某堤防抗滑樁質量缺陷處理技術的研究

姚俊

摘 要：某堤防除險加固工程堤身軟基段采用抗滑樁，在施工中發生質量缺陷，有3根樁強度不夠，不滿足設計要求，根據抗滑樁設計方法，對抗滑樁質量缺陷處理方案進行分析和計算，制定了處理方案，研究表明，抗滑樁經過處理后能滿足設計要求，可為類似施工提供參考。

關鍵詞：抗滑樁 質量缺陷 方案研究 處理

1.工程概況

某堤防除險加固工程堤身采用塑性混凝土防滲墻截滲。在防護堤T1+310～T1+440、T3+190～T3+700兩段為淤泥軟基段，為了確保防滲墻的抗滲效果，在兩段淤泥段增加一排抗滑灌注樁，抗滑樁須深入不透水層以下0.5～1.0m，其底高程與同樁號防滲墻的高程相同。抗滑樁砼強度等級為C25，樁頂高程為28.7m，設計樁長25.30～34.80m，抗滑樁直徑為1.2m，樁距為4.0m，布置在防滲墻往迎水面3.07m處。軟基段抗滑樁共167根，完成混凝土5464m3。

2.檢測情況

為了檢測樁身質量、強度是否滿足設計要求，檢測站對抗滑樁進行鉆芯法檢測。根據監理通知要求，本次鉆芯法檢測抗滑樁共20根。根據各樁檢測結果，依據廣東省標準《建筑地基基礎檢測規范》（DBJ15-60-2008）判定：17根滿足設計要求，3根不滿足設計要求。不滿足設計要求的3根樁的檢測情況為：NZ012#樁樁身完整，上部4.47～4.97m局部抗壓強度不夠，抗壓強度代表值為21.5MPa，不滿足設計要求；NZ024#樁樁身完整，上部0.60～14.21m局部抗壓強度不夠，抗壓強度代表值為21.2MPa ，不滿足設計要求；NZ035#樁樁身完整，上部0.55～14.33m局部抗壓強度不夠，抗壓強度代表值為19.9MPa，不滿足設計要求。

根據批準的抗滑樁項目單元劃分，10根樁為一個單元。為了判斷檢測為不合格樁所在單元其它樁的質量，決定對檢測為不合格樁所處單元的其它樁隨機選取2根進行抽芯檢測。本次鉆芯法擴大檢測抗滑樁共6根，擴大檢測結果全部滿足設計要求。即不合格樁所在單元的其它樁均滿足設計要求。對檢測有質量缺陷的NZ012#、NZ024#、NZ035#樁進行處理。

3.處理方案分析研究

根據抗滑樁鉆芯檢測報告，對NZ012、NZ024、NZ035樁身混凝土強度達不到設計要求的情況進行處理方案分析研究，三根樁的混凝土強度檢測結果為21.5MPa、21.2MPa、19.9MPa，分析時按19.9MPa的混凝土選用相關參數。

（1）根據抗滑樁的設計方法，是根據荷截算出樁身最大彎矩和剪力，按正截面受彎構件進行配筋計算，再驗算斜截面抗剪強度。

（2）分析時根據設計指標，根據《GB50010-2010鋼筋混凝土結構設計規范》中圓形截面受彎構件正截面承載力計算公式反推最大彎矩設計值，如下：

（4）推算出最大彎矩和剪力后，同樣采用上述公式，根據實際混凝土強度計算配筋并驗算剪力。

根據抗滑樁鉆芯檢測報告，出現質量缺陷的混凝土強度最低為19.9MPa，相應的軸心抗壓強度設計值（fc）取9.6MPa，軸心抗拉強度設計值（ft）為1.1MPa，通過上述公式計算，需配17根φ18的HRB400鋼筋，比原設計多一根，可滿足抗彎要求；通過上式計算最大可承受剪力984kN，比反推的最大剪力小121kN。

由于鋼筋混凝土結構設計中只考慮箍筋及混凝土的抗剪承載力，不計縱向鋼筋的抗剪承載力，但現狀抗滑樁已經無法增大箍筋及混凝土的抗剪承載力，因此按“螺栓連接”的理論中抗剪承載力計算的公式來計算因抗剪承載力不足而需增加的鋼筋面積。

根據《GB50017-2003鋼結構設計規范》中普通螺栓抗剪承載力計算公式計算需增加的鋼筋面積如下：

N=s×fv

式中：N—抗剪承載力，121kN；

S—鋼筋面積；

fv—抗剪強度設計值，120Mpa。

經計算，s=1008mm2，因此配3根φ22鋼筋（s=1140mm2）可滿足抗剪要求。

綜上所述，為達到原設計要求的抗彎、抗剪承載力，每根樁需增加3根φ22鋼筋。為了加大安全系數，決定每根樁增加9根φ25鋼筋，

為保證有效的樁身受力截面，增加的鋼筋盡量靠近原鋼筋籠內側布置；由于不能確定缺陷段樁身受拉區部位，為保證增加的鋼筋可以起到抗彎作用，因此增加的鋼筋按原鋼筋籠內接等邊三角形，每角一孔，分三孔布置，每孔3根φ25鋼筋。

4.缺陷處理

對于NZ012#樁、NZ024#樁和NZ035#樁，其樁身完整，抗壓強度代表值低于設計值的部位在樁的中下部，決定采用鋼筋補強的方法進行處理：根據分析計算，決定采用地質鉆機鉆三個補強孔，每孔放3根φ25mm鋼筋補強（9根/樁，三角形布置，每孔孔徑110mm，鋼筋深入合格樁身的深度不少于3.6m），最后用高強砂漿封孔。施工過程如下：

（1）鉆孔：采用XY-100地質鉆機鉆三個φ110mm的孔至缺陷位置下3.6m。鉆機在鉆孔過程中，對鉆機主軸進行垂直度校正，鉆孔垂直度保證≤0.5%。

（2）鋼筋制安：鋼筋在堤頂采用直螺紋套筒連接，相鄰接頭錯開不少于2.0m，三根鋼筋之間以跳段焊縫的形式連接成鋼筋束，每條焊縫長不少于5d，焊縫沿鋼筋束間距不大于5m，鋼筋束加工完成后在外圍每5m焊一組定位筋，用來保證鋼筋束在孔內居中，每組鋼筋束采用8t汽車起重機吊入補強孔。鋼筋在進場前，必須進行檢驗，檢驗合格并報監理工程師審批后，方可使用。

（3）砂漿封孔：封孔砂漿采用M30水泥砂漿，施工前委托有資質的檢測單位做配合比試驗，確定砂漿配合比，施工時采用攪拌機拌制，人工運輸至工作面灌入補強孔，人工用鋼筋分層插搗密實。封孔砂漿按要求每樁留置一組試塊，進行28天抗壓強度檢測。

5.結論

本文通過工程實例，依據抗滑樁的設計方法和指標，反推出樁身最大彎矩和剪力設計值，根據抗滑樁檢測實際混凝土強度，計算出配筋并驗算剪力，經過復核計算制定出鋼筋補強的缺陷處理方案。解決了抗滑樁強度不足的問題，取得比較好應用效果，該處理方案對類似工程施工具有一定的借鑒性。

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