淺談鉆孔灌注樁質(zhì)量缺陷處理方法
【摘 要】通過(guò)對(duì)鉆孔灌注樁質(zhì)量缺陷形成的主要原因分析,介紹了鉆孔灌注樁質(zhì)量缺陷的處理方法。
【關(guān)鍵詞】鉆孔灌注樁;質(zhì)量缺陷;處理方法
0.概述
鉆孔灌注樁常見(jiàn)的質(zhì)量缺陷有樁身混凝土離析松散、裂縫、夾泥、斷樁和樁位出現(xiàn)偏差等,造成這些質(zhì)量缺陷的主要原因有以下幾類:
?。?)由于測(cè)量放線錯(cuò)誤,使整個(gè)樁基錯(cuò)位或樁位偏差過(guò)大。
(2)由于施工方法不當(dāng),使樁底沉渣超厚、樁身夾泥。
?。?)由于灌注混凝土施工質(zhì)量失控,使混凝土離析、混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
?。?)由于施工控制不嚴(yán),在未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)混凝土停澆或樁頂混凝土浮漿層超厚,鑿出后樁頂標(biāo)高不足。
通過(guò)檢測(cè)確認(rèn)樁基存在質(zhì)量缺陷時(shí),應(yīng)根據(jù)質(zhì)量缺陷的具體情況和客觀條件,對(duì)各種可選方案進(jìn)行比較,從安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工期短,施工方便、對(duì)已完工程質(zhì)量和后續(xù)工程施工的影響等因素綜合考慮選擇處理方案。
1.樁基缺陷的處理方法
1.1樁頂缺陷的處理
?。?)接樁法。該方法適用于樁頂標(biāo)高不足時(shí)的處理。常采用的接樁方法是開(kāi)挖接樁,即挖出樁頭,鑿去混凝土浮漿及松散層,并鑿出鋼筋,整理與沖洗干凈后將鋼筋接長(zhǎng),再按施工縫處理方法澆注混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
?。?)鑿樁頂補(bǔ)強(qiáng)法。對(duì)于經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)樁頂混凝土存在強(qiáng)度低、夾泥、松散等缺陷,而缺陷部位較淺,如旱地樁在5m以內(nèi)者,水中樁在鋼護(hù)筒深度范圍內(nèi)(鋼護(hù)筒沒(méi)有拔除時(shí)),可采用此法。即用人工鑿除缺陷深度范圍內(nèi)的混凝土,經(jīng)沖洗和鑿毛后,用不低于原樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)的混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。
1.2樁身缺陷處理
(1)鉆孔補(bǔ)強(qiáng)法。此法適用于樁身混凝土嚴(yán)重蜂窩、離析、松散及樁底沉渣過(guò)厚等缺陷的處理,常采用高壓注漿補(bǔ)強(qiáng)法。高壓注漿補(bǔ)強(qiáng)法是采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆2個(gè)孔,孔深要求達(dá)到樁身缺陷部位底部再加深1m。壓漿泵的最大灌漿壓力宜達(dá)到0.7Mpa,灌漿前先配制3種水泥漿,其水灰比分別為0.7~0.8、0.5~0.6和0.38~0.43,第三種水泥漿的強(qiáng)度宜比原樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高一級(jí)。
注漿前先用高壓泵向一個(gè)孔內(nèi)灌入清水,壓力宜達(dá)到0.7MPa,將樁身缺陷處的夾泥和松散混凝土碎屑從另一個(gè)孔沖洗出來(lái),直至排出清水為止。灌漿宜分3次進(jìn)行,第一次向進(jìn)漿孔壓入水灰比0.7~0.8純水泥稀漿,待孔內(nèi)原有積水全部從出漿孔壓出后,再用水灰比0.5~0.6的水泥漿做第二次灌漿,壓一陣停一陣(每陣相隔約15min),使?jié){液充分?jǐn)U散;當(dāng)出漿孔排出和壓入的水泥漿稠度相同后,再進(jìn)行第三次灌漿(使用水灰比為0.38~0.43的濃水泥漿),將灌漿壓力調(diào)至最大0.7MPa,穩(wěn)壓悶漿至少20min,關(guān)閉灌漿閥,灌漿工作即結(jié)束。
為確保灌漿效果,也可在第三次灌漿后相隔30~45min,再進(jìn)行第四次灌漿,其水泥漿水灰比、最大工作壓力和壓漿方法與第三次灌漿相同,但應(yīng)將進(jìn)漿孔與出漿孔變換。
為檢查灌漿補(bǔ)強(qiáng)效果,可在灌入的水泥漿具有一定齡期并硬化后鉆孔取芯觀測(cè)。
?。?)樁中挖樁法。對(duì)于鉆孔取芯確認(rèn)樁身混凝土存在嚴(yán)重夾泥、裂縫、松散和斷樁等缺陷的大直徑鉆孔灌注樁(直徑大于1.5m),如缺陷部位不是很深(深度在30m以內(nèi)),可采取在樁身中心進(jìn)行人工挖孔,孔徑宜比原樁徑小30cm,以保證孔壁周圍至少有15cm原混凝土作為人工挖孔的“護(hù)壁”。當(dāng)“護(hù)壁”外為軟弱土層時(shí),為確??紫伦鳂I(yè)安全,宜對(duì)“護(hù)壁”外周圍土層先進(jìn)行灌漿加固處理。
灌注樁身混凝土前應(yīng)認(rèn)真清理孔壁和孔底的殘?jiān)?、積水,樁芯混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜與原樁身混凝土相同,以確保樁身的完整性?;炷恋墓嘧⒎椒?、坍落度和配合比同人工挖孔樁。
1.3單樁承載力不足的處理
?。?)擴(kuò)大承臺(tái)(系粱)法。考慮樁土共同作用,當(dāng)單樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求且差別不大,通過(guò)計(jì)算擴(kuò)大承臺(tái)(系梁)能滿足原設(shè)計(jì)要求時(shí),應(yīng)采用變更承臺(tái)(系梁)設(shè)計(jì)的處理方法(該方法也適用于樁位偏差不大時(shí)的處理)。
?。?)加固土質(zhì)法。對(duì)于工程類別較低的摩擦樁,如樁身缺陷較輕微,或缺陷部位較深而上部有較長(zhǎng)的完整樁身可利用,在經(jīng)過(guò)研究和計(jì)算加固樁身周圍土體后能明顯提高樁周摩擦力的情況下,可考慮此方法。土體的加固可采用鉆孔灌壓漿和深層旋噴等方法。
?。?)補(bǔ)加樁方法。對(duì)于樁身缺陷較深、局部性缺陷,或偏位的單樁、多樁或群樁,并且補(bǔ)加樁場(chǎng)地許可的情況下,可在樁與樁之間補(bǔ)樁。補(bǔ)加樁后原設(shè)計(jì)單樁承臺(tái)即成為二樁承臺(tái)、二樁承臺(tái)即成為三樁承臺(tái)等,從而降低缺陷樁荷載。
1.4綜合缺陷處理
?。?)另行成樁法。對(duì)于樁身存在多處嚴(yán)重缺陷或缺陷部位深度較大者,或樁身嚴(yán)重偏位、傾斜,同時(shí)又由于客觀條件不能補(bǔ)加樁或不能采取其他處理方法時(shí),可采用沖除廢樁另行成樁的方法。廢樁沖除后,對(duì)于偏位樁孔的回填,可采用粘土、碎石和片石相間回填,也可以采用低強(qiáng)度的細(xì)石混凝土灌注。前者回填后須經(jīng)過(guò)一定時(shí)間固結(jié)沉降,方可進(jìn)行正位鉆孔成樁作業(yè);后者則要求采用坍落度大的混凝土,并宜采用水下灌注,28d后即可進(jìn)行正位鉆孔成樁作業(yè)。
如采用該方法處理偏位的摩擦樁,由于正樁位部分與回填孔位重疊,為防止樁承載力降低,可采用加深正位樁長(zhǎng)度的方法解決。需加深的長(zhǎng)度可按減少的樁周摩擦力經(jīng)過(guò)計(jì)算而定。
?。?)直接正位成樁法。直接正位成樁法與另行成樁法適應(yīng)的缺陷范圍相同。該方法不需先沖除廢樁,而直接將廢樁的樁頂鋼筋割除并平整場(chǎng)地,作為堅(jiān)硬土體,采用鉆頭質(zhì)量5000kg以上的沖擊式鉆機(jī)直接正位成樁。正位沖擊成孔時(shí)極易發(fā)生樁孔偏位和傾斜,因此應(yīng)嚴(yán)格控制成孔的垂直度,發(fā)現(xiàn)偏位和傾斜時(shí)及時(shí)糾正。
2.結(jié)論
前述各種處理方法中,接樁法、鑿樁頂補(bǔ)強(qiáng)法、擴(kuò)大承臺(tái)(系梁)法、加固土質(zhì)法等都是處理成樁質(zhì)量一般缺陷的有效方法和首選方法;鉆孔補(bǔ)強(qiáng)法、樁中挖樁法、補(bǔ)加樁方法等是處理成樁質(zhì)量有較嚴(yán)重缺陷的有效方法。其中鉆孔補(bǔ)強(qiáng)法成本較低,速度也較快,但處理效果難以把握,往往要再用可靠方法檢驗(yàn)處理;樁中挖樁法處理成本較高,工期較長(zhǎng)、安全性差,其效果較好;補(bǔ)加樁法效果好,但成本高、工期長(zhǎng),并受場(chǎng)地加樁條件限制。另行成樁法直接干脆,效果最好,但成本代價(jià)最高,工期最長(zhǎng),適用于工程類別較高、質(zhì)量缺陷后果十分嚴(yán)重的情況。
【關(guān)鍵詞】鉆孔灌注樁;質(zhì)量缺陷;處理方法
0.概述
鉆孔灌注樁常見(jiàn)的質(zhì)量缺陷有樁身混凝土離析松散、裂縫、夾泥、斷樁和樁位出現(xiàn)偏差等,造成這些質(zhì)量缺陷的主要原因有以下幾類:
?。?)由于測(cè)量放線錯(cuò)誤,使整個(gè)樁基錯(cuò)位或樁位偏差過(guò)大。
(2)由于施工方法不當(dāng),使樁底沉渣超厚、樁身夾泥。
?。?)由于灌注混凝土施工質(zhì)量失控,使混凝土離析、混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
?。?)由于施工控制不嚴(yán),在未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)混凝土停澆或樁頂混凝土浮漿層超厚,鑿出后樁頂標(biāo)高不足。
通過(guò)檢測(cè)確認(rèn)樁基存在質(zhì)量缺陷時(shí),應(yīng)根據(jù)質(zhì)量缺陷的具體情況和客觀條件,對(duì)各種可選方案進(jìn)行比較,從安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工期短,施工方便、對(duì)已完工程質(zhì)量和后續(xù)工程施工的影響等因素綜合考慮選擇處理方案。
1.樁基缺陷的處理方法
1.1樁頂缺陷的處理
?。?)接樁法。該方法適用于樁頂標(biāo)高不足時(shí)的處理。常采用的接樁方法是開(kāi)挖接樁,即挖出樁頭,鑿去混凝土浮漿及松散層,并鑿出鋼筋,整理與沖洗干凈后將鋼筋接長(zhǎng),再按施工縫處理方法澆注混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
?。?)鑿樁頂補(bǔ)強(qiáng)法。對(duì)于經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)樁頂混凝土存在強(qiáng)度低、夾泥、松散等缺陷,而缺陷部位較淺,如旱地樁在5m以內(nèi)者,水中樁在鋼護(hù)筒深度范圍內(nèi)(鋼護(hù)筒沒(méi)有拔除時(shí)),可采用此法。即用人工鑿除缺陷深度范圍內(nèi)的混凝土,經(jīng)沖洗和鑿毛后,用不低于原樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)的混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。
1.2樁身缺陷處理
(1)鉆孔補(bǔ)強(qiáng)法。此法適用于樁身混凝土嚴(yán)重蜂窩、離析、松散及樁底沉渣過(guò)厚等缺陷的處理,常采用高壓注漿補(bǔ)強(qiáng)法。高壓注漿補(bǔ)強(qiáng)法是采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆2個(gè)孔,孔深要求達(dá)到樁身缺陷部位底部再加深1m。壓漿泵的最大灌漿壓力宜達(dá)到0.7Mpa,灌漿前先配制3種水泥漿,其水灰比分別為0.7~0.8、0.5~0.6和0.38~0.43,第三種水泥漿的強(qiáng)度宜比原樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高一級(jí)。
注漿前先用高壓泵向一個(gè)孔內(nèi)灌入清水,壓力宜達(dá)到0.7MPa,將樁身缺陷處的夾泥和松散混凝土碎屑從另一個(gè)孔沖洗出來(lái),直至排出清水為止。灌漿宜分3次進(jìn)行,第一次向進(jìn)漿孔壓入水灰比0.7~0.8純水泥稀漿,待孔內(nèi)原有積水全部從出漿孔壓出后,再用水灰比0.5~0.6的水泥漿做第二次灌漿,壓一陣停一陣(每陣相隔約15min),使?jié){液充分?jǐn)U散;當(dāng)出漿孔排出和壓入的水泥漿稠度相同后,再進(jìn)行第三次灌漿(使用水灰比為0.38~0.43的濃水泥漿),將灌漿壓力調(diào)至最大0.7MPa,穩(wěn)壓悶漿至少20min,關(guān)閉灌漿閥,灌漿工作即結(jié)束。
為確保灌漿效果,也可在第三次灌漿后相隔30~45min,再進(jìn)行第四次灌漿,其水泥漿水灰比、最大工作壓力和壓漿方法與第三次灌漿相同,但應(yīng)將進(jìn)漿孔與出漿孔變換。
為檢查灌漿補(bǔ)強(qiáng)效果,可在灌入的水泥漿具有一定齡期并硬化后鉆孔取芯觀測(cè)。
?。?)樁中挖樁法。對(duì)于鉆孔取芯確認(rèn)樁身混凝土存在嚴(yán)重夾泥、裂縫、松散和斷樁等缺陷的大直徑鉆孔灌注樁(直徑大于1.5m),如缺陷部位不是很深(深度在30m以內(nèi)),可采取在樁身中心進(jìn)行人工挖孔,孔徑宜比原樁徑小30cm,以保證孔壁周圍至少有15cm原混凝土作為人工挖孔的“護(hù)壁”。當(dāng)“護(hù)壁”外為軟弱土層時(shí),為確??紫伦鳂I(yè)安全,宜對(duì)“護(hù)壁”外周圍土層先進(jìn)行灌漿加固處理。
灌注樁身混凝土前應(yīng)認(rèn)真清理孔壁和孔底的殘?jiān)?、積水,樁芯混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜與原樁身混凝土相同,以確保樁身的完整性?;炷恋墓嘧⒎椒?、坍落度和配合比同人工挖孔樁。
1.3單樁承載力不足的處理
?。?)擴(kuò)大承臺(tái)(系粱)法。考慮樁土共同作用,當(dāng)單樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求且差別不大,通過(guò)計(jì)算擴(kuò)大承臺(tái)(系梁)能滿足原設(shè)計(jì)要求時(shí),應(yīng)采用變更承臺(tái)(系梁)設(shè)計(jì)的處理方法(該方法也適用于樁位偏差不大時(shí)的處理)。
?。?)加固土質(zhì)法。對(duì)于工程類別較低的摩擦樁,如樁身缺陷較輕微,或缺陷部位較深而上部有較長(zhǎng)的完整樁身可利用,在經(jīng)過(guò)研究和計(jì)算加固樁身周圍土體后能明顯提高樁周摩擦力的情況下,可考慮此方法。土體的加固可采用鉆孔灌壓漿和深層旋噴等方法。
?。?)補(bǔ)加樁方法。對(duì)于樁身缺陷較深、局部性缺陷,或偏位的單樁、多樁或群樁,并且補(bǔ)加樁場(chǎng)地許可的情況下,可在樁與樁之間補(bǔ)樁。補(bǔ)加樁后原設(shè)計(jì)單樁承臺(tái)即成為二樁承臺(tái)、二樁承臺(tái)即成為三樁承臺(tái)等,從而降低缺陷樁荷載。
1.4綜合缺陷處理
?。?)另行成樁法。對(duì)于樁身存在多處嚴(yán)重缺陷或缺陷部位深度較大者,或樁身嚴(yán)重偏位、傾斜,同時(shí)又由于客觀條件不能補(bǔ)加樁或不能采取其他處理方法時(shí),可采用沖除廢樁另行成樁的方法。廢樁沖除后,對(duì)于偏位樁孔的回填,可采用粘土、碎石和片石相間回填,也可以采用低強(qiáng)度的細(xì)石混凝土灌注。前者回填后須經(jīng)過(guò)一定時(shí)間固結(jié)沉降,方可進(jìn)行正位鉆孔成樁作業(yè);后者則要求采用坍落度大的混凝土,并宜采用水下灌注,28d后即可進(jìn)行正位鉆孔成樁作業(yè)。
如采用該方法處理偏位的摩擦樁,由于正樁位部分與回填孔位重疊,為防止樁承載力降低,可采用加深正位樁長(zhǎng)度的方法解決。需加深的長(zhǎng)度可按減少的樁周摩擦力經(jīng)過(guò)計(jì)算而定。
?。?)直接正位成樁法。直接正位成樁法與另行成樁法適應(yīng)的缺陷范圍相同。該方法不需先沖除廢樁,而直接將廢樁的樁頂鋼筋割除并平整場(chǎng)地,作為堅(jiān)硬土體,采用鉆頭質(zhì)量5000kg以上的沖擊式鉆機(jī)直接正位成樁。正位沖擊成孔時(shí)極易發(fā)生樁孔偏位和傾斜,因此應(yīng)嚴(yán)格控制成孔的垂直度,發(fā)現(xiàn)偏位和傾斜時(shí)及時(shí)糾正。
2.結(jié)論
前述各種處理方法中,接樁法、鑿樁頂補(bǔ)強(qiáng)法、擴(kuò)大承臺(tái)(系梁)法、加固土質(zhì)法等都是處理成樁質(zhì)量一般缺陷的有效方法和首選方法;鉆孔補(bǔ)強(qiáng)法、樁中挖樁法、補(bǔ)加樁方法等是處理成樁質(zhì)量有較嚴(yán)重缺陷的有效方法。其中鉆孔補(bǔ)強(qiáng)法成本較低,速度也較快,但處理效果難以把握,往往要再用可靠方法檢驗(yàn)處理;樁中挖樁法處理成本較高,工期較長(zhǎng)、安全性差,其效果較好;補(bǔ)加樁法效果好,但成本高、工期長(zhǎng),并受場(chǎng)地加樁條件限制。另行成樁法直接干脆,效果最好,但成本代價(jià)最高,工期最長(zhǎng),適用于工程類別較高、質(zhì)量缺陷后果十分嚴(yán)重的情況。
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