浅谈施工中桩基质量问题原因分析及处理措施

    黎子明

    

    

    

    【摘?要】桥梁桩基础，作为桥梁重要组成部分，其重要性毋庸置疑。但桩基施工均在地面以下，其质量控制难度也同样很大。现结合工程实例，分析钻孔灌注桩质量缺陷成因，并使用成功的处理措施。

    【关键词】桥梁工程;地下工程;钻孔灌注桩;质量缺陷;压浆

    Talking about the Cause Analysis and Treatment Measures of Pile Foundation Quality Problems in Construction

    Li Zi-ming

    （Wuhan Erhang Road and Bridge Special Engineering Co.， Ltd?Wuhan?Hubei?430000）

    【Abstract】Bridge pile foundation， as an important part of the bridge， its importance is beyond doubt. However， the pile foundation construction is below the ground， and the quality control is also very difficult. Now combined with engineering examples， analyze the causes of quality defects in bored piles and use successful treatment measures.

    【Key words】Bridge engineering;Underground engineering;Bored pile; quality defect; grouting

    1. 工程及地質概况

    1.1?本项目高架桥桥长727m，起点方向左线宽度15.7m，右线宽度11.05m，终点方向桥梁总宽23.6m。上部结构为装配式30m预应力混凝土小箱梁，下部结构采用柱式桥墩，肋板式桥台，钻孔灌注桩基础。

    1.2?地质条件。

    本项目地层自上往下地层描述如下：

    ③1层-粉质粘土（Q4al）：该层具中等偏高压缩性，较低强度，力学性质较差，推荐地基土容许承载力基本值fa0=100～140KPa。

    ③1a 层-淤泥质粉质粘土（Q4al）：该层具高压缩性，低强度，力学性质差，推荐地基土容许承载力基本值fa0=70～80KPa。

    ③2 层-粉砂（Q4al）：该层低强度，力学性质较差，推荐地基土容许承载力基本值fa0=90KPa。

    ③3 层-粉质粘土、淤泥质粉质粘土（Q4al）：该层具高压缩性，低强度，力学性质差，推荐地基土容许承载力基本值fa0=80～100KPa。

    ③9 层-粉质粘土（Q4al）：该层具高压缩性，低强度，力学性质差，推荐地基土容许承载力基本值fa0=90～100KPa。

    ④层-粉细砂（Q4al）：该层强度较高，力学性质较好，推荐地基土容许承载力基本值fa0=200～300KPa。

    ⑤1 层-粉质粘土（Q4al）：该层具中等压缩性，中等强度，力学性质中等，推荐地基土容许承载力基本值fa0=160～180KPa。

    ⑤2 层-粉细砂（Q4al）：该层强度较高，力学性质较好，推荐地基土容许承载力基本值fa0=200～300KPa。

    ⑥层-粉细砂（Q4al）：该层强度较高，力学性质较好，推荐地基土容许承载力基本值fa0=200～300KPa。

    ⑥1 层-粉质粘土（Q4al）：该层具中等压缩性，中等强度，力学性质中等，推荐地基土容许承载力基本值fa0=160～180KPa。

    ⑦1 层-粉质粘土（Q3al）：该层低液限，不具有膨胀性，具低压缩性，高强度，力学性质好，推荐地基土容许承载力基本值fa0=380～400KPa。

    ⑦2 层-粉细砂（Q3al）：该层强度较高，力学性质较好，推荐地基土容许承载力基本值fa0=200～300KPa。

    ⑦3 层-粉质粘土（Q3al）：该层低液限，不具有膨胀性，具低压缩性，高强度，力学性质好，推荐地基土容许承载力基本值fa0=380～400KPa。

    ⑦4 层-细砂（Q3al）：该层强度较高，力学性质较好，推荐地基土容许承载力基本值fa0=200～300KPa。

    ⑦5 层-粉质粘土（Q3al）：该层低液限，不具有膨胀性，具低压缩性，高强度，力学性质好，推荐地基土容许承载力基本值fa0=380～400KPa。

    ⑦6 层-中细砂（Q3al）：该层强度较高，力学性质较好，推荐地基土容许承载力基本值fa0=300～450KPa（见图1、图2）。

    2. 桩基础成孔施工工艺

    钻孔桩成孔。

    钻孔采用正循环回旋钻机，采取泥浆护壁跟进的方法。钢筋笼在加工车间下料并加工成型，标准钢筋笼单节长度为12m，分节运输至现场吊装就位。砼罐车运输砼至桩位，吊车配合人工进行水下砼浇筑（钻孔灌注桩施工流程图见图3）。

    3. 桩基缺陷类型

    3.1?桩基施工情况及缺陷成因分析。

    桩基设计桩长47m，桩径2.0m，对桩基进行无损检桩时发现桩基4号声测管18.6m～19.2m深处段声波异常，初步判定为夹砂。为进一步确定，进行了钻孔取芯。根据取芯结果，确定为夹砂。

    3.2?该桩在浇筑过程中砼顶面上升正常。造成夹砂的主要原因有：

    （1）在成孔二清时，泥浆比重低于规定值，造成灌注混凝土时孔身塌孔。

    （2）在灌注过程，砼将孔底板结泥砂上顶升时，由于泥砂块破碎，由于局部块体上升受阻，埋没于上升的砼中，从而形成夹砂。

    （3）在灌注过程中，导管埋深不够，当导管埋深小于1m时，混凝土呈现非均匀上升，使得顶部泥沙埋入混凝土内。

    4. 桩基处理施工流程

    桩基处理流程。

    （1）压浆孔钻孔施工。

    根据需要在夹层平面处钻三个φ110的钻孔，间距20～30cm间，方便排渣和底部清空后串通，钻孔的深度超过取芯处理问题深度的50cm以上。钻孔过程中时刻对钻机主轴进行垂直度校正，防止孔壁倾斜而影响结果（取孔示意图见图4）。

    （2）夹沙层清理。

    用高压旋喷桩机将钻杆下到孔底。先用高压水单孔进行冲洗，压力为20MPa～30MPa以上，转速10～20cm/min，边冲洗边提升和旋转，往复多次。高压水将缺陷段内的软弱部分切割成泥浆状，当由一孔进行切割而另一孔有水溢出时可以认为病害区已经被打通，可换另外一孔重复操作直至全部打通，钻孔之间连通后，压入清水利用水循环将废渣排出桩体，当孔内水流变为清水，清渣完毕。然后用高压压缩空气排干孔内的积水。

    （3）压浆。

    在孔口接上注浆管进行旋转压浆，提升速度5cm/min，转速10～15cm/min，水泥浆的水灰比为0.38，并掺有微膨胀剂。注浆分多次，每次注浆饱满，注浆终止压力20MPa以上。注浆要求孔口返出浆液的溶度与配置的漿液溶度相当为止。第一次压浆结束后，间隔10～15min进行第二次压浆，压浆次数不少于2次。

    （4）桩体检测。

    压浆处理完成2周后重新对桩基进行声波检测，根据声波检测结果判定处理结果。

    5. 结论

    （1）通过处理后桩基完整性检测结果显示为I类桩，判定本次桩基缺陷处理措施是行之有效的。避免了桩基凿除对施工进度的影响，同时为工程节约了成本。

    （2）该缺陷处理的方法，关键在于确定芯孔的位置及芯孔的深度。为保证修补的成功，现场取芯时应留好芯样并做好标记，以便核查。

    （3）桩基础作为重要的隐蔽工程，其质量控制重点主要为事先预防，如：泥浆比重、砂砾、沉渣厚度、以及灌注时导管埋置深度控制等，这需要现场管理人员责任心强、关键事项谨慎细致。

    参考文献

    [1]?JGJ 94-2008，建筑桩基技术规范[S]，中国建筑工业出版社，2008.

    [2]?GB 50007-2011，地基基础规范[S].中国建筑工业出版社，2012.

    [3]?GB 50010-2010，混凝土结构设计规范[S].中国建筑工业出版社，2011.

    [4]?JGJ3-2010，高层建筑混凝土结构技术规程[S]，中国建筑工业出版社，2011.

    [5]?文思聪，艾敏，浅谈桩基基础中的预制桩施工原则与技术[J]，城市建设理论研究，2013.26（11）：173～175.

    [6]?江炳坤.钢筋混凝土预制桩施工技术探讨[J].轻工设计，2011.24（3）：214～216.