樁基缺陷及加固處理的探討
2015-07-20
1工程地質(zhì)概況
某擬建大橋場地位于江河面，南岸為一級階地，北岸為二級階地，地勢抬高較快。其中弱風(fēng)化砂質(zhì)泥灰?guī)r為鹽漬巖，一般呈灰褐～黑褐色夾白色條紋或白色團(tuán)塊狀，中厚層狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石較破碎，巖石中含有大量的鈣硭硝、硬石膏及巖鹽等，局部甚至為純芒硝、硬石膏及綠化鈉晶體。巖石中水平層理較發(fā)育，順層理面泥質(zhì)含量較高，易擊斷。全風(fēng)化層巖性很軟，巖芯呈可塑～硬塑粘土夾碎石狀，厚0.00～7.60m。強(qiáng)風(fēng)化層巖性較軟，巖芯呈泥夾碎石或碎塊狀，厚0.00～5.90m。場地內(nèi)地下水主要是孔隙水（略有承壓性）和基巖裂隙水，水量不大，穩(wěn)定水位為地表下2.35～3.92ｍ。據(jù)所取水樣水質(zhì)分析結(jié)果及附近建筑經(jīng)驗(yàn)，可知該地下水對混凝土具弱腐蝕性，為硫酸鹽氯化鈉型侵蝕性。
2樁基礎(chǔ)工程質(zhì)量復(fù)合檢測
2.1樁基礎(chǔ)類型的選擇
2.2樁基工程質(zhì)量復(fù)合檢測
?。?）樁基工程動測試驗(yàn)
?。?）樁靜載荷試驗(yàn)
?。?）樁身抽芯檢測
2.3樁基工程事故分析
分析動測、靜載試驗(yàn)和抽芯3種復(fù)合檢測的結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場施工記錄和地質(zhì)報告的實(shí)際情況，認(rèn)為造成這2根樁的工程質(zhì)量事故的主要原因如下：
?。?）2-1#樁在荷載加至7560kN時，沉降量驟增，荷載無法穩(wěn)定，Q-s曲線為陡降形，動測結(jié)果判斷其樁身在9.00m處存在斷裂缺陷。沉降量驟增的原因可能是由于清孔時間過短或孔口泥漿比重沒有測量準(zhǔn)確（泥漿比重應(yīng)小1.15），造成孔底沉渣過厚（大大超過規(guī)范值50.00mm）；另一個重要的原因是與樁底基巖為白云灰質(zhì)巖有關(guān)，在樁端部位遇到灰?guī)r溶洞時，其樁端沉渣很可能為溶洞積淤涌入造成。
（3）地下水位高、且豐富，導(dǎo)致場地內(nèi)地下水壓高，孔隙水壓力不易消散，易使混凝土離析和膠結(jié)不良。另外在施工2-1#和11-4#樁基礎(chǔ)過程中，澆筑混凝土到9.00m和11.00m左右處突然停電，施工啟動備用發(fā)電機(jī)，澆灌過程中出現(xiàn)問題，最終導(dǎo)致澆筑被迫停止。致使隔水層凝固形成一層硬殼，后續(xù)混凝土無法灌入，導(dǎo)致該處有斷裂缺陷。
3缺陷樁加固方案及處理效果
為了保證樁基工程質(zhì)量，根據(jù)設(shè)計技術(shù)要求，對存在質(zhì)量問題的2根樁進(jìn)行技術(shù)處理，經(jīng)過分析比較這2根樁的質(zhì)量事故的類型，決定對2-1#樁先采用高壓旋轉(zhuǎn)噴射清除孔底沉渣，再補(bǔ)灌細(xì)石混凝土，將樁底充填密實(shí)以滿足沉降要求，之后采用高壓噴射注漿來處理混凝土離析或斷裂部位。對11-4#樁采用高壓噴射注漿方案處理樁的缺陷部位。
3.1樁底沉渣清除及混凝土的回灌
3.2高壓噴射注漿法處理樁基缺陷部位
?。?）材料選用與配比
①主材料為525#普通硅酸鹽水泥，外檢合格；
?、趽饺牖瘜W(xué)劑：為了提高處理段的混凝土強(qiáng)度，在水泥中加入2%的NaCl；
?、鬯冶龋?.4。
?。?）施工注意事項(xiàng)
①樁上鉆孔應(yīng)穿過缺陷段進(jìn)入完整段1.5～2.0m，施工中注意孔內(nèi)水量的消耗情況；
②孔口用水泥封固預(yù)埋一根長1.2m、直徑73mm的巖芯管，高出樁頂0.4m，且?guī)Ы庸?，養(yǎng)護(hù)一周到一定強(qiáng)度后方可使用；
③插入注漿管至距孔底10～15cm，并在預(yù)埋管口連接部位安裝一個變接頭；
?、茏{管上部與高壓泵車接通。
3.3缺陷樁處理效果
對缺陷樁加固的技術(shù)指標(biāo)要求是：斷樁破碎帶壓漿處理后強(qiáng)度要大于15MPa，而樁底沉渣段處理后強(qiáng)度也應(yīng)達(dá)到15MPa以上。
對2根缺陷樁進(jìn)行處理后，仍采用低應(yīng)變法檢驗(yàn)加固后的樁身質(zhì)量，檢測結(jié)果顯示2-1#樁的動剛度（740×107N/m）較大，根據(jù)平均波速（C=4350m/s）計算出樁長26.02m，與實(shí)際長度一致，可以判斷樁身缺陷已修復(fù)。由檢測數(shù)據(jù)計算11-4#樁的樁長為28.07m，也與實(shí)際樁長一致，表明樁身修復(fù)后完整性較好。再對這2根樁進(jìn)行第2次靜載荷試驗(yàn)，測得2-1#樁極限承載力為8150kN，比第1次靜載試驗(yàn)的極限承載力提高22.2%，累計沉降值為21.2mm。測得11-4#樁極限承載力為8120kN，承載力提高4%。這表明樁底沉渣的清除及回灌混凝土法和對樁身缺陷段采用高壓注漿的方法是合理有效的。
4結(jié)論
?。?）利用靜載、動測和抽芯試驗(yàn)等方法復(fù)合檢測樁的工程質(zhì)量是可行的，但是靜載試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)結(jié)合場地內(nèi)地質(zhì)資料、施工記錄以及設(shè)計要求，有目的地抽選試樁，做到有的放矢。
?。?）鉆孔灌注樁在鉆孔完畢后要及時清孔，務(wù)必清理孔底沉渣至符合樁基規(guī)范要求。
?。?）在澆筑混凝土過程中，應(yīng)當(dāng)積極采取應(yīng)急措施，以確?；炷烈淮螡仓晒?。
?。?）采用高壓噴射注漿法將漿液滲入樁身裂隙中，來處理樁身混凝土離析、斷裂或膠結(jié)不良等缺陷以提高樁身完整性，其效果良好。采用高壓旋轉(zhuǎn)噴射氣流清除孔底沉渣，及時回灌混凝土處理樁底沉渣過厚的措施得當(dāng)，使樁基沉降量能滿足設(shè)計要求。
