醫院綜合樓工程樁基補強處理及其加固

摘要：某醫院綜合樓工程樁基由于設計施工原因導致其存在缺陷，承載力無法滿足使用要求，經查主要的缺陷形式有混凝土芯松散、破碎、不成型、夾泥等，需要對其進行補強加固處理。

關鍵詞：成孔灌注樁;樁基承載力;樁基補強;高壓注漿

沖（鉆）孔灌注樁以其固有的優勢，比如承載能力較強、施工過程簡單方便、施工周期短等等，在工程項目施工中應用廣泛。但是如果施工單位在操作過程中出現質量控制不嚴格問題容易導致樁基承載力不滿足要求的缺陷問題，在工程項目中一旦出現這類問題就會造成嚴重后果。

一、工程概述和地質情況

（一）工程簡介

擬建的某醫院綜合樓，場地東面為一條公路，南面臨家屬樓，西面臨居民住宅，北面臨辦公樓。樓高16層，框剪結構。基礎設計采用旋挖成孔灌注樁基礎，以中風化石灰巖作樁基基礎持力層，樁端進入中風化石灰巖不得小于0.4d（d為樁直徑）且不小于500mm，中風化石灰巖承載力特征值fak為7000KPa。根據鉆芯檢測結果，有27根樁存在缺陷，其中主要的缺陷形式有混凝土芯松散、破碎、不成型、夾泥等。為確保樁基承載力能達到設計要求，結合筆者多年相關工程施工經驗，對樁基進行了補強和加固處理。

（二）地質情況

根據鉆探資料，場地巖土層結構自上而下分為人工填土、黏土和石灰巖，前兩個合并為黏土，其工程地質特征分述如下。①黏土：人工成因加殘坡積成因，上部為人工填土，松散-中密，下部為黏土，硬塑-硬可塑狀態，主要由粘粒組成，土體內不均地含強-中風化石灰巖碎石及角礫10%-30%，土質韌性中等，干強度中等，切面規則-粗糙，搖振無反應。②石灰巖：沉積成因，為石炭系地層。最大埋深15.3m，最小埋深7.0m，按其風化程度可分為強風化石灰巖、中風化破碎石灰巖和中風化石灰巖三個亞層。

二、樁基補強處理及其加固方案分析

（一）總體方案

總體方案可以概述為：①在有缺陷的樁基上，利用樁頂抽芯孔，并適當增加2-3個鉆孔，用地質鉆機加深成孔，孔深穿過樁底1.5m到達巖面，成孔后經高壓風、水清孔，采用高壓注漿補強處理;②對于樁身混凝土芯樣松散、破碎、不成型30cm以下樁基沖洗后直接注漿進行補強。30cm以上沖洗后采用鋼管樁注漿補強，其中鋼管頂、底部均應超過缺陷位置1.5m。對于Ф1300mm和Ф1800mm樁基在鋼管樁內部應插入3根綁扎好的32mm鋼筋。

本實例中采用高壓注漿工藝，該工藝特點是漿液粒間滲透能力強，結石率高。注漿對象主要是樁基的離析、樁端持力層夾泥、樁身混凝土連續破碎、松散等，利用壓力和水泥漿的流動性，將樁身離析、夾泥、樁端有軟弱夾層部位以滲透和填充等方式占據砂礫的孔隙、巖石裂隙，經控制一定時間后，漿液將原來松散的砂礫、軟弱層膠結成一個整體，形成一個結構新、強度較大的“結石體”。通過上述方案處理后樁的密實度可以得到顯著提升，實現了對存在缺陷樁身進行修復的目的。

（二）加固施工工藝過程

1、抽芯成孔。在樁中指定位置通過鉆機進行鉆孔。如果樁只需要注漿補強，則成孔直徑為90mm，如果樁需要采用鋼管樁補強，則成孔直徑為130mm。鉆孔深度需穿透樁身進入持力層1.5m，鉆孔過程中，最好是采用低壓力高轉速的方式進行鉆進，鉆進過程中避免孔身出現傾斜現象，嚴格控制孔身垂直度在0.3%范圍以內。

2、高壓清洗孔身。正式注漿之前采用高壓旋噴機對樁基問題部分反復多次沖洗，沖洗時提管速度控制在4cm/min，對于重點部位應該適當降低提管速度，通常控制在2cm/min。利用高壓風、水循環清洗鉆孔30～60min。同時，在同一根樁另一個孔插入Ф75mm的PVC管到底，內部接入風管通風，采用氣舉反循環的形式進行抽砂、抽泥清孔，旋噴機采用7.5kg的空壓機帶動，氣舉反循環中的高壓風采用3kg空壓機提供，當抽出的清洗液只帶有少量或無巖粉時方可結束清洗鉆孔。

3、全孔段高壓循環灌漿。①樁身沖洗完畢后，在孔口預埋長0.5m的排氣管。排氣管采用20的鋼管，埋入孔約20cm，露出孔口30cm，管口安裝球閥，待排氣后，關閉球閥，加壓注漿。②除排氣管外，需要再安裝一根注漿鋼管至孔底，并且采用快硬水泥漿進行埋設，2小時以后才能夠進行高壓注漿。③灌漿材料為普通硅酸鹽水泥，正式灌漿前需要對灌漿材料進行配合比試驗，保證漿液復合強度不低于C25。④采用分段灌注，漿液由稀至濃的順序逐漸進行灌注，其中水灰比的變化順序為1：1→0.75：1→0.5：1。⑤正常灌漿壓力通常控制在1.5～2.0MPa，但是在開始施工作業時應盡量將壓力控制在1MPa左右。⑥灌漿過程應根據施工現場的吃漿量以及壓力變化具體情況來調節水灰比大小，以此來保證灌漿質量，這是非常關鍵的步驟和環節。⑦灌漿要持續進行，不能中斷。如特殊原因確實需要中斷，應在水泥初凝前半小時恢復灌漿。如果無法恢復，則需要利用低壓水進行清洗，正常后再重新灌漿。⑧漿液濃度為0.5：1、壓力為2Mpa、穩壓持續時間為30min、樁身停止吸漿或者吸漿量不大于0.2L/min時，可以結束灌漿過程。⑨通過前期檢測抽芯發現樁底存在少量砂土，因此在灌漿過程中需要設置一個孔灌漿，并且此孔需要通風擾動，通過這樣的方式可以防止砂土沉淀，從而影響樁身的完整性。

（三）高壓循環灌漿質量控制措施

1、高壓循環注漿過程中如果出現串漿現象時，如串漿孔具備條件可以同時對串漿的孔進行注漿，但是需要確保每個孔設置一個泵。如果只有一個泵，那么就需要采取措施將注漿孔堵塞，等到該孔注漿結束后，再對串漿孔進行掃孔、沖洗，然后繼續注漿。

2、高壓循環注漿過程中如果出現冒漿、漏漿問題，可以采取的措施包括但不限于封墻、低壓、濃漿、限流、限量、間歇注漿等。

3、高壓循環注漿過程中如果出現不可控因素導致注漿工作中斷，則可以按照下述原則來進行處理：①盡可能快的恢復注漿過程，如果無法在短時間內恢復那么需要立即進行沖洗鉆孔，然后待條件許可后再恢復注漿過程。如果現場無法對鉆孔進行沖洗或者沖洗效果不佳，那么久需要進行掃孔，然后再恢復注漿過程;②恢復注漿以后，如果漿液的注入率與中斷之前相比存在了大幅度的減少，并且出現了較短時間停止吸漿的現象，那么需要采取行之有效的措施及時予以補救;③注漿過程中，如果出現注漿壓力或者注入率突變的情況，應該結合現場具體情況盡快找到原因，并且采取相應措施進行及時處理。

三、樁基補強后的承載力分析

如表1所示為原始方案和補強方案樁基單樁豎向承載力比較。由表中數據可知，通過存在缺陷的樁基進行補強處理和加固后，其豎向承載能力得到了顯著的提升。總之，補強后樁身截面承載力完全滿足單樁承載力要求，樁基補強效果顯著。

四、結語：

某醫院綜合樓工程樁基在完成施工后發現存在混凝土芯松散、破碎、不成型、夾泥等缺陷，導致樁基的承載力無法滿足使用要求，本項目利用高壓注漿工藝對缺陷樁基進行補強處理。實踐經驗表明，通過高壓注漿工藝對存在缺陷的樁基進行補強加固處理能夠顯著提升樁基的承載能力。并且該工藝存在施工簡單、經濟性良好等優勢，值得推廣使用。

作者簡介：唐凌捷（1985.09.11），男，工程師，本科，主要從事工作：項目經理，工程管理。