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(duì)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(gè)別樁基清孔時(shí)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(cè)發(fā)現(xiàn)，1

2、5A 樁(陸地樁基 )、2F 樁(水中樁基 )、 22 C 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(duì)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)1 1 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(duì)每個(gè)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1 2 1 鉆孔抽

3、芯，埋設(shè)井口工作管根據(jù)超聲波檢測(cè)報(bào)告及樁基抽芯情況，在樁基內(nèi)增加 l 2 個(gè)鉆孔作為補(bǔ)強(qiáng)孔，確保有 2 個(gè)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(gè)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(shí)不松不漏。1 2 2 高壓水旋噴切割用 XY 1 鉆機(jī)將鉆縣及噴頭分別下人每個(gè)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(duì)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(gè)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 5

4、0cm，同時(shí)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(shí)間。1 2 3 氣舉清渣在一個(gè)補(bǔ)強(qiáng)孔下人風(fēng)管，接上風(fēng)壓機(jī)，同時(shí)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 3m3 min、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(duì)各孔進(jìn)行氣舉清渣。1 2 4 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(gè)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。1 2 5 壓力注漿蓋好井口管，接好開關(guān)及高壓管線，將水灰比為 0 5

5、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(cè)請(qǐng)檢測(cè)單位進(jìn)行復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)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2 1 15#A 樁補(bǔ)強(qiáng)施工2 1 1 15 A 樁的缺陷情況15 A 樁樁長 44 07m，樁身砼標(biāo)號(hào) C30，人巖深度 2，61m，超聲波檢測(cè)評(píng)定為類樁。該樁共抽 6 個(gè)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 422742 97m 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。2 1 2 補(bǔ)強(qiáng)過程1)選擇補(bǔ)強(qiáng)孔。根據(jù)抽芯資料，除

6、2、 3。孔抽至樁底外，其它均抽出樁外，個(gè)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 43 25m，且該孔在415543 05m 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(duì) 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 410543 00m、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)。

7、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、 0 8MPa 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 810m。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(duì)缺陷段進(jìn)行切

8、割，切割時(shí)返出粉細(xì)砂及水泥水。在返水清澈后，對(duì)2孔實(shí)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。2 1 3 質(zhì)量評(píng)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(shí)間較長 (9d)，同時(shí)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) 3 9m3，水泥用量達(dá) 4t，大大增加了補(bǔ)強(qiáng)效果。經(jīng)檢測(cè)，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 21 F 樁補(bǔ)強(qiáng)施工2 2 1 21#F

9、樁的缺陷情況2 F 樁人微風(fēng)化巖標(biāo)高為 33 69m，終孔標(biāo)高為 3747m，嵌入微風(fēng)化巖3 78m。該樁超聲波檢測(cè)評(píng)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(gè)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，未鉆其它補(bǔ)強(qiáng)孔。2 2 2 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(duì)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(jì)切割時(shí)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0 8m3。2)采用壓風(fēng)機(jī)氣舉排渣，返出大量泥

10、、砂等物，總量為35m3。估計(jì)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(duì) 3 個(gè)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(duì)各孔底部缺陷部位旋噴注漿，歷時(shí) 85h，共使用 126 包水泥約 6 8m3 水泥漿。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(shí)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) 2 3MPa，時(shí)間保持 20min 后注漿結(jié)束。2 2 3 質(zhì)量評(píng)述本次補(bǔ)強(qiáng)

11、考慮到抽芯孔較少 (實(shí)際上只有 2 個(gè)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(shí)由于該樁較大，所以延長切割時(shí)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(cè)，該樁補(bǔ)強(qiáng)后達(dá)到類樁標(biāo)準(zhǔn)。2 3 22 C 樁補(bǔ)強(qiáng)施工2 3 1 22#C 樁的缺陷情況22 C 樁超聲波檢測(cè)結(jié)果為暫不評(píng)定樁 (在樁底 1m 范圍內(nèi)有嚴(yán)重缺陷 )。抽芯 5 個(gè)鉆孔，其中 1 3孔距樁底 1 5 2 6m 抽出樁外并打人基巖， 4孔在鉆進(jìn)至 6 21 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 10c

12、m)，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。2 3 2 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(duì) 4 個(gè)抽芯孔進(jìn)行切割，切割壓力為 28MPa。各孔切割時(shí)間超過 20h 以上，切割后各孔互相連接，同時(shí)返出大量泥漿及部分粉細(xì)砂，排渣量約 08m3。2)對(duì)各孔分別進(jìn)行氣舉排渣，此時(shí)返出大量河床泥砂，估計(jì)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(duì)各孔缺陷部位進(jìn)行清水切割、清洗泥質(zhì)物。3)針對(duì)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

13、，再用鉆機(jī)將原補(bǔ)強(qiáng)孔鉆至原孔深，并對(duì)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(duì)其它 3 個(gè)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 6 5to 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1 80m。各孔切割時(shí)間均超過8h，各孔均返出水泥漿。 1孔返出較多泥砂等。此時(shí) 1、 2、 3輕微相通。5)進(jìn)行第二次旋噴注漿及壓漿。先對(duì)各孔進(jìn)行旋噴注漿，其中

14、5孔用 06m3、3孔用 0 5m3、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(jì)達(dá)081，0m3。在各孔噴滿漿后開始?jí)簼{。 5、 1、 2#孔無法壓入水泥漿 (壓力 3MPa)，1孔壓人0 8m3 水泥漿，且孔壓不起壓力，故考慮對(duì)該孔進(jìn)行第三次壓漿，于是停壓。此次共使用 3 6t 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(duì) 1 并孔進(jìn)行第三次旋噴注漿，注入約 0 6m3 水泥漿并返純漿，補(bǔ)漿后壓漿壓力1 5MPa，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。2 3 3 質(zhì)量評(píng)述本次補(bǔ)強(qiáng)，采用有針對(duì)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(gè)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(cè)，補(bǔ)強(qiáng)效果明顯，改評(píng)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(duì)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(cè)孔，必要時(shí)可加鉆 1 個(gè)補(bǔ)強(qiáng)孔。正常補(bǔ)強(qiáng)一根樁的時(shí)間為 10 15d，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