大直徑旋挖鉆孔水下灌注樁質量問題分析與處理

劉召宇 廖煜

通過工程實例，運用低應變、鉆芯法等方法檢測大直徑旋挖鉆孔水下灌注樁存在的典型質量問題，從經濟、合理、安全的角度，宏觀上提出修改地基基礎設計文件的處理方案，達到工程實際要求，為解決類似工程問題提供參考。

大直徑； 水下灌注樁； 鉆芯法； 質量問題； 處理方案

TU473.1+4 B

［定稿日期］2022-03-03

［作者簡介］劉召宇（1991—），男，碩士，工程師，研究方向為建筑工程、巖土工程；廖煜（1994—），男，本科，工程師，研究方向為巖土工程。

21世紀以來，隨著國家對基礎設施建設大力投入，工程建設范圍不斷拓展，工程質量也放在了相當的位置，尤其是對地基基礎等隱秘性工程的檢測，更是至關重要。我國面積廣袤，各地工程建設情況不一，所面臨的新問題也是層出不窮、各不相同。當前，有關水下混凝土灌注樁施工技術［1］、灌注樁樁身缺陷的檢測［2-4］、樁基質量事故分析與處理［5-6］等研究主要討論單樁檢測、缺陷、分析、處理等，對大面積缺陷樁的問題討論涉入較淺。基于上述成果，本文探討了大面積缺陷樁的檢測及合理利用方案，解決了大量廢樁再利用的問題，其研究成果可為樁基工程實踐提供有益幫助。

1 工程概況

該工程位于四川丘陵地區，原位置為20世紀50年代成型的魚塘，抽檢軟土厚度為1.1～2.6 m。建筑面積為2 869.7 m2，地上一層，無地下室，層高10 m，主體采用鋼結構形式。清淤回填后，采用機械旋挖鉆孔水下灌注嵌巖樁基礎，樁基設計等級為丙級，共57根樁，采用泥漿護壁成孔，樁端持力層為中等風化泥巖。樁身采用C25混凝土，水下灌注成樁，灌注樁信息詳見表1，實際樁長為8～12 m不等。

2 工程地質概況

根據工程地質勘查報告，在該工程勘探深度范圍內的地層主要由素填土、耕植土、淤泥質粉質黏土、粉質黏土、強風化泥巖、中風化泥巖組成，地層分類描述如下。

素填土：黃褐色—褐灰色，松散—稍密，稍濕。主要由粉質黏土、泥巖塊石組成，局部含少量植物根莖。層厚0.40～4.50 m。

淤泥質粉質黏土：軟塑，無搖振反應，稍有光澤、干強度中等、韌性中等，含大量鐵錳質氧化物，裂隙較發育。位于池塘周邊，層厚1.00～7.50m。

可塑粉質黏土：黃褐色—褐灰色，可塑，無搖振反應，稍有光澤、干強度中等、韌性中等，含大量鐵錳質氧化物，裂隙較發育。場地內局部分布。層厚0.90～12.0 m。

強風化泥巖：紫紅—棕紅色，主要礦物成分為黏土礦物，少量石膏、鈣芒硝和灰綠色物質，風化裂隙發育，巖芯呈碎塊狀，手捏易碎，遇水易軟化，機械開挖較不易。層厚0.50～8.0 m。

中等風化泥巖：紫紅—棕紅色，主要礦物成分為黏土礦物，泥狀結構，風化裂隙發育一般，巖芯呈短柱狀，巖石質量指標RQD值75～90，敲擊聲脆，用手難以折斷，機械開挖難，本次勘察未揭穿。

3 樁基施工流程

旋挖鉆孔水下灌注樁樁基施工工藝流程見圖1。

4 樁基檢測情況

該樁基工程施工結束后，根據JGJ 106-2014《建筑基樁檢測技術規范》、DBJ51/T 014-2013《四川省建筑地基基礎檢測技術規程》、DBJ51/T 062-2016《四川省旋挖鉆孔灌注樁基技術規程》等規范和設計要求，對該工程的57根灌注樁全部進行低應變檢測，并由甲方、施工方、監理方隨機抽選10根樁進行鉆芯法檢測。

低應變檢測結果：Ⅰ類或Ⅱ類樁共26根，Ⅲ類或Ⅳ類樁共31根，Ⅲ類或Ⅳ類樁占比達54.4%。典型缺陷樁低應變數據見圖2。

因低應變檢測存疑的灌注樁數量較大，故均采用鉆芯法驗證，共采用鉆芯法檢測41根樁。

鉆芯法檢測結果顯示，共有4根樁樁身完整，其余37根樁樁身混凝土呈現出不同程度的膠結質量差、反砂、難以鉆進、混凝土芯樣松散、破碎短長度大于10 cm、混凝土離析嚴重等情況，典型缺陷樁鉆芯結果見圖3。

取2組混凝土試樣進行樁身混凝土抗壓試驗，試驗結果詳見表2。第1組試件抗壓強度為12.6 MPa，第2組試件抗壓強度為14.6 MPa，均小于設計要求的25 MPa，不滿足設計要求。

5 樁基質量問題分析

檢測結果顯示，低應變檢測完整性不合格率為54.4%，鉆芯法檢測完整性不合格率為90.2%，鉆芯法檢測樁身混凝土強度不滿足設計要求。

組織各相關單位從人、機、料、法、環等方面逐一排查原因，經分析，該工程水下灌注樁出現嚴重質量問題的主要原因有：

（1）施工經驗不足。

（2）混凝土澆筑完成后，過早拔出護筒。

（3）樁身混凝土初凝尚未完成時，大量涌入的地下水帶走樁身內部水泥膠體，致使混凝土強度較低。

6 處理措施

樁基工程質量問題常見的處理方案有接樁、補樁、補強、擴大承臺、修改基礎設計方案等。結合該工程實際情況分析：

（1）由于樁基質量問題存在普遍性，且樁身混凝土強度遠低于設計要求的C25強度，故不宜采用接樁、補樁、補強等方案。

（2）由于該工程原位為魚塘，軟土較厚，雖有部分換填，但樁周土承載力難以保證，故不宜以擴大承臺的方式處理。

（3）根據檢測結果，該樁基工程質量問題嚴重，根據原設計方案，宜全部按廢樁處理。

（4）建設性的提出充分利用灌注樁、修改地基基礎設計文件的處理措施。采用復合地基+筏板基礎的設計方案，在原位增設部分CFG樁或水泥土攪拌樁，以提高復合地基承載力。

7 處理結果

采用復合地基+筏板基礎的設計方案，根據設計變更文件組織施工。通過低應變法、單樁載荷試驗、復合地基載荷試驗對復合地基進行檢測，其地基承載力能夠滿足設計要求。故該方案能夠繼續利用灌注樁的承載力，滿足經濟性、合理性、安全性的要求。

8 結束語

通過對該工程樁基質量問題的分析與處理，工程建設各相關單位都應該深刻吸取該工程的教訓。樁基施工過程中，應著重對孔徑、鉆進參數、泥漿配比、孔底沉渣、水下混凝土澆筑養護等關鍵工序進行控制，確保工程質量。當少量樁基存在質量問題時，可根據實際情況，采用樁底注漿、對樁身進行加固、對樁周土體進行加固、改變基礎形式等方式靈活處理；當大量樁基存在質量問題時，可采用變更基礎形式的方式合理處理，最終達到經濟性、耐久性、安全性的要求。

參考文獻

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