置换加固补强在桩基工程施工质量缺陷处理中的应用

左相飞

（重庆建工集团总承包分公司，重庆 401122）

置换加固补强在桩基工程施工质量缺陷处理中的应用

左相飞

（重庆建工集团总承包分公司，重庆 401122）

某工程在人工挖孔桩基础施工过程中，由于地下水十分丰富,施工降水措施不当，混凝土浇筑未采用水下混凝土浇筑施工措施，造成部分桩基础的桩身中下部至桩底部大量混凝土不密实、离析、分层的质量事故；为保证工程的施工质量，采用了置换加固补强处理等施工措施进行处理，处理后经检测满足设计及规范要求，现就该工程的整个处理工艺、检测、验收过程作如下分析和介绍。

挖孔桩；事故；质量缺陷；处理；检测；验收

1 工程概况及地质情况

1.1 工程概况

某工程为钢筋混凝土剪力墙结构，设计楼层为34层，层高2.90m，建筑高度107.89m，每层8户，建筑面积为15947.83m2。基础采用人工挖孔桩，地梁加承台形式组成，桩身混凝土强度为C30，地梁、承台混凝土强度为C40，基础持力层为中风化砂岩，饱和单轴抗压强度标准值不小于19.83MPa。

1.2 地质情况

某工程在构造上位于梁平向斜南端的南东翼，岩层呈单斜产出，产状：倾向270°～290°，倾角5°～8°。岩层产状平缓，未发现断层构造，地质构造简单。场区内局部地带基岩中有两组构造裂隙发育：一组倾向13°～15°、倾角80°；另一组倾向300°～20°、倾角75°，裂隙间距一般2～3m，裂面较平直，张开宽度0.5～2mm，泥钙质充填，延伸长度一般3～4m，结合差，属软弱结构面。主要分布在岩体表面，范围局限，对岩体的完整性影响甚微。场区内泥岩强风化层网状风化裂隙发育，中风化层中裂隙不发育；砂岩强风化层中裂隙较发育，中风化层中裂隙不发育。

2 质量缺陷原因

在基础施工过程中，由于地质情况复杂，桩基穿过几个夹层，地下水十分丰富；降水措施不当，混凝土浇筑时没有采取水下浇筑方式，造成12根桩身中下部至桩底混凝土不密实、离析、分层等质量事故，致使该部分桩基不能满足设计及规范要求，需要进行置换加固补强处理。经超声波检测，确定需处理桩身缺陷范围及性状如表1。

表1 桩身缺陷范围及性状表

3 缺陷处理主要施工技术

3.1 工艺流程

3.2 主要施工机械及检测仪器（如表2、表3）

表2 主要施工机械

表3 检测仪器

3.3 处理方法及步骤

3.3.1 处理顺序

根据现场实际情况和环境条件以及桩上的荷载情况及最不利桩来进行确定桩的处理顺序，其中选取8#缺陷桩作为试验桩。在处理过程中，严格按照专家论证的方案组织施工，经置换加固补强施工、检测、处理后满足设计要求，并组织召开了试桩总结会，按照试桩总结出的实际经验对其余11根桩进行处理，处理顺序分别为2#、1#、9#、12#、10#、6#、3#、5#、4#、11#、7#。

3.3.2 桩身钻孔

3.3.2.1钻孔布设

椭圆基桩布置两个钻孔，孔径Φ300（若部分基桩钢筋笼尺寸不满足Φ300要求时，最小尺寸调整为Φ200），钻孔深度至桩底下500mm。孔位布置如图1。

图1 椭圆型桩钻孔图

圆形基桩中心布置一个钻孔，孔径Φ300，钻孔深度至桩底下500mm。孔位布置如图2。

图2 圆型桩钻孔图

3.3.2.2施钻方法

钻孔采用回旋钻进施工方法进行施工，为保证钻孔垂直度，钻机采取利用钻筒自重进行钻进的办法，不对钻杆施压，控制钻进速度，并循环对钻机垂直度进行检测防止偏心。

3.3.3 残余混凝土切割及排渣

3.3.3.1残余混凝土切割

下切割管（ф42mm）及切割嘴（割嘴ф0.3mm）到处理范围的最低端，并与钻机主动钻杆连接；开启XPB-90E高压泵（泵压可调30~70MPa），钻机旋转，喷嘴喷出的高压水射流对未达到设计要求的桩身离析混凝土进行反复切割 （钻机转速10转/ min，提升速度3 cm/min），同时开启空压机对残渣进行排除，当完成切割并排除的屑粉与处理段的桩身体积基本相等时切割完成。

3.3.3.2排渣

切割完成后，采用大口径吸沙泵进行除渣作业。吸程真空泵循环抽取沉渣及破碎混凝土，一般采取2～3个循环即可完成排渣。当除渣后的检测桩长比实际桩长短50mm时，即沉渣厚度小于50mm，除渣完成。

3.3.4 混凝土浇筑

3.3.4.1混凝土配合比

桩清洗完成后进行混凝土浇筑，混凝土强度等级提高一个等级为C35，材料送检试配后，由商品混凝土公司按照配合比进行拌合、送料、留置标养试件。相关控制指标如下：

（1）加缓凝减水剂调整混凝土初凝时间，使其大于孔桩混凝土的浇筑时间。

（2）通过加缓凝减水剂保证混凝土良好的保水性和流动性。

（3）通过加膨胀剂满足新旧混凝土胶结良好的要求。

（4）混凝土坍落度控制在16～20cm。

（5）混凝土离析界线控制指标：坍落度控制在16～20cm。

3.3.4.2混凝土浇筑工艺

浇筑设备采用水下浇筑施工，具体如下：

（1）开始灌注时，预制混凝土隔水球塞吊放的位置临近水面，导管底端到孔底的距离为0.5m。

（2）保证开灌前储料斗内有足以将导管的底端一次性埋入水下混凝土中0.8m以上深度的混凝土储存量。

（3）随着混凝土的上升，适当提升和拆卸导管，导管底端埋入混凝土面以下保持2～4m，严禁把导管底端提出混凝土面。

（4）在水下混凝土灌注过程中，专人测量导管埋深，填写好水下混凝土灌注记录表。

（5）水下混凝土灌注连续进行不中断，如果发生机具故障或停电、停水及发生导管堵塞、进水等事故，立即采取有效应急处理措施，并同时做好记录。

（6）在浇筑完成后，采用二次振捣技术来保证新旧混凝土结合紧密。

4 声测管及钻孔保护

钻孔时要对原有声测管进行保护，并在钻孔完成后在钻孔范围内埋设新声测管，并注意固定及保护以待处理后检测用，并对钻孔应进行围挡保护防止人员或其它杂物坠入孔内。

5 检测

5.1 完整性检测

混凝土浇筑完毕后，待强度达到70%左右，利用声波透射法进行检测，测定其完整性是否满足设计要求。

5.2 强度检测

按照总桩数的10%进行钻芯取样，检测桩身混凝土强度，并验证完整性，混凝土7天龄期时可以进行钻芯取样验证。

6 处理效果及技术特点

本工程通过上述施工工艺修复完毕，并进行全数检测得知，Ⅰ类桩8根，Ⅱ类桩2根，其中6#、4#桩为Ⅲ类桩，在各参建主体单位讨论后编制补充方案，对这2根桩采用高压注浆方式进行处理，处理后经检测均为Ⅱ类桩，符合设计和规范要求。

置换加固补强处理方法相对注浆等其他桩基缺陷处理方法更能保证处理位置的混凝土强度，此种处理方法通过将缺陷位置混凝土进行置换，使与原桩更能形成一个整体。在处理施工过程中必须严格按照工艺流程施工，控制好每道工序，必须在上道工序验收合格后方才进入下道工序施工，特别是混凝土浇筑工序，必须严格控制，防止二次缺陷的发生。

在所有基桩处理完成后，由具有资质的检测中心进行检测，并对桩基修复成型质量形成评价报告，相关主体单位组织验收，验收合格后方才进行下一道工序施工。

7 结语

本文结合工程实例对人工挖孔桩桩身产生的混凝土不密实、离析、分层的质量缺陷采用置换加固修复补强处理措施进行了介绍，其处理方法是目前桩基质量缺陷处理的一种，其有效性并非100%，施工费用相对重新挖桩施工要高，但可减少工期损失，可供类似工程参考。

Application of Replacement Reinforcing in Construction Quality Defect Improvement of Pile Foundation Engineering

In the process of manually excavated pile construction with abundant underwater,improper dewatering measures are applied and underwater concrete casting measures are not adopted,causing quality incidents of leakiness,dissociation and segregation of concrete on the middle and lower part of pile foundation.To ensure the quality of construction projects,construction measures like reinforcing treatment measures are applied to deal with the problems and the results meet with design and regulation requirements.The treatment technique,testing and acceptance inspection are analyzed and introduced.

digging pile;incident;quality defect;treatment;testing;acceptance inspection

TU753

B

1671-9107（2014）05-0044-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2014.05.044

2014-03-14

左相飞（1985-），男，重庆人，本科，一级建造师，工程师，主要从事建筑施工技术及管理工作。

孙苏，李红

施工经验