钻芯压浆法适用于桩基处理的缺陷类型分析

刘雨岚

（甘肃省交通科学研究院有限公司，甘肃　　兰州　730070）



钻芯压浆法适用于桩基处理的缺陷类型分析

刘雨岚

（甘肃省交通科学研究院有限公司，甘肃兰州730070）

摘要：近年来，随着我国工程建设事业的蓬勃发展，桩基础在公路、铁路、建筑工程、港口码头、海上采油平台等工程中运用越来越广泛，桩基础已经成为我国工程中最重要的一种基础形式。桩基础通常在地下或水下，属隐蔽工程，技术要求高、施工难度大，容易出现质量问题。对问题桩的处理，应根据施工现场情况及缺陷类型而采取不同的方式，本论述以几个典型的基桩质量问题，对钻芯压浆法适用于桩基处理的缺陷类型进行了详细的分析与探讨。

关键词：钻芯压浆法；桩基处理；缺陷类型

0　　引言

近年来，随着我国工程建设事业的蓬勃发展，桩基础在公路、铁路、房建、水利等工程中运用越来越广泛，桩基础已经成为我国工程中最重要的一种基础形式。桩基础通常在地下或水下，属隐蔽工程，技术要求高、施工难度大，容易出现质量问题。在钻孔灌注桩中常见缺陷类型有：夹泥、夹砂、离析、断层、混凝土不密实、低强、蜂窝、空洞、沉渣等。对问题桩的处理，根据施工现场情况及缺陷类型可采取不同的方式，如桩头剔除或开挖补强、桩身钻芯压浆、桩底验算、或是加大桩径、重新浇注等处理方案。本论述以几个典型的基桩质量问题，对钻芯压浆法适用于桩基处理的缺陷类型进行了详细的分析与探讨。

1　　方法介绍

1.1钻芯压浆法机理

钻芯压浆法是对桩基缺陷部位用钻机钻取芯样，通过对缺陷区贯通、清理后进行压浆补强的一种处理方法。该法是利用（膨胀）水泥浆或其他高分子材料的可灌性,按一定的配合比,从稀→浓,在一定的压力作用下,将浆液注入松散介质的裂缝中,使其重新凝结成一整体，从而大大提高桩体强度。

1.2过程控制

钻芯压浆法需经过钻孔布设→钻芯取样→缺陷区贯通→清孔→压浆补强5道工序。其中孔芯位置、孔芯数量的布设及清孔是关键技术，将直接影响缺陷处理效果。钻孔布置形式及其数量一般应根据桩基缺陷区的具体情况而定，不可盲目布置。钻芯过程中为体现缺陷原状，宜采用单动双管钻具钻取芯样并应根据混凝土强度选用合适的金刚石钻头。钻孔深度宜达到缺陷位置下段0.5 m,当钻芯孔已经穿过缺陷区并达到要求深度后需立即对钻芯孔进行残渣清理，同时将所有芯孔进行贯通，以保证下道工序注浆工作的质量。钻芯过程中每回次进尺宜控制在1.5 m内。

2　　工程实例

2.1工程概况

某高速公路桥梁桩基，摩擦桩，混凝土设计强度等级为C25，均为现场自搅拌混凝土，每根桩内预埋3根声测管。对其中12根缺陷桩基进行了钻芯压浆处理。

2.2设备

超声数据采集选用康科瑞NM－4A型非金属超声检测分析仪、配备50 kHz径向换能器；钻孔抽芯采用XY-1型岩心钻机，单动双管钻具，选用外径为110 mm的金刚石钻头，并配置水泵、孔口管、扩孔器、卡簧、扶正稳定器等。钻杆直径为50 mm。此外，选用泵压1.0～2.0 MPa、排水量为50～160 L/min的水泵。

2.3龄期

超声波数据采集时混凝土龄期均大于14 d，钻芯时混凝土龄期均大于28 d。

2.4数值分析与结果

施工方、监理方、业主三方从质量、工期、成本等方面考虑，决定对以上批次的桩基采取钻芯压浆作为处理缺陷的方法。施工方联系专业队伍进场进行了钻芯压浆处理。对处理后的缺陷桩基经二次超声波复测，各缺陷类型桩基钻芯压浆处理的效果不一，现选取比较典型的案例进行数值分析。

2.4.1桩底沉渣

K115+100大桥，2-3桩，桩径1.5 m，桩长24 m，C25混凝土，Ⅰ剖面临界值V0=4.208 km/s，A0=113.18 dB，Ⅱ剖面V0=4.248 km/s，A0=113.88 dB，Ⅲ剖面V0= 3.932 km/s，A0=112.76 dB，在-22.0 m～-24.0 m处全断面声参量严重异常，声速参数低值在1.72 km/s，幅度参数低值在107.57 dB，分析该段缺陷为桩底沉渣（见图1）。经钻芯验证该桩缺陷为桩底沉渣。压浆处理后的桩基混凝土龄期达到14d做二次超声波复测。复测数据声测剖面图（见图2），可见处理后该桩基本达到二类桩标准。

图1　　桩底沉渣缺陷桩超声波数据图

图2桩底沉渣缺陷处理后超声波数据图

2.4.2夹泥

K46+819，1-2桩，桩径1.0 m，桩长17.6 m，C25混凝土，Ⅰ剖面临界值V0=4.053 km/s，A0=109.80 dB，Ⅱ剖面V0=3.788 km/s，A0=107.79 dB，Ⅲ剖面V0=3.727 km/s，A0=109.23 dB，在-4.4 m～-6.4 m处全断面声参量严重异常，声速参数低值在1.52 km/s，幅度参数低值在75.54 dB，分析该段缺陷为夹泥（见图3）。经钻芯验证该桩缺陷为桩身夹泥。压浆处理后的桩基混凝土龄期达到14 d做二次超声波复测。复测数据声测剖面图（见图4），可见处理后该桩基本达到二类桩标准。

图3　　夹泥缺陷桩超声波数据图

图4　　夹泥缺陷处理后超声波数据图

2.4.3离析

K44+062，1-3桩，桩径1.2 m，桩长18 m，C25混凝土，Ⅰ剖面临界值V0=3.967 km/s，A0=105.10 dB，Ⅱ剖面V0=3.924 km/s，A0=103.95 dB，Ⅲ剖面V0=3.872 km/s，A0= 106.08 dB在-15.8 m～-18.0 m处全断面声参量异常，声速参数低值在3.02 km/s，波幅参数低值在87 dB，分析该段缺陷为离析（见图5）。经钻芯验证该桩缺陷为离析。压浆处理后的桩基混凝土龄期达到14 d做二次超声波复测。复测数据声测剖面图（见图6），可见处理后该桩声速、波幅声参量值虽有所上升，但处理效果不佳，完整性达不到合格桩标准。

图5　　离析桩超声波数据图

图6　　离析缺陷处理后超声波数据图

3　　结论

通过工程实例表明，钻芯压浆法可适用于桩身严重离析、夹泥夹砂、桩底沉渣等缺陷的处理。不适用缩径、扩径、漏筋、夹异物、夹水泥层、泥包管、蜂窝、低强、冻伤等缺陷的处理。同时对于一般的轻微离析桩不进行钻芯压浆处理。如当混凝土设计强度为C25，离析缺陷处声速值普遍在3.0 km/s以上时，不建议采用钻芯压浆法处理。

钻芯压浆法以特有的工期短、成本低、施工简便、质量可靠等优点，在缺陷桩处理中越来越多的在工程中采用。该方法作为桩基质量问题的补救措施，已经具有成熟的技术，但处理效果仍受诸多因素的影响。在对缺陷桩处理方案的选用应根据工程实际情况，合理的选择，以保证工程质量的同时保证工期。

参考文献：

［1］ 中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ106-2014建筑基桩检测技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2014.

［2］ 浙江省交通厅工程质量监督站.JTG/TF81-01-2004公路工程基桩动测技术规程［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［3］ 陈明凯，何杰，杨富生，黄金平，陈甫君.阿莲江大桥桩基补缺处理技术［J］.公路交通技术，2009，04（2）：106-109.

［4］ 陈光乐.钻孔灌注桩质量缺陷的检测与高压注浆补强工艺［J］.建材与装饰，2007（08）：286-287.

［5］ 薛秀珍.桩基础钻芯检验揭示的质量问题与灌浆补强处理［J］.岩土工程技术，2002（6）：368-370.

［6］ 张宏，鲍树峰，马晔.大直径超长桩桩身缺陷的超声波透射法检测研究［J］.公路，2007（3）：69-72.

［7］ 韩亮.基桩声波透射法检测新技术及其应用［J］.工程力学，2007，24（增刊I）：141-145.

［8］ 吴庆曾.论基桩完整性检测技术［J］.物探与化探，2000，24 （4）：284-295.

［9］ 程建国，傅树之.桩基完整性检测中的若干问题［J］.平原大学学报，2004（3）：23-24.

［10］ 林卫权.桥梁桩基施工容易出现的问题及处理措施［J］.山西建筑，2006（10）：104-105.

中图分类号：TU473.1+6

文献标识码：A

DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.06.008

收稿日期：2016-2-22

作者简介：刘雨岚（1983-），女，汉族，湖南隆回人，大学本科，工程师，主要从事桥梁工程、地基基础检测工作。