缺陷钻孔灌注桩的加固修复在实际工程中的应用

2021-07-15靳羽，汤尼

黑龙江交通科技 2021年6期

靳羽，汤尼

(1.华设设计集团股份有限公司，江苏南京 210000；2.同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海 200000)

钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。泥浆护壁施工法：冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外，其它的与泥浆护壁法都类同。

由于钻孔灌注桩与沉入桩中的锤击法相比，施工噪声和震动要小的多；能建造比预制桩的直径大的多的桩；在各种地基上均可使用等特点，在桥梁桩基施工中得到广泛的应用。但是也具有一定的缺陷，比如各工序质量管理及施工质量的好坏将出现基桩缺陷问题，基桩承载力下降，影响主体结构的质量和安全，因混凝土是在泥水中灌注的，因此混凝土质量较难控制，施工控制不良会产生桩身断裂、裂缝、缩颈、夹泥、离析、蜂窝、松散等现象。钻孔灌注桩出现缺陷后，如果采取挖除重建的型式，费用高，周期长，因此对有问题的钻孔灌注桩进行修复。在某地公路工程某标段桥梁桩基项目基桩检测过程中发现：1～1#钻孔灌注桩桩身完整性检测出现了异常，结合钻孔灌注桩的施工工艺，对存在缺陷的钻孔灌注桩进行了修复。

1 工程概况

项目位于宁夏回族自治区S243省道运粮河大桥，基桩1～1#为钻孔灌注桩，桩径φ1 800，有效桩长50.4 m，钻孔灌注桩混凝土强度为C35。

根据勘查设计单位提供的工程地质勘察报告，本场区上部为第四系全新统冲洪积形成的粉土、粉质黏土、细砂，下部为上更新统冲洪积形成的粉质黏土、粉土、细砂等。

(1)粉质黏土：地表出露，层厚3.8～4.9 m，层底标高13.25～14.25 m，褐灰色，可塑，土质不均匀，切面较光滑，干强度及韧性中等。

(2)粉质黏土：埋深6.5～7.3 m，层厚3.5～5.1 m，层底标高6.35～7.52 m，褐灰色，可塑，土质不均匀，切面较光滑，干强度及韧性中等。

(3)粉土：埋深3.8～5.0 m，层厚1.6～2.8 m，层底标高10.7～11.65 m，黄褐色，稍湿，稍密，土质不均匀，切面较粗糙，干强度及韧性较低。

(4)粉土：埋深10.5～11.7 m，层厚1.3～4.4 m，层底标高2.6～5.05 m，黄褐色，中密，湿，土质不均匀，切面较粗糙，干强度及韧性低。

2 钻孔灌注桩检测

根据《公路工程基桩检测技术规程》(JTG/T 3512-2020)3.5桩身完整性类别的评判按表1执行。

表1 桩身完整性类别

现场检测采用了《公路工程基桩检测技术规程》(JTG/T 3512-2020)中超声波法进行检测。对该桩进行身完整性，1～1#钻孔灌注桩的检测波列图见图1。

图1 缺陷钻孔灌注桩检测波列图

依据检测各声学参数分析：距桩顶14.2～16.4 m处多个剖面上多个测点的多个声参量明显异常，径向形成较大的区域，多个测点接收波形存在严重畸变，个别测点无法检测到首波，其中多个测点的声速低于低限值。判断在15～16 m处出现了夹泥的病害。综上分析判定检测结果为三类。

3 缺陷处理方案比选

钻孔灌注桩由于成孔方式较多，基桩缺陷的问题也存在不同差异。故在施工前需查找基桩施工记录，分析存在缺陷的原因，通过钻孔取芯找到缺陷的具体位置和缺陷类型和大小，制定缺陷处理的方案。对钻孔灌注桩缺陷的处理一般采用2种方式：挖除新建、局部缺陷压浆。其中通过注浆管将浆液均匀的注入孔内，置换孔内水分和空气后占据其位置，经机械控制一定时间压力后，浆液与基桩壁结成一个整体，从而是基桩得到加固。该方案对于处理工艺要求较高，压浆时不能直观的观察缺陷区域，不能确定声测管周围是否清理至理想状态，对于径向区域较大的缺陷，压浆处理后承载力能否达到设计要求有待考证。

因此经过综合分析，本次修复尝试采用钻孔浇筑的方式进行，钻孔浇筑是指在将钻孔灌注桩内部混凝土采用钻孔型式进行挖除，挖至缺陷位置处，直观的观察缺陷区域及类型，先通过人工清理声测管周围碎渣，后将中间钻孔侧壁用电镐拉毛，最后用相同配合比混凝土振捣填充至桩基顶面。

4 缺陷钻孔灌注桩修复方案

4.1 旋喷桩止水帷幕设置

在钻孔完成之后，设置了止水帷幕，止水帷幕采用单排高压旋喷桩，在桩径2 m灌注桩外侧30 cm位置(旋喷桩中心至灌注桩壁)封闭成环。搭接长度29 cm，桩体有效直径0.8 m。钻孔中心间距0.51 m。能够有效的防止周围土体中水分渗入。旋喷桩采用单管法施工，共设置16根高压旋喷桩，依次顺序施工。有效桩长为6 m，断桩位置上、下各3 m。止水帷幕施工采用了强度等级42.5级普通硅酸盐水泥，并掺入适量外加剂及掺合料。外加剂及掺合料用量，通过试验确定。水泥浆液的水灰比为0.8～1.2。