淺論基樁缺陷加固補強處理方法的可行性

林雯

廈門合誠工程檢測有限公司（361000）

淺論基樁缺陷加固補強處理方法的可行性

林雯

廈門合誠工程檢測有限公司（361000）

在交通工程施工中，橋梁樁基的完整性和使用可靠性，是橋梁下部結構極為重要的一項主要指標。針對樁身存在缺陷明顯的基樁，應做重新沖孔補打樁處理，但往往會影響工程的進度。因此，對樁身存在缺陷的基樁，進行相對應的加固處理方法，使得基樁仍可使用，在工程中具有重要的現實意義。

基樁檢測；樁身缺陷；加固處理方案；復檢

1　基樁的樁身缺陷類別

樁身缺陷是在一定程度上使樁身完整性惡化，引起樁身結構強度和耐久性降低，出現樁身斷裂、裂縫、縮頸、夾泥（雜物）、空洞、蜂窩、松散等不良現象的統稱。

2　樁身缺陷形成的原因和存在部位

樁身缺陷的產生往往是在灌注混凝土時操作不當或是成孔質量不達標導致的，缺陷的位置也可能存在于樁身的各部位，涵蓋了樁身的上、中、下部。

3　基樁的加固補強處理方案設計

合理的注漿設計是注漿的前提，為了使樁體的注漿加固補強施工合理有效，應對樁身缺陷的類型和存在部位仔細分析，結合基樁的巖層地質狀況、地下水條件和周圍的環境條件等各方面因素，進行綜合的分析判斷，科學配置注漿漿液，確定注漿壓力等參數。

3.1壓漿加固補強的主要原理與目的

利用樁身的取芯鉆孔，對混凝土樁身進行封閉式的壓注純水泥漿液，令樁身的缺陷部位重新進行膠結，提高該部位的受力強度，致使與膠結完好的混凝土形成一個受力整體，加強樁身完整強度。

3.2加固補強主要材料

水泥漿：使用P.O42.5R優質早強型硅酸鹽水泥與清水配制而成，水灰比范圍為0.50～0.60。碎石：骨料粒徑范圍為1～2cm。外加劑：膨脹劑，摻量0.05% ～0.1%。

3.3施工工藝

3.3.1注漿鉆孔

根據現場檢測情況及處理技術要求，利用檢測時所成的鉆孔及補強取芯鉆孔進行高壓注漿處理；當樁徑大于2m的處理樁鉆孔數應為5個，鉆孔應均勻分布。取芯鉆孔時應詳細記錄，以便更準確的為注漿施工提供依據。

3.3.2鉆孔高壓注漿

采用雙液調速高壓注漿泵，進行鉆孔注漿。相關主要參數如下：噴射最大壓力一般不小于2～3 MPa，最大注漿壓力為5MPa；泵量20～50L/min。

3.3.3高壓水洗孔

鉆孔完畢后，利用大流量水對所成的鉆孔進行全孔上下反復沖洗，把樁身內殘留的巖粉、泥質、沉渣等雜質沖出孔外，待孔內返水由濁變清時，再對另一個鉆內進行沖洗。大流量水沖洗完畢后，在樁身缺陷位置放下噴射器，對缺陷段上下反復進行高壓水旋轉噴射，沖洗應滿足水由濁變清且持續沖洗一定時間，才結束清洗。如同一根樁有多個鉆孔，應逐個鉆孔進行清洗。一孔高壓清洗而有另一孔有水溢出時，可認定缺陷部位已打通，可換另一個鉆孔高壓清洗。鉆孔間互通后，壓入的水由濁變清時，可結束清洗工作。

洗孔的目的是將孔內泥砂、雜物、碎屑及成孔過程中殘留的巖粉等雜質沖出孔外，致使缺陷位置能互通，提高水泥素漿的滲透性能及新老混凝土的交接能力。

3.3.4下注漿管、回填碎石

每個鉆孔內下兩根注漿管，其中一根直通管，一根為花管?；ü苈裨O位置為樁身缺陷位置或樁底沉渣位置，直通管埋深5m位置且在上部管口安置止漿閥，然后進行回填細石骨料，回填至距孔口3m時，停止回填碎石，改用自拌混凝土回填封孔。

嚴格地按細石混凝土的要求，往鉆孔中下碎石，碎石要用清水清洗，粒徑范圍為1～2cm?；靥钏槭瘧裱鸶鹂淄瓿?，在回填中應盡可能使其密實。

3.3.5注漿施工

注漿施工前應先進行壓水試驗，壓水試驗目的是檢查注漿系統和設備完好率。壓水試驗測試合格后，方可進行樁身缺陷或樁底沉渣處高壓注漿。

樁身缺陷高壓注漿加固補強施工：待封孔結束8～10h后再用埋至缺陷位置的花管進行注漿，注漿為高壓注漿，注漿壓力及漿液濃度應按逐漸提高的過程，流量可調小至20L/min，進行小流量注漿。注漿時，第一根直通管溢出水泥漿液，且水泥漿液濃度與注入時水泥漿液濃度一致，可關閉止漿閥，繼續加壓注漿，當出現注漿漿液從孔口、樁周溢出時應停止注漿；如未出現以上現象，以注漿壓力2～3MPa且最大注漿壓力不大于5MPa，持續注漿時間為30 min為終止注漿標準。樁身缺陷注漿應遵循逐根逐孔順序完成。注漿完畢將注漿管留于孔中不作回收。

通過對樁底缺陷處的高壓注漿加固補強后，使水泥漿液對缺陷部位進行高壓擠壓，排出內部的空氣和水，致使水泥漿液充分充填于缺陷處碎礫石及回填碎石的空隙中，提高缺陷處水泥強度，從而提高樁身承載力。

3.4施工工藝流程圖

圖1　工藝流程圖

4　工程實例對比分析

1）某高速公路工地，某大橋的3-2#基樁，設計樁徑為2000mm，樁長為20.8m，成樁類型為嵌巖樁。采用超聲波法檢測樁身完整性，并用低應變法檢測樁端持力層情況。檢測結果表明，樁身在距樁底約40cm左右處，超聲波波幅、波速異常，低應變的應力波曲線在接近樁底處也出現了同向反射波（見圖2）。懷疑該樁的樁身下部存在缺陷，建議采用鉆芯法驗證。暫對該樁鉆取一孔芯樣，鉆芯結果顯示，在樁身20.44m處，樁身混凝土離析嚴重，但持力層仍符合設計要求。經現場甲方、施工方、監理、設計等四方研究決定，擬對3-2#基樁采用注漿加固補強處理，并要求保護好聲測管，以備檢測單位進行復測。

圖2　低應變的應力波曲線

3-2#基樁經過注漿加固補強處理，待水泥凈漿齡期滿足28d后，通知同一家檢測單位復測。超聲波檢測結果表明，在同一深度部位，超聲波波幅、波速均有明顯變化，趨于正常范圍。低應變檢測結果表明，應力波曲線在樁底出現了明顯的反向反射。經與施工方商議，再對該3-2#基樁進行鉆芯驗證加固補強處理效果。鉆芯結果顯示，樁底混凝土芯樣膠結完好，有明顯注漿處理痕跡，且注漿部位的混凝土與原樁底混凝土膠結成一個整體。經綜合判定，該基樁的注漿加固補強效果良好，該樁身完整性類別定為Ⅱ類，基本滿足承載力使用要求。

2）某高速公路工地，某大橋的12-2#基樁，設計樁徑為2800mm，樁長為30.5m，成樁類型為端承樁。采用超聲波法檢測樁身完整性，并用低應變法檢測樁端持力層情況。檢測結果表明，樁身在距樁底約16.5～20.5m范圍內，多出位置出現超聲波波幅、波速異常，低應變的應力波曲線波動較大。懷疑該樁的樁身下部存在不止一處缺陷，建議采用鉆芯法驗證。共計鉆取5個孔，鉆取結果表明，在17.0～19.8m處和樁底位置處，不同位置深度位置的芯樣均存在不同程度的缺陷（表1）。施工單位仍想注漿加固補強處理，檢測單位要求保護好聲測管，以備復測。

表1　某橋12-2樁基取芯

12-2#基樁經過注漿加固補強處理，待水泥凈漿齡期滿足28d后，通知檢測單位復測。檢測結果表明，在該注漿部位超聲波波形仍然出現波幅、波速異常，低應變應力波曲線未發生變化。通過了解注漿現場情況，注漿單位指出在注漿過程中出現了注漿液超量，壓漿力未達到預期值，且在該樁周邊土層夾層中，有注漿液溢出，最終停止注漿。結合以上各種因素表明，該樁的注漿加固補強效果未達到預期要求，樁身完整性仍然判定為Ⅳ類。

5　結語

當基樁的樁身完整性存在一定缺陷時，采用注漿加固補強方法并不一定全部能達到合格的要求。只有對該缺陷部位進行綜合分析和評判，結合基樁的各方面資料及周圍地質情況，合理地擬定注漿加固補強處理方案，并在注漿過程中密切注意是否出現異常突發情況，如出現異常情況應及時處理，以排除異常情況，最終才能達到注漿補強的效果，從而實現經濟合理的目的。

［1］JGJ106-2014，建筑基樁檢測技術規范［S］.

［2］劉屠梅.基樁檢測技術與實例［M］.北京：中國建筑工業出版社，2006：29-30.