壓力注漿處理樁基缺陷的施工技術

肖晨 中交二航局第一工程有限公司

1.工程概況

擬建工程地質條件如下：

（1）地基巖土的構成特征：本次勘察區域主要分布地層從上至下為：地表水、人工填土、淤泥質粉質粘土、粉質粘土、卵石和粉砂巖，各巖土性狀按地層時代由新至老分述如下：

①人工填土（Qml）：灰褐色，稍密，很濕，層頂標高53.44～66.60m，揭露層厚2.60～15.40 m，主要由風化塊石、碎石、粘性土組成，混雜少量建筑垃圾，其中塊石直徑200～400mm，含量20%～30%。據調查該層回填時間不少于40年。

②淤泥質粉質粘土（Q4al）：灰黑，飽和，流塑～軟塑，層頂標高46.61～60.47 m，揭露厚度1.30～12.40m，土質不均勻，高壓縮性。

③粉質粘土（Q4 al）：黃灰色，濕，軟塑～軟可塑，層頂標高50.76～56.38 m，揭露厚度1.70～7.50m，含少量粉細砂，土質不均勻，高～中壓縮性，粘滯性較強。

④卵石（Q4al+pl）：灰色、稍密、飽和，層頂標高41.61～59.13m，揭露厚度1.50～13.00m，卵石磨圓度良好，粒徑20～60mm，含量占55%以上，該層含15%～25%漂石，粒徑60～120mm，該層混亂排列，大部分不接觸。

⑤粉砂巖(K1W)：全場區分布，為粉砂結構，中～厚層狀構造，主要礦物成份為石英和長石，次為方解石和粘土礦物。膠結物成份以泥質為主，次為鈣質。按其風化程度不同將其劃分為強風化帶、中風化帶及微風化帶，本次勘察要求僅鉆至中風化帶。

（2）樁基缺陷基本情況：某工程在樁基超聲波檢測時發現某根樁在樁頂往下15.3m-15.6m處存在缺陷，缺陷在1-2剖面，該樁在鋼管樁內澆筑，鋼管樁樁長9m（樁頂至鋼管樁底口），該樁為1.2m鉆孔嵌巖灌注樁，長28m，鉆孔穿過拋石層、淤泥質粘土層、卵石層、強風化粉砂巖，樁基底持力層位于中風化粉砂巖層，超聲波檢測結果見圖1。該樁為水上鉆孔灌注樁，樁外為江水，樁頂標高為63.808,設計施工水位為63.36。

圖1 處理前樁基檢測聲波圖

2.施工難點

該樁缺陷處理通過樁基聲波檢測只能做初步判斷，缺陷分部位置，范圍等實際情況卻不清楚，只有通過在缺陷處理過程中，根據缺陷實際情況進一步的分析解決出現的難題，因其不確定性，增加了樁基缺陷處理的難度。

3.施工工藝

3.1 施工準備

圖2 鉆孔取芯平面位置示意圖

施工前準備好施工所用的機具以及壓漿材料等，封堵保護好聲測管，便于樁基處理完成后的檢測。

3.2 施工主要思路

主要通過鉆孔取芯、清孔施工進行樁基缺陷的驗證，探明樁基缺陷的具體情況，然后根據缺陷情況分1次或多次進行注漿處理樁基缺陷。

3.3 鉆孔

根據樁基檢測報告我們得知樁基缺陷部位在樁頂往下15.3m-15.6m處，使用鉆芯取樣機器在樁內鉆取3個芯孔（芯孔位置具體見圖2），芯孔直徑100mm，長度為15.5m，比樁基缺陷位置低50cm。鉆孔取芯過程中發現有黃褐色泥漿及混凝土用的小石頭。通過觀察取出的芯樣發現，1#與2#芯樣在15.30m至15.55m處出現斷層，即無芯樣取出；3#芯樣在15.3m至15.6m段一半有混凝土，另一半因缺陷無混凝土。根據以上情況，初步判定缺陷位于15.3m至15.6m處，與樁基聲波檢測相符，平面范圍需進一步確定，造成缺陷的原因主要是其夾泥導致砼松散。

3.4 清孔

鉆孔取芯完成后，需對芯孔進行清孔，清除缺陷部位泥渣及鉆孔時遺留的泥漿等雜物。首先用合適的木塞裹棉布塞住2#及3#芯孔，留下1#孔加壓注水進行清孔。采用1根長16m的φ30的鋼管插入芯孔內，鋼管底2m范圍內開5mm左右的小孔，小孔間距1cm，呈梅花形分布，用于更好的加壓沖洗缺陷部位處附著的松散的泥沙。然后用注漿機連通鋼管往1#芯孔加壓注水開始洗孔，通過觀察芯孔口有大量泥沙涌出，繼續洗孔直至孔里泥沙沖洗干凈，判斷標準為孔口流出的水中無泥沙涌出為準。在洗孔的過程中發現2#、3#芯孔在封堵的情況下，1#芯孔加壓洗孔時2#、3#芯孔有水溢出，這表明1#、2#、3#芯孔是相互連通的。重復1#芯孔洗孔的步驟，再分別對2#芯孔、3#芯孔進行洗孔。

3個芯孔清洗完成后注滿水后并進行觀測，發現3個芯孔內的水以非常緩慢的速度降低，約6個小時后芯孔內水高度和樁外江水齊平。說明芯孔內的水在緩慢的向樁外滲透，表明在缺陷處有細微裂縫與孔外連通，導致芯孔內的水向外滲透，同時也說明了3個芯孔在缺陷處是相互連通的。

3.5 孔內情況判斷

通過在鉆孔與清孔的過程中發現，樁基缺陷部位在樁頂往下15.3 m-15.6m處，與超聲波檢測基本相符，缺陷在1#～3#芯孔范圍內分布，且3個芯孔在缺陷處相互連通，缺陷處在樁內形成類似腔室結構，同時缺陷四周的某處存在細微裂縫與樁外連通。根據已確定的樁基缺陷，確定注漿方案分兩次進行，第一次注漿主要用于樁基細微裂縫的處理，第二次注漿主要用于樁基細微裂縫處理時可能會導致樁內出現的新裂縫。

3.6 第一次注漿

清孔完畢確認孔內無泥沙等雜物后，根據實際情況選擇在1#芯孔進行注漿。先把2#、3#芯孔封閉，留一個帶球閥的溢漿孔；1#芯孔封閉，留一個帶球閥的注漿孔和溢漿孔，注漿孔需用15m的φ30的鋼管通入芯孔內，外留50cm用于與注漿機連接，3個芯孔必須保證密封嚴實，注漿時不漏漿。壓漿料選擇高強、無收縮、微膨脹的材料，按照使用配比進行壓漿料配置，確保配置出的壓漿料滿足強度要求。注漿開始前先將1#芯孔注漿孔及溢漿孔的球閥開啟，2#、3#芯孔球閥關閉，然后開始注漿，待1#芯孔溢漿孔完全流出壓漿料（溢出的壓漿料需進行濃度檢測，保證溢出的壓漿料和配置的壓漿料濃度一致）后關閉1#芯孔溢漿孔球閥，同時打開2#芯孔溢漿孔球閥，待2#芯孔完全流出壓漿料后關閉2#芯孔溢漿孔球閥，同時打開3#芯孔溢漿孔球閥，待3#芯孔完全流出壓漿料后關閉3#芯孔，此時孔內已注滿壓漿料。為了確保孔內已注滿壓漿料，打開1#芯孔溢漿孔球閥用以驗證是否已注滿壓漿料，待流出的壓漿料無變化后再將其關閉，并以2MPa穩壓5min，目的在于通過壓力使壓漿料充滿缺陷處的細微縫隙，同時關注注漿機壓力表讀數，發現壓力表穩定在2MPa無波動，5min鐘后關閉1#芯孔注漿孔球閥完成第一次注漿。

圖3 處理后樁基檢測聲波圖

第一次注漿目的主要在于處理缺陷處細微裂縫，保證樁基缺陷處樁身完整性。

3.7 第二次注漿

第一次注漿完成后，需等待壓漿料強度達到樁基混凝土設計強度，此時可開始進行第二次注漿的施工。第二次注漿施工前，在原芯孔處重復鉆孔、清孔的施工工藝，過程中發現芯柱完好，芯孔內注滿水后無下降，說明通過第一次注漿施工已把細微裂縫處理完成。

完成鉆孔及清孔施工后，進行第二次注漿，注漿要點及施工方法與第一次注漿相同，完成第二次注漿施工。

3.8 聲波檢測

7到14天后此時壓漿料具有了一定的強度，可進行樁基聲波的檢測。通過檢測，該樁基在原缺陷位置處聲波良好，說明該樁基缺陷處理成功。

4.結語

通過鉆孔、清孔施工驗證了缺陷的具體情況，為樁基處理提供方案參考，同時采用兩次注漿的施工方法，成功的處理了該樁細微裂縫及樁內夾泥的缺陷，為類似的樁基缺陷處理提供參考。