灌注桩几种质量缺陷的处理方案

目录钻孔灌注桩几种质量缺陷的处理方案0前言钻孔灌注桩的施工技术经过几十年的应用和发展，虽然已经相当普遍和成熟。但由于每个工地地质情况不一，在钻孔或灌注过程中往往因一些不可预见或施工人员责任心缺乏等原因造成在成孔和灌注过程出现卡钻、缩颈、坍孔、卡管以及导管拔出过长等问题，造成废孔、夹泥、断桩等事故，直接影响结构正常使用与安全。对于缺陷桩的处理，应该在满足桥梁结构安全的情况下根据工程地质、施工进度、施工成本等因素选择合理的施工方案。本文通过工程实例，结合笔者的现场实践，阐述不同地质条件下不同缺陷的桩基处理方法。1基本情况1.1工程概况漩门湾特大桥上部结构采用35m先简支后连续预应力混凝土小箱梁和11.5、20m预应力混凝土空心板梁（桥面连续）；桥梁配跨为：2×20m+11.5m+28×35m+31×20m，桥全长1659.08m，下部结构为桩柱式墩台、预应力盖梁、钻孔灌注桩基础；工程地质情况主要为：淤泥层、淤泥质粘土层、含角砾粘土层、全风化凝灰岩、强风化凝灰岩、弱风化凝灰岩。1.2气象水文及地形地貌情况工程地处亚热带海洋性气候区，雨量充沛，受台风影响频繁，常遇在此及邻近沿海登陆，出现狂风暴雨，多年平均降雨量为1649.6mm。本工程位于浙江东南沿海，主要地貌为丘陵和海积平原，海积平原地形平坦，多为海涂。海涂地质是由涨潮带来的泥砂长年累月的堆积形成的特殊地质（潮水分三段：涨潮、平潮、退潮，涨潮带来泥砂，平潮沉淀大部分泥砂，退潮是缓慢的过程，会带走少部分泥砂）。本项目由于漩门大坝是近30年围堵的，淤泥的堆积深度达5m～40m不等。2桩基质量缺陷的分类及处理方案常见的桩基质量缺陷有桩身混凝土局部离析或夹泥、夹层断桩、桩身偏位，其处理方案如下：2.1局部离析或夹泥2.1.1原因分析62-2#桩基桩径1.2m，桩长35.22m，由于在浇注过程中桩机的机械故障无法提升导管，后改用吊车配合继续灌注混凝土直至灌注完成。成桩后经超声波检测在21.5m～22.3m处超声波信号偏弱，结合施工过程出现的情况，判断为导管拔出过长造成的该断面存在少量夹泥。2.1.2处理方案(钻孔补强压浆法）当桩基只是存在少量的夹泥，但是缺陷的深度较深又不适合开挖时，这时首先要分析超声波检测结果，判断详细的缺陷范围，根据缺陷桩基的直径、缺陷范围大小和缺陷的深度（深度太深处理的风险就越大）比较确定钻孔的个数和直径。用空压机接风管下到孔底吹冲洗泥砂和松散的低标号混凝土，然后将高标号的水泥浆高压入缺陷取的小孔处，以此达到补强目的。①钻孔A.确定钻孔位置考虑钢筋笼本身及钻孔过程的垂直度等因素定取两个直径5cm的孔，钻孔距钢筋笼边25cm,钻孔间距离30cm，钻孔深度23.5m，比缺陷处深1m；B.钻孔方法及钻孔注意事项钻孔垂直度要求高，要求钻杆达到桩身处理深度前不穿出桩身；C.严格按照钻机的操作规程钻进；D.在钻孔过程中，应做好施工记录，对芯样应逐段进行描述，对有缺陷的芯段进行检测鉴定，确保对桩基质量缺陷判断的准确性。②高压水吹渣处理准备12m3空压机一台，不锈钢水管25m，在水管的底部加弯头一个放入钻孔内，水管一头接住空压机皮管，把桩基四周围起在钻孔里不停加水。启动空压机，压缩的空气进入钻孔把孔内水向缺陷部位高压冲洗，把缺陷部位的泥浆及松散的混凝土压出钻孔外，期间要把水管转动不同的方向（弯管改变压力方向为水平，更好的冲洗）及调整水管的高度，轮换钻孔内冲洗，以达到充分冲洗缺陷部位。效果好的会从另个钻孔内压出泥浆，直至压出的水干净没有泥渣。③压入高标号水泥浆及试验检测用压浆机将40#水泥浆高压注入缺陷处，停顿在加压直至压满。水泥浆的用量也可以侧面参考判断处理效果。7d后经过试验检测单位超声波检测达到I类桩，标志62-2#缺陷桩采用钻孔补强压浆处理成功。2.2断桩断桩的处理方法一般有两种，一是原桩重新钻孔成桩，此方案是断桩最直接的处理方案，且不影响桥梁的评定，但原桩重新成孔进度慢（一天只能钻进1m左右），对于孔深较长的桩基础将严重影响施工进度；二是在桩基的两侧各加一根桩，俗称成扁担桩，这种处理方案优点就是施工进度要快，但施工成本较大，不但影响结构的评定还有一定的局限性（比如在群桩中不允许加桩等）。2.2.1原因分析漩门湾特大桥33-1#原设计桩长56.81m，桩径1.6m，在桩基灌注过程中，由于输送泵出现故障，维修时间过长造成输送管堵塞，导致灌注中断。桩底已经灌注的5m混凝土连同导管凝固在一起，曾经试图用冲击钻将凝固的混凝土砸碎，重新钻孔灌注，但是由于导管未拔起，护筒底流泥返浆返不稀等原因，且考虑处理时间太慢，最后不得不放弃此努力而考虑其他方案。2.2.2处理方案(扁担加固法)在原桩基的两侧各增加一根基桩，加大承台来承担上部荷载，俗称的扁担桩。扁担桩是目前缺陷桩基处理普遍采用的方案（见图1）。扁担桩一般构造图立面平面图1扁担桩一般构造图2.3桩身偏位2.3.1原因分析漩门湾特大桥6-1#原设计桩长40.17m，桩径1.8m，6#墩位处港边，地形是向港边倾斜的，地质情况为：1.17m-23.55m淤泥层，-23.55m至-26.92m为淤泥质粘土层，-26.92m至-31m为含角砾粘土层，-31m以下为弱风化凝灰岩，淤泥成流朔型，高压缩性，性质差，地基土容许承载力约30KPa-45KPa，加上受涨潮退潮影响，淤泥的挪动使桩基施工平台、护筒产生很大的偏位（终孔时测量偏位达45cm），由于护筒埋置较深（26m）对护筒纠偏带来很大的困难。6-2#桩成孔后偏位12cm。2.3.2处理方案(另增设基桩法)由于该桩本身质量并没有问题，如果废弃该桩而采用扁担桩的处理方案，肯定不经济，经过计算定在6-1#桩偏位的另一侧增补一根桩基（见图2），成桩后利用三根桩形成一个承台共同承担上部构造的施工荷载。从而节约施工成本，缩短了施工时间。图26#墩平面布置图2.3.3开挖补强法在桩基桩头存在露筋、少量的夹泥或松散的混凝土，且缺陷部位接近地面，地下水位较深，地质良好的情况下，可将缺陷部位直接开挖出来，如地质条件不好的情况可以在桩基外侧套个大的护筒处理，将夹泥层或松散混凝土清除干净，然后加以补强处理。3结语桥梁桩基础的质量问题直接影响结构正常使用与安全。因此要求施工人员必须加强施工责任心，杜绝人为因素造成质量缺陷。施工单位也应加大投入，各种关键的施工机器应有备用产品，一旦设备出现故障，马上启用备用设备，确保施工的连续性。当然，问题是难以避免的。当出现问题时，在确保质量的前提下，应根据具体的缺陷情况，结合施工单位的施工经验、技术设备，选择比较可靠的处理方案。参考文献:[1]桥涵公路施工手册编写组.桥涵公路施工手册[Z].北京:人民交通出版社[2]JTJ041-2000.公路桥涵施工技术规范[S].[3]桥梁工程[M].北京:人民交通出版社.