壓力注漿處理樁基缺陷的施工技術(shù)

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(zhì)條件如下：

（1）地基巖土的構(gòu)成特征：本次勘察區(qū)域主要分布地層從上至下為：地表水、人工填土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)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(biāo)高53.44～66.60m，揭露層厚2.60～15.40 m，主要由風(fēng)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(jù)調(diào)查該層回填時間不少于40年。

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

③粉質(zhì)粘土（Q4 al）：黃灰色，濕，軟塑～軟可塑，層頂標(biāo)高50.76～56.38 m，揭露厚度1.70～7.50m，含少量粉細砂，土質(zhì)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(biāo)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(qū)分布，為粉砂結(jié)構(gòu)，中～厚層狀構(gòu)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(jié)物成份以泥質(zhì)為主，次為鈣質(zhì)。按其風(fēng)化程度不同將其劃分為強風(fēng)化帶、中風(fēng)化帶及微風(fēng)化帶，本次勘察要求僅鉆至中風(fēng)化帶。

（2）樁基缺陷基本情況：某工程在樁基超聲波檢測時發(fā)現(xiàn)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(nèi)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(zhì)粘土層、卵石層、強風(fēng)化粉砂巖，樁基底持力層位于中風(fēng)化粉砂巖層，超聲波檢測結(jié)果見圖1。該樁為水上鉆孔灌注樁，樁外為江水，樁頂標(biāo)高為63.808,設(shè)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(jù)缺陷實際情況進一步的分析解決出現(xiàn)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(zhǔn)備

圖2 鉆孔取芯平面位置示意圖

施工前準(zhǔn)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(jù)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(jù)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(nèi)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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，1#與2#芯樣在15.30m至15.55m處出現(xiàn)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(jù)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(dǎo)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(nèi)，鋼管底2m范圍內(nèi)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(xù)洗孔直至孔里泥沙沖洗干凈，判斷標(biāo)準(zhǔn)為孔口流出的水中無泥沙涌出為準(zhǔn)。在洗孔的過程中發(fā)現(xiàn)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(fù)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(fā)現(xiàn)3個芯孔內(nèi)的水以非常緩慢的速度降低，約6個小時后芯孔內(nèi)水高度和樁外江水齊平。說明芯孔內(nèi)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(dǎo)致芯孔內(nèi)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(nèi)情況判斷

通過在鉆孔與清孔的過程中發(fā)現(xiàn)，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(nèi)分布，且3個芯孔在缺陷處相互連通，缺陷處在樁內(nèi)形成類似腔室結(jié)構(gòu)，同時缺陷四周的某處存在細微裂縫與樁外連通。根據(jù)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(dǎo)致樁內(nèi)出現(xiàn)的新裂縫。

3.6 第一次注漿

清孔完畢確認(rèn)孔內(nèi)無泥沙等雜物后，根據(jù)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(nèi)，外留50cm用于與注漿機連接，3個芯孔必須保證密封嚴(yán)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)閉3#芯孔，此時孔內(nèi)已注滿壓漿料。為了確保孔內(nèi)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(guān)閉，并以2MPa穩(wěn)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(guān)注注漿機壓力表讀數(shù)，發(fā)現(xiàn)壓力表穩(wěn)定在2MPa無波動，5min鐘后關(guān)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(shè)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(fù)鉆孔、清孔的施工工藝，過程中發(fā)現(xiàn)芯柱完好，芯孔內(nèi)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(jié)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(nèi)夾泥的缺陷，為類似的樁基缺陷處理提供參考。