灌注桩桩体质量缺陷分析及处理技术

□孙保昆 □陈 鹏（淮阳县水利局）

□王东方（河南方正水利工程咨询有限公司）

1.灌注桩发生质量缺陷的原因

1.1 断桩

一是，导管吊装过程中，未准确记录导管节长和次序及总长，灌注混凝土时，导管被提出混凝土面；二是，导管灌注混凝土过程中脱落，萨班斯，混凝土间歇时间过长，不能连续灌注；四是，由于导管被卡死在混凝土内无法提升，而已灌注的混凝土开始初凝，内阻力逐渐加强；五是，因出现卡管现象，排除事故时间较长，孔内的混凝土面已凝固而无法进行灌注；六是，泥浆过稠，增加了浇注混凝土的阻力；七是，灌注混凝土过程中，因导管漏水或导管提漏而2次下球；八是，混凝土搅拌时间极短等原因都会造成一些质量缺陷。

1.2 夹泥层

一是，在进行人工挖孔桩过程中，地下水丰富而未采取有效的水下混凝土灌注施工工艺，孔底沉渣太厚；二是，灌注混凝土过程中，因导管漏水或导管提漏而2次下球，造成泥浆流入；三是，导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔上后混凝土不能及时充填，造成泥浆填入。

2.诊断处理缺陷桩的方法

2.1 综合分析资料，初步诊断

在充分分析静力荷载试验、高（低）应力应变试验、无损检测（如超声波透射资料、X射线资料）、工程地质勘察资料、施工资料的基础上，初步判断缺陷桩准确的病害位置及其类型，在次基础上确定首次处理方案。

2.2 桩体钻孔取芯检查，准确分析，制定处理方案

对测桩资料经过仔细认真分析判断出的确认的缺陷桩体及缺陷深度的基础上，在确定缺陷桩体上直接钻取混凝土芯，取芯孔一般布置于桩体中心，孔深一般超过缺陷位置深度以下2.0m左右。对所取的混凝土芯要进行认真编录，重点描述混凝土芯破碎特征、钻芯的整体质量情况。钻进过程中要准确记录钻速、钻压突变、掉钻、冲洗液变色、漏失、孔口反砂等异常现象，以便准确进一步确定缺陷的深度、类型，并重新确定每根桩详细的处理方案。

2.3 施工洗井孔

每桩施工2个至数个洗井孔，钻孔的倾斜率<1%。钻机可采用小口径金刚石钻头或合金钻头钻机施工，双管钻进成孔，开孔口径130mm，终孔不得﹤56mm。施工洗井孔的工艺流程为：放样定位→吊放钻机就位→开孔钻进→下孔口套管→水泥砂浆固定→换径钻进→钻芯编录→终孔成孔→验收合。

2.4 群孔冲洗法洗孔

采取用高压泵与孔口管连接。洗孔时，从数孔中选一孔编号为甲孔作为进水孔，从数孔中再选一孔编号为乙孔作为出水孔，其余孔全部封闭。洗井孔冲洗，使未凝胶结物、泥砂从出水孔冲出，然后再向出水孔压水冲洗，从进水孔冲出，直至所有注浆孔之间都能相互贯通，病害部位的松散物、泥浆、泥砂等被冲洗干净，冲洗干净的标准为各孔喷出的水都为清水为止。

2.5 高压灌浆

一是，选甲孔作为灌浆孔，其余孔作为溢浆孔。先从甲孔进行低压浓浆灌注，起灌压力宜为0.8MPa，缓慢加压至1.2MPa,直到各返浆孔返出纯水泥浆液，置换孔内的水和空气；二是，在各溢浆孔孔口设置密封压盖，使浆液不能上溢外出；三是，在灌浆管出浆口装逆止阀，防止浆液外流；四是，进行高压灌浆，灌浆压力一般2～3MPa，在预定最大设计压力下，灌浆段的吸浆量≤0.4L/min,再持续灌注30min即可结束灌浆。群孔灌浆，其结束标准应考虑一次灌注的总段长等因素确定，直至灌入预定的有效浆量。

2.6 确保灌浆效果的措施

首先，确保灌浆量。应统计灌入浆液体积，实际注浆量应大于理论计算量的2.6倍以上。其次，尽量减少桩体周围冒浆。在一定的灌浆压力下桩体周围极易冒浆。可先用水泥-水玻璃液灌入桩四周浅部，以封闭上部桩体周围土，再采用提高浆液浓度和间隔注浆的办法，反复几次，确保桩体周围渗透预定的有效浆量。第三，杜绝孔底漏浆。某些桩底岩石裂隙或岩溶发育，应采用水泥-水玻璃浆液先封孔底裂隙，然后再灌浆。以上所述3点是确保灌浆效果必不可少的有效措施。

3.处理效果检验

灌注桩桩体质量缺陷经治理后，可用钻孔取芯方法检查桩身完整性；对其混凝土芯样进行抗压试验，评定混凝土强度；也可用高、低应力应变和超声波投射法及反射波法等方法对桩身进行检测。

4.工程实例

某省某公路交通大桥0号桥台桩的桩径为1500mm。根据测桩结果，该桩16m左右存在质量问题，该工程项目部委托某检测中心进行诊断处理。并依据测桩结果和其相关资料按上述方法进行了诊断分析。经钻探取芯结果分析表明：0.00～13.80m为正常段，14.00～16.8m为异常段，其中14.90～15.80m进尺很快，有落钻现象，孔口退泥浆水，判断该段为灌注桩桩体断桩处。直接在桩体上施工了5个灌浆孔，其中桩中心1个孔，另外4个孔沿ф1000mm圆周均匀布置，孔深17.80m，孔径76mm。然后用群孔清洗法洗净断桩处的松散物及泥浆。再按先低压（<0.8MPa）、后高压（2～3MPa）的顺序向孔内灌入水灰比0.45～0.5的膨胀型浆液，并适时正确安装密闭压盖和逆止阀，在保证注浆泵压力前提下注满注足。初凝后、终凝前进行补灌，补灌压力﹥2.5MPa。在预定最大设计压力下，其结束标准考虑了一次灌注的总段长等因素确定为：灌浆段的吸浆量≤0.4L/min,屏浆30min即可结束灌浆。该桩共灌注浆量2.788m3，超过钻孔体积。后经重新测桩验证，桩体质量达到设计要求。

5.结语

通过实践证明在桩体上直接钻孔-群孔冲洗-高压灌浆方法处理灌注桩的断桩、混凝土严重离析及松散、桩底沉渣厚等质量缺陷是切实可行的和行之有效的；及时收集施工过程中的相关技术信息和采取相应的检测手段及方法，提高施工水平，对提高桩体缺陷处理准确率，准确、快速的确定处理方案，保证有效灌浆量，确保桩体质量缺陷处理效果，是首选条件和必要条件。只有深知灌注桩桩体发生质量缺陷的原因、位置和类型，才能制定出更切合实际的行之有效的处理方案，以至于达到最为理想的处理效果。