樁基缺陷的類型與相關(guān)處理措施

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在橋梁樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中，由于地理環(huán)境、機(jī)械設(shè)備及人為因素等原因，難免在施工過(guò)程中出現(xiàn)一些缺陷樁現(xiàn)象。一旦缺陷樁基出現(xiàn)，不同缺陷程度有不同的處理方法，但是成本低效益高的方法是人們一直追尋的。實(shí)踐證明，樁端注漿，在樁基加固處理提高綜合承載力和減少沉降量方面是一種經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的方法。

　　一、樁基缺陷類型

　　1、樁基底部缺陷

　?。?）樁基中部缺陷處理

　　此類樁基缺陷處理很難統(tǒng)一衡量，缺陷程度小的可以用注漿處理，缺陷程度大的一般在兩米以上的注漿處理很難保證質(zhì)量，通常報(bào)廢該樁，在原先位置重新沖孔，安裝鋼筋籠，澆筑混凝土。

　?。?）樁基頂端缺陷處理

　　根據(jù)檢測(cè)結(jié)果顯示，在樁基頂部存在缺陷的，我們可以繼續(xù)向下鑿除樁頭混凝土，直到混凝土質(zhì)量完好位置。但是在向下破鑿混凝土的過(guò)程中要注意觀察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土的缺陷異常位置，與實(shí)驗(yàn)檢測(cè)資料相對(duì)應(yīng)，最后用與樁基同標(biāo)號(hào)混凝土進(jìn)行接樁。注意，在向下鑿混凝土過(guò)程中保護(hù)好樁基鋼筋，防止損壞。

　?。?）樁基底部缺陷處理

　　樁基底部有缺陷的，根據(jù)樁基受力性質(zhì)，可先進(jìn)行受力簡(jiǎn)算，再確定其到底是否需要處理。如果樁基是摩擦受力樁，其缺陷位置長(zhǎng)度不影響整體荷載受力，也就是說(shuō)，在不包括缺陷的這部分樁長(zhǎng)里，其摩擦力已經(jīng)可以滿足荷載要求，就不用再做處理，否則；必須處理。如果樁基是嵌巖樁，底部有缺陷的，必須處理。

　　2、樁基頂部缺陷

　　由于在水下混凝土澆筑過(guò)程中有泥漿沉淀，浮漿厚度難以準(zhǔn)確估計(jì)，在樁頂混凝土超灌不足時(shí)，混凝土中難免有夾泥現(xiàn)象產(chǎn)生，影響混凝土質(zhì)量；其次，在混凝土澆筑完畢后，拆拔預(yù)埋鋼護(hù)筒時(shí)，用力過(guò)猛，或者左右用力不均衡，都會(huì)擾動(dòng)樁頂混凝土，影響混凝土質(zhì)量。最后，在進(jìn)行鑿除樁頭混凝土的過(guò)程中，由于風(fēng)鎬功率過(guò)大，對(duì)聲測(cè)管周圍混凝土有不同程度的擾動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)混凝土質(zhì)量也有一定的影響。

　　3、樁基中部缺陷

　　首先，由于地質(zhì)條件差，在灌注混凝土過(guò)程中出現(xiàn)局部塌孔現(xiàn)象，局部阻止混凝土翻漿，導(dǎo)致局部缺陷。其次，在拆拔導(dǎo)管過(guò)程中用力過(guò)猛，擾動(dòng)了混凝土連續(xù)性，影響混凝土質(zhì)量。最后，導(dǎo)管氣密性差，由于在水下混凝土灌注中導(dǎo)管進(jìn)入泥漿，破壞導(dǎo)管內(nèi)外壓強(qiáng)差，輕者影響混凝土質(zhì)量的連續(xù)性，嚴(yán)重的阻礙混凝土下料，不能正常翻漿，導(dǎo)致斷樁。

　　二、實(shí)施樁底注漿的準(zhǔn)備

　　1、合理的注漿設(shè)計(jì)是注漿的前提

　　為使樁底注漿施工合理有效，有必要對(duì)樁基的巖層地質(zhì)狀況，地下水條件，缺陷程度和周圍環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和分析?？茖W(xué)配制注漿漿液，確定注漿壓力等參數(shù)。

　　PK133+330高架橋10#樁總樁長(zhǎng)22米，其中0-15米為黏土地質(zhì)，期間偶或出現(xiàn)白云石和夾雜砂巖，15-22米只要分布灰色黏土，均勻分布白云石礦層。根據(jù)超聲波檢測(cè)顯示，其樁底21-22米混凝土不連續(xù)，可能由于清孔不干凈或混凝土離析導(dǎo)致。根據(jù)樁基混凝土強(qiáng)度為RN35.我們確定采用ACC425袋裝水泥，水灰比(C/E)大于2，注漿壓力在20帕到50帕，稠度為15-20秒，對(duì)其經(jīng)行注漿補(bǔ)充。

　　2、注漿工序

　?。?）鉆孔

　　在缺陷樁樁頂鉆3個(gè)直徑為43mm的孔，在鉆進(jìn)過(guò)程中必須保證垂直度，確保鉆孔與樁基軸線平行，防止鉆孔偏斜，碰觸樁基鋼筋或者穿出樁基。其鉆孔深度比樁長(zhǎng)深1米。

　?。?）埋設(shè)注漿管

　　在3個(gè)注漿孔鉆好后，并保障暢通時(shí)，將30mm的注漿管插入孔底，頂部用水泥漿與樁基連接密封，保障在注漿時(shí)不漏氣，保證整個(gè)注漿系統(tǒng)的氣密性。每根注漿管的外露部分至少連接2個(gè)三通外接接頭，并安裝閥門。并對(duì)每個(gè)注漿管進(jìn)行編號(hào)。

　?。?）壓水試驗(yàn)

　　壓水試驗(yàn)不僅起到疏通壓漿管道的作用，而且有關(guān)壓漿的操作經(jīng)驗(yàn)參數(shù)根據(jù)壓水試驗(yàn)結(jié)果做相應(yīng)的調(diào)整。壓水試驗(yàn)可也將樁底沉渣，泥漿清除。將清凈的高壓水注入1號(hào)管，同時(shí)關(guān)閉2號(hào)管，打開3號(hào)管，直到翻出來(lái)的水變清為止，然后再將2號(hào)管打開，3號(hào)管關(guān)閉，重復(fù)上述操作。然后再將高壓水頭分別注入2號(hào)管和3號(hào)管，又重復(fù)循環(huán)上述操作。

　?。?）注漿

　　待清孔清理干凈后，根據(jù)漿液配合比進(jìn)行配制漿液。在配制漿液過(guò)程中，仔細(xì)稱量加水量和外加劑量，攪拌均勻，做好試件。

　　在漿液的各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求情況下，將水泥漿注入1號(hào)管，同時(shí)打開2號(hào)管和3號(hào)管，加壓開始注漿，通過(guò)注漿，將其它管內(nèi)的清水都置換出來(lái)，直到管內(nèi)翻出漿液，并排掉100升漿液為止，然后再將水泥將注入2號(hào)管，同時(shí)先打開1號(hào)和3號(hào)管，待有均勻漿液排出，并排掉100升漿液為止，最后再將水泥漿注入3號(hào)管，重復(fù)上述操作。

　　將注漿接口接在1號(hào)管，同時(shí)關(guān)閉2號(hào)管和3號(hào)管，將注漿壓力達(dá)到50帕?xí)r，持續(xù)5分鐘。然后再將注漿接口接在2號(hào)管，同時(shí)關(guān)閉3號(hào)管和1號(hào)管，將注漿壓力達(dá)到50帕?xí)r，持續(xù)5分鐘，最后將注漿接口接在3號(hào)管，同時(shí)關(guān)閉2號(hào)管和1號(hào)管，將注漿壓力達(dá)到50帕?xí)r，再持續(xù)5分鐘。將所有閥門全部關(guān)閉，拆除注漿設(shè)備并清洗。

　　3、控制注漿參數(shù)，提高注漿效果

　　在注漿過(guò)程中，注漿壓力，漿液稠度，注入率和注漿量在注漿過(guò)程中都是變化的，于是合理的控制其變化對(duì)提高注漿效果十分重要。

　　注漿壓力隨注漿量的增加出現(xiàn)由低到高的變化規(guī)律，如果在注漿過(guò)程中注漿壓力突然急劇下降，表明局部有漏漿或漏氣現(xiàn)象發(fā)生，及時(shí)檢查注漿管道，有可能是注漿管道損壞，也有可能樁基周圍出現(xiàn)裂隙現(xiàn)象。應(yīng)及時(shí)向漿液中加入外加劑，間歇注漿，多次注漿保證質(zhì)量。

　　三、樁基注漿提高承載力原理

　　1、加固效益分析

　　通過(guò)對(duì)10#樁注漿前后的小應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果對(duì)比來(lái)看，注漿前在0-21米范圍內(nèi)，反射波速度信號(hào)與入射波速度信號(hào)大體一致，在21-22米的范圍內(nèi)，反射波速度信號(hào)與入射波速度信號(hào)相位一致，表明在21-22米的范圍內(nèi)，樁基混凝土有截面縮小或局部混凝土離析等質(zhì)量缺陷。在注漿以后的小應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果中，我們明顯看出整個(gè)樁基從0-22米范圍內(nèi)，整個(gè)反射波信號(hào)與入射波信號(hào)一致，反射波相位和入射波相位大體一致?？傊ㄟ^(guò)注漿，樁底缺陷得到明顯的改善，效益可觀。

　　2、改善受力狀態(tài)和荷載傳遞性能

　　樁基注漿通過(guò)滲透、劈裂、擠密和膠結(jié)作用形成樁端擴(kuò)大頭，增大了樁端受力面積，并且注漿加固了樁基的持力層，改善了受力狀態(tài)。樁底注漿后，樁基側(cè)面摩擦阻力的提高要先于樁端承載力的提高，在摩擦樁中，效果最好！

　　3、改善原來(lái)地質(zhì)條件，提高承載力

　　在灌注樁的成孔過(guò)程中，機(jī)械對(duì)樁的周圍地層有一定的擾動(dòng)作用，減弱整個(gè)樁基的承載作用力。在混凝土的灌注過(guò)程中，由于孔壁的泥皮對(duì)整個(gè)樁基的摩擦力減弱，也影響整個(gè)樁基的承載作用力。樁底注漿通過(guò)滲透，劈裂，和擠密作用使樁端受力層在一定范圍內(nèi)形成漿液和土的結(jié)合體，從而改善受力結(jié)構(gòu)的物理學(xué)性質(zhì)，修復(fù)和提高受力土體的強(qiáng)度。

　　灌注樁在灌注混凝土前由于清孔不干凈，樁底沉渣的存在直接影響和嚴(yán)重降低樁底承載里的發(fā)揮，通過(guò)注漿可以將樁底的沉渣置換、擠密、固結(jié)作用改善和消除樁底沉渣對(duì)承載力的不良發(fā)揮。

　　4、急劇提高樁基摩擦阻力

　　在高壓注漿的作用下，漿液可以從樁端沿裝側(cè)向上，通過(guò)滲透、劈裂、填充、擠密和膠結(jié)作用。對(duì)樁周泥皮及護(hù)壁經(jīng)行泥皮置換和空隙填充，在樁周圍形成脈狀結(jié)石體，大幅度提高樁基側(cè)摩阻力。