钻孔灌注桩局部缺陷便捷补救措施探索

曹正杰

(中铁十七局集团第四工程有限公司，重庆 400000)

0 引言

钻孔灌注桩施工具有噪声小、入土深、管径大、相互干扰少、适用范围广、承载能力强、施工技术成熟等特点，当前已被广泛应用于各类桥梁、房屋等大型建筑物的基础工程，取得了良好效果。但因灌注桩混凝土是在泥浆中施工完成的，因此其成桩质量往往会因为工人技能、机械故障、混凝土供应的因素而受到泥浆的影响，缺陷桩还是时有发生。施工中，当成桩质量无法达到设计要求时，采取何种措施处理或补救使之既能满足要求又能减少损失，就显得尤为重要了。

本文将结合山西临吉高速公路鄂河特大桥钻孔灌注桩施工经验，重点介绍一下本项目缺陷桩处理的成功做法，希望为钻孔灌注桩局部缺陷便捷补救措施提供有益探索。

1 工程概况及桩基施工情况

鄂河特大桥位于临吉高速公路乡宁县境内，左线全长1297m，右线全长1247m。全桥下部结构桥台采用柱式台、桩基础，桩基238根，共5736m，绝大部分采用钻孔灌注桩施工，桩基直径有1.5m，1.8m 两种，单根桩长12m ～35m，根据桥位处的地质情况，采用冲击反循环钻机成孔。

2010年6月18日，桥梁队在进行24号墩2号桩基施工时，混凝土罐车出现故障，拖延灌注时间约30min，操作工人趁现场技术员处理其他问题时，私自将该车混凝土加水后灌入桩内，且灌注过程中导管埋入混凝土的深度小于1m，后经现场技术人员测量发现，令其改正，并完成灌注。

该桩检测情况:

1)小应变检测。

桩基顶面以下9.3m～9.8m范围内部分断面反射波特征异常，检测结论判定为Ⅲ类桩，这是本桥施工过程中出现的首根Ⅲ类桩。

2)取芯检测。

24号墩2号桩顶以下9.3m～9.8m范围内桩基完整性较差，局部混凝土存在离析、松散现象，并夹有泥。取芯检测结果与小应变检测结果基本一致。

2 桩基处理方案选择

为了确保桥梁使用安全，桩基处理后必须满足最基本的安全功能要求，其承载能力、抗弯强度、抗剪强度均不得低于设计值。为了实现这一目标，项目部对处理该桩的几种方案进行了比选，具体如下:

1)凿除桩身缺陷以上部位混凝土，重新接长浇筑。

该方案的优点:处理比较彻底，可完全保证桩基质量符合设计要求。

该方案的缺点:a.由于入岩较深，缺陷部位在岩层以下4m处，因此凿除混凝土难度较大，人工工日多，施工周期长;b.接桩时必须采用干浇法施工，而该桩位于围岩裂隙带上，水系发育，涌水明显，给干浇法施工带来了很大困难，不利于方案的实施;c.处理费用高。

2)在桩间补桩。

该方案的优点:处理彻底，从根本上解决问题，可完全保证桩基质量符合设计要求。

该方案的缺点:a.需要重新进行桩位设计，手续繁琐;b.施工时需要重新搭设钻孔平台，重新施工多根桩，处理工期长;c.相当于报废一根桩，重新加桩，处理成本极高。

3)桩身内部压浆补强。

该方法主要措施是通过高压水清洗问题部位，将夹杂泥砂冲离，再用高压注入一定比例的水泥浆填充缺陷部位，实现在缺陷桩自身的基础上直接补强加固。

该方案的优点:程序简单，操作便捷，施工所用压浆机、搅拌机、取芯机等设备齐全，整个过程用时短，对工程进度影响小，强度上升快，质量有保障。

该方案的缺点:对缺陷部位判定要求高，认定要准，否则难以达到效果，费时费力。

根据对以上三种方案综合比较以及取芯情况，项目部决定采用方案3进行处理，探索一个便捷、经济的途径。

3 缺陷桩补救方案实施

3.1 压浆孔的布置

根据检测报告，缺陷部位在24号墩2号桩顶以下9.3m～9.8m范围内，缺陷长度约为0.5m，大体处在桩基中部。为了确保压浆后桩体的完整性，在桩顶对应两声测管的直线上等间距40cm钻取3个φ100mm取芯孔;其中一个在桩的正中心位置，其余两个分列两侧，钻孔深度以穿越缺陷部位底端约150cm为宜，中间的为主压浆管，其余两个作为副压浆管。

3.2 注浆管的埋设

封闭孔口的封闭板采用直径100mm、厚6mm的圆形钢板制作，并在封闭板相应部位加工2个圆孔，分别将注浆管和排气管穿过，在封闭板与“两管”接缝处满焊，焊缝高度控制在不小于10mm范围内，且必须保证焊接牢固。保证在高压注浆过程中加固材料不外渗，并有足够的强度抵御高强压力。压浆口和排气孔均配置了手动开关闸阀，且与高压仪表相连，以便及时检测孔内压力值，见图1。

3.3 高压注水清孔

首先将清洁水通过高压泵自注浆管内泵入，将孔内沉积的岩屑、残渣、泥质浑浊水等从管外壁与桩壁间隙排出，利用任一孔的孔口管压入清水，压力最大可控制在4.0mPa，清洗各压浆孔，使细小粉尘从其他压浆孔排出，使孔道贯通为一体;施工中，当孔口返水由浑浊逐渐变清澈后，即可封闭孔口，完成高压注水清孔，见图2。

3.4 注浆材料制作

注浆材料采用42.5普通硅酸盐水泥配制的水泥浆液，水灰比控制在0.4～0.5之间，另外掺入4%的三乙醇氨早强剂，缩短凝固时间。

3.5 高压注浆

按下述顺序进行后续注浆孔的注浆工作:注浆前先将孔口封闭，然后将高压胶管与加工有丝扣的注浆管紧密连接，注浆时开启阀门，达到终灌标准时即关闭阀门、拆卸高压胶管。在注浆前先进行压水试验，以检验3个注浆孔的贯通情况，之后用自吸泵把桩基内清水吸出，随即先泵入稀水泥浆置换出孔内的残留清水和空气。

1)利用梁场压浆设备为孔道压浆，最大灌浆压强可达15mPa，水泥浆采用灰浆搅拌机搅拌。

2)压浆材料采用42.5号普通硅酸盐水泥，水泥经过滤筛过滤后放入灰浆机内，拌制水泥净浆。为加大浆液流动性和提高压浆效果，掺加高效减水剂，经试验确定，水泥浆液配合比采用0.8∶1和0.4∶1两种。

3)第一次选择中间注浆孔压注0.8∶1的水泥稀浆，逐孔替换出孔内及孔隙中的残留清水和空气，待孔口返出0.8∶1的水泥浆液时，即暂停压浆。

4)第二次仍选择中间注浆孔压注0.4∶1的水泥浓浆，压浆时先打开各孔口管顶部的排气闸阀，当孔口溢出同等浓度的浆液时停止压浆，然后关闭闸阀，并逐渐提高压强到4.0mPa，稳压5min～10min，压浆工作暂停。

5)第三次、第四次选择另两个副注浆管，重复第二次注浆过程。

6)整个压浆过程应连续进行，施工过程中应记录压入水泥浆的数量、压力表读数和压注时间，并制作水泥浆试件，以验证处理效果。

7)压浆过程中应特别注意保护原有声测管，注浆之前应把原有声测管道内注入清水，并把管口封住防止浆液渗入管道或从管口流入堵塞管道，注浆之后3 h应对声测管进行疏通，避免影响检测。

3.6 处理效果

在对24号墩2号桩实施高压注浆处理15d后，业主检测中心对缺陷桩基进行了验收检测，发现该桩原缺陷部位声波反射情况明显好转，无异常现象，初步判定为Ⅰ类桩，检测结论为合格。

4 结语

该桩基采用高压注浆补强桩身离析缺陷，方法正确，效果明显，处理后桩身质量满足设计及规范要求。在成本费用方面，桩基经过补强加固处理仅发生各类费用约3 300元(包括钻孔、水泥、人工、耗电等)，相比于另外两种处理方法，费用已大大降低。当然，压浆补强也不是万能灵药，要具体看桩基是什么样的缺陷，还要看当地的地层条件如何，只有因地制宜，合理选择处理措施才能达到预期效果。

[1]汤卫华.钻孔灌注桩桩底后注浆在高层建筑中的应用[J].山西建筑，2011，37(10):55-56.