建筑與工程設(shè)計顧問有限公司  深圳518054）    提要   本文通過某工程樁基缺陷的處理過程，著重分析了樁基缺陷產(chǎn)生的原因，并根據(jù)樁基缺陷程度，分別介紹了相應(yīng)的處理方法；同時對主要的補強施工工藝-高壓旋噴注漿法做了詳細的闡述。   關(guān)鍵詞 大直徑人工挖孔樁   缺陷處理   高壓旋噴注漿 1. 概況    某工程位于深圳市羅湖區(qū)，占地面積約10718m2。地上部分由6層裙

2、樓和3棟塔樓組成，其中主塔摟46層(結(jié)構(gòu)高度約165m)，附塔樓各2628層（結(jié)構(gòu)高度約98m），地下部分3層，底板相對標高為12.7m，總建筑面積約12萬m2。 該工程所在地段原始地貌單元屬深圳河北岸及布吉河流域之沖積地, 場地埋藏的地層(自相對標高-2.00m計起)有:    人工填土層(厚度為0.31.2m);    第四系全新統(tǒng)沖積層,淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土(厚度為0.32.7m), 細中砂(厚度為0.53.9m);    第四系上更新統(tǒng)沖洪積層, 粉質(zhì)粘土(厚度為0.42.5m), 中粗砂(厚度為0.5

3、2.5m);    第四系中更新統(tǒng)殘積粉質(zhì)粘土(厚度為14.248.4m);    侏羅系混合巖化凝灰質(zhì)砂巖，強風化（厚度為1.225.4m），中風化（厚度為0.53.7m），微風化（厚度不詳）。    場地位于侏羅系混合巖化凝灰質(zhì)砂巖與燕山期花崗巖侵入體之接觸地帶，圍巖與侵入體的侵入關(guān)系復(fù)雜，其接觸帶巖石一般膠結(jié)良好，但均有不同程度的構(gòu)造擠壓及蝕變現(xiàn)象。    該工程樁基采用人工挖孔樁，直徑為1.43.4米，長度為2040多米不等，全部工程樁共計182根，其中I區(qū)59根（包

4、括新增加的一根沖孔樁F4'），II區(qū)58根，III區(qū)52根，工程兼支護兩用樁13根。樁芯混凝土等級I區(qū)主塔樓為C30，其它樁為C25。C30樁端持力層為微風化基巖，C25樁端持力層為強風化，施工過程中有少量樁的持力層由強風化改為中風化。現(xiàn)場對首批完成的151根樁中的53根樁進行抽芯檢測，發(fā)現(xiàn)樁芯混凝土存在嚴重的缺陷。為對樁基有一個全面、客觀的認識，采取對每一根樁進行抽芯檢測，先根據(jù)抽出芯樣的具體情況評價缺陷的嚴重程度，然后確定增加抽芯樁位和數(shù)量(最多的每樁抽有四孔)。最后整理出混凝土芯樣柱狀圖和混凝土強度報告。二、缺陷情況及其分類  樁基施工完成后，根據(jù)抽芯鉆等檢測

5、情況發(fā)現(xiàn)樁身存在著不同程度的缺陷，因此，對抽取混凝土芯樣外觀及選樣試驗結(jié)果等資料綜合分析，分別將樁身按混凝土完整性、混凝土強度進行分類： 1. 樁身混凝土完整性     根鋸樁混凝土芯樣的外觀完整情況分為A、B、C、D四類：    A類 無缺陷，完整樁 這類樁在抽芯鉆探過程均屬正常，芯樣混凝土總體膠結(jié)良好，混凝土芯表面光滑，骨料分布基本均勻（局部部位芯樣骨料稍有不均）。各樁芯樣呈通長圓柱，接口吻合，采芯率達到100%，目測混凝土強度正常。    B類 輕微缺陷，這類基本完整樁   &#

6、160; 樁在抽芯鉆探過程均屬正常，芯樣混凝土大部分膠結(jié)良好，混凝土芯表面基本光滑，骨料分布基本均勻，但局部部位芯樣表面有輕微蜂窩麻面現(xiàn)象（有深度1cm的蜂窩），并呈雜亂分布, 該部分強度較底。各樁芯樣呈通長圓柱，接口吻合，采芯率為100%。    C類 蜂窩類嚴重缺陷樁 樁身混凝土芯樣通長尚呈連續(xù)長柱狀，接口吻合，采芯率為100%，骨料分布基本均勻，但局部部位芯樣表面有嚴重蜂窩現(xiàn)象（有深度1cm的蜂窩），在蜂窩區(qū)段，粗骨料局部剝落，混凝土芯斷面呈殘月形，已不能制作標準圓柱體抗壓強度試件。相應(yīng)部位的混凝土強度很底。這類樁除局部的嚴重蜂窩外，在長度方向, 輕微中度蜂

7、窩及麻面等較差的缺陷也很普遍。大部分混凝土芯樣表面不太光滑，骨料分布也不均勻。混凝土芯強度離散度很大。    D類 破碎類嚴重缺陷樁 樁身混凝土芯樣在長度方向因存在嚴重蜂窩離析且其體量較大，導(dǎo)致在抽芯鉆探時局部混凝土芯樣已呈完全破碎狀，混凝土芯樣嚴重離析，粗骨料剝落嚴重。2. 樁身混凝土強度     現(xiàn)場選樣時，按照樁芯長度方向自上而下均勻分布的原則并針對性地考慮對有缺陷段選取10個進行試壓。由于本工程抽芯所揭露各樁的樁身混凝土質(zhì)量差異很大，不能按成批統(tǒng)一進行評定。改單樁分別作為一個驗收單位批進行評定判斷。按照深圳地區(qū)基樁質(zhì)量檢測技術(shù)

8、規(guī)程的有關(guān)要求，樁身混凝土強度的評定標準為：芯樣混凝土強度滿足下列條件，則判定樁身混凝土強度滿足設(shè)計要求，否則，判定樁身混凝土強度不合格。  芯樣試件數(shù)量n10時：            mfccu1Sfcu0.9fcu,k×0.88                 fccu, min2fcu,k×0.88&

9、#160;       式中n=1014時，1=1.70，2=0.90    . 芯樣試件數(shù)量n10時：                  mfccu1.15fcu,k×0.88             

10、60;    fccu,min0.95fcu,k×0.88三、原因分析   在掌握樁混凝土芯樣資料的基礎(chǔ)上，加上對現(xiàn)場施工準備情況以及具體施工工藝的了解，通過分析認為造成此工程樁基質(zhì)量問題的主要原因是： 1. 施工時未進行人工地下降水,止水帷幕未完全封閉且深度和工程樁設(shè)計深度相差太大,地下涌水量過大。 2. 當孔內(nèi)涌水量超過0.3L/s或積水超過100mm深時，未嚴格按規(guī)定要求按水下混凝土施工。 3. 由于交通環(huán)境，混凝土的供應(yīng)和混凝土輸送泵等環(huán)節(jié)不同程度地存在一些問題，澆筑過程中難以確保混凝土澆筑的連續(xù)性，經(jīng)常有澆筑中途停

11、歇的現(xiàn)象發(fā)生。澆筑中途停歇后，混凝土車中的混凝土稍有干硬，混凝土車司機和混凝土泵操作人原便擅自加水以增加坍落度，因而導(dǎo)致混凝土不均勻，不穩(wěn)定；樁孔中已澆混凝土表面因涌水、泌水等原因而形成的水未被及時抽走，再次澆筑混凝土時混凝土漿液被水稀釋, 形成骨料分離現(xiàn)象。 4. 施工過程中，串筒沒接到底即開始澆筑混凝土，導(dǎo)致下混凝土時混凝土自由下落距離太大產(chǎn)生離析；振搗手離混凝土面太遠，振搗不充分，漏振或振動棒拔出太快形成局部無規(guī)律的蜂窩、麻面和溝槽等。 四、樁的缺陷處理方案  根據(jù)前面的樁評價分類，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)的具體形式以及具體施工工藝，將樁基的處理方法大致分為三類：合格樁、一般缺陷

12、樁、嚴重缺陷樁。具體評審和處理方法如下:    1. 合格樁的評審和處理        要求滿足深圳地區(qū)基樁質(zhì)量檢測技術(shù)規(guī)程規(guī)定，對合格樁抽芯孔作普通回灌處理。    2. 一般缺陷樁的評審和處理        . 從整體上衡量各孔抽芯揭示的缺陷和芯樣強度。分析各孔芯樣缺陷之間是否具有連續(xù)性，用同一深度不同抗壓強度值的平均值來代表該處混凝土強度，并考慮到帶有溝槽等缺陷的芯樣試壓強度低于實際抗壓強度。 

13、60;     . 結(jié)合樁的長徑比，對位于底部擴大頭中芯樣強度偏低但混凝土膠結(jié)較好的，考慮長樁樁身實際應(yīng)力分布情況，進行驗算和處理。       . 樁身上部鋼筋籠范圍內(nèi)芯樣強度稍低的，考慮鋼筋承載力的實際作用。       . 對位于地下室側(cè)壁下不出±0.00的兩用樁考慮其實際的受力狀況。             &

14、#160;  這些局部有缺陷的樁處理時，對缺陷部分進行高壓旋噴切割清洗，加鋼筋進行截面加強，并用高壓注漿。    3. 嚴重缺陷樁的評審和處理       樁芯樣不同程度的出現(xiàn)骨料松散，承載力嚴重不足。這類樁處理時，對缺陷部分進行高壓旋噴切割清洗，鉆大孔(D=150)加鋼筋束補償，并加強現(xiàn)場施工的過程質(zhì)量控制,不再另作檢驗。針對F4樁原設(shè)計持力層為微風化而實際樁端持力層為強風化, 處理先做好該樁的缺陷處理, 然后在樁旁補一直徑1600(F4)的沖孔樁持力層為微風化。    4

15、. 在對樁基處理的同時，對地下室底板作了一定的加強, 以加強結(jié)構(gòu)的整體性。 5. 補強施工工藝-高壓旋噴注漿法     高壓旋噴注漿法主要施工工藝如下:    1.  鉆孔    2.  旋噴切割     3.  洗孔         采用氣舉聯(lián)合洗孔排渣，用612m3/min的空壓機向孔內(nèi)送風，風壓0.50.7Mpa，同時向其它孔內(nèi)送入清水，使被切割下的沉渣由水氣聯(lián)合帶到孔外。各孔依次

16、清洗至原鉆孔深度,所有注漿孔均洗到渣凈水清為止。    4.  注漿          漿液采用小野田525水泥，UEA-H微膨脹劑(摻量12%)，SF高強泵送減水劑(摻量0.75%)，水灰比為0.45，注漿前計算每根樁的理論注漿量，先用鋼管從樁底注漿，直之使?jié)鉂{從周圍孔中置換出稀漿，每孔依次輪換，最后用特制密封圈塞封住。從孔口進行穩(wěn)壓悶漿同時保持壓漿泵壓力在24MPa經(jīng)5min后(同時壓漿量大于孔體積2倍以上)完成。六、樁處理過程中壓漿效果評價    根據(jù)壓漿后重

17、新抽芯后的芯樣對壓漿效果進行復(fù)查，經(jīng)處理后芯樣完整性有明顯改觀，原松散部分被完好的純水泥漿段和水泥漿-碎石混凝土所代替。純水泥漿段抗壓強度都在C40以上，水泥漿-碎石混凝土膠結(jié)物強度在C20以上。復(fù)查中也發(fā)現(xiàn)膠結(jié)較差的混凝土壓漿后強度并無明現(xiàn)改善(仍有象芯樣強度為7.4MPa)。這主要是高壓旋噴切割不能把這種具有一定強度的混凝土完全破碎，另外水泥漿液也不能壓入不貫通或很細維的孔隙中，壓力的增大使大量的漿液流入強風化，中風化甚至微風化的巖石里, 30MPa的高壓旋噴切割針對混凝土膠結(jié)很差且蜂窩嚴重的情況還是能取得較理想的結(jié)果。七、結(jié)束語     該工程歷時半年的樁基缺陷處理, 最終通過了由深圳建設(shè)局和質(zhì)檢總站