摘要:　本文就公路橋梁樁基檢測及質量事故處理的工程實例,對鉆孔灌注樁事故形成的原因進行分析， 闡述了橋梁基礎灌注樁施工時應著重控制的幾個要點和采用超聲波檢測樁身完整性的原理,并介紹高壓注漿法處理樁基事故的原理及施工方法。

　　關鍵詞:　鉆孔灌注樁　超聲波檢測 壓力注漿法

　　Abstract: this article is the highway bridge pile foundation inspection and quality accident treatment of practical engineering, the cast-in-place pile the causes of the accident analysis, elaborated the Bridges foundation piles construction should focus on several points of control and the ultrasonic testing for the application of pile body completeness of principle, and introduce the high-pressure grouting method and treatment of pile foundation accident of principle and construction method.

　　Keywords: bored piles ultrasonic detection pressure grouting method

　　1　工程概況

　　廣西省西部高速公路某中橋樁基施工完成后經檢測單位對樁基質量檢測后發現某樁基存在質量缺陷,經分析后采用高壓注漿法對該樁基進行補強處理,達到強度后對該樁基重新檢測后達到合格標準,符合預期的要求。

　　2 檢測方法與設備

　　1、樁基的檢測采用超聲波檢測，在樁基鋼筋籠內側按“品”字型布置3根無縫鋼管(直徑Ф56mm),直到樁基底部，灌注前封好管口，防止進漿堵塞管道。在樁基灌注7天后打開預設的鋼管，加注水后進行檢測。

　　2、檢測使用的儀器

　　檢測使用的儀器名稱為非金屬超聲檢測儀，儀器型號為ZBL-U520 (北京智博聯科技有限公司)

　　3、超聲波檢測的原理

　　超聲波是頻率高于20千赫的機械波。在超聲探傷中常用的頻率為0.5～5兆赫。這種機械波在材料中能以一定的速度和方向傳播，遇到聲阻抗不同的異質界面(如缺陷或被測物件的底面等)就會產生反射。這種反射現象可被用來進行超聲波探傷，最常用的是脈沖回波探傷法探傷時，脈沖振蕩器發出的電壓加在探頭上(用壓電陶瓷或石英晶片制成的探測元件)，探頭發出的超聲波脈沖通過聲耦合介質(如機油或水等)進入材料并在其中傳播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途徑返回探頭，探頭又將其轉變為電脈沖，經儀器放大而顯示在示波管的熒光屏上。根據缺陷反射波在熒光屏上的位置和幅度(與參考試塊中人工缺陷的反射波幅度作比較)，即可測定缺陷的位置和大致尺寸。

　　3 樁身質量事故的補救方法

　　樁基施工中, 因受諸多因素的影響, 發生樁身混凝土嚴重離析甚至斷樁、樁底沉渣過厚等工程事故直接影響到工程的質量、工期及造價。如何可靠、快速、低耗地處理樁基質量事故,鉆孔壓力注漿法有一定的優越性。

　　4　壓力注漿法處理樁身質量事故的原理

　　4·1 壓力注漿法原理

　　漿體在壓力的作用下通過充填、置換、滲透、劈裂和擠密、膠結作用使樁身混凝土缺陷部位形成漿液與碎石的固結體,同時漿液沿樁側向上流動對樁周泥皮置換和空隙充填, 在樁周形成脈狀結石體, 使樁側摩阻力大大提高。

　　4·2 處理方法

　　首先, 對基樁進行鉆孔取芯, 確認缺陷的位置及缺陷的程度, 鉆孔孔徑為8cm ,一般需鉆2～3 個孔, 以保證注漿的質量。

　　取芯鉆機采用液壓XY-1型雙管單動鉆具(金鋼鉆頭)，鉆進孔徑為Φ76mm。

　　根據聲測結果判定：缺陷位置在12.9～13.5 的位置，保證100%的巖芯采取率，一般取芯超過底部基巖50cm。通過取芯鉆探，取芯結果見附表。

　　表1 孔2取芯記錄表

　　鉆進深度 進尺

　　深度 巖芯采取長度采取率 土質/巖質/其它

　　0.0～2.0 2.02.01 (4/4)混凝土(灰巖碎石\水泥\石 粉),巖芯呈柱狀長條,局部有微小氣泡眼,進尺慢,平穩

　　2.0～3.8 1.81.82 (4/4)

　　3.8～6.5 2.72.53 (5/5)

　　6.5～9.2 2.7 2.454 (5/5)

　　9.2～11.7 2.52.75 (6/6)

　　11.7～13.0 1.31.16 (4/4)12.8～13.1處有泥漿往上返

　　13.0～13.5 0.50.3 灰巖,充填有褐色巖漿

　　表2 孔3取芯記錄表

　　鉆進深度 進尺

　　深度 巖芯采取長度采取率 土質/巖質/其它

　　0.0～2.0 2.01.91 (4/4)混凝土(灰巖碎石\水泥\石 粉),巖芯呈柱狀長條,局部有微小氣泡眼,且有蜂窩,與孔2#連通

　　2.0～3.8 1.81.72 (6/6)

　　3.8～6.4 2.6 2.453 (2/2)

　　6.4～9.2 2.8 2.904 (6/6)

　　9.2～11.6 2.42.55 (3/3)

　　11.6～13.0 1.4 1.256 (2/2)

　　13.0～13.5 0.50.2 灰巖,充填有褐色巖漿

　　從取芯的結果與樁檢結果比較缺陷位置基本一致。a 2孔在12.8～13.1位置發現泥漿現象;a 3孔在13～13.5位置發現泥漿， a1孔在13～13.5位置未發現缺陷。

　　4·3 壓力注漿施工要點

　　當取芯工作完成后，埋設注漿管, 注漿管直徑一般為2 cm;對缺陷部位或樁底進行洗孔, 目的是將其中的泥砂沖洗干凈, 保證水泥漿滲透膠結良好; 當孔中冒水變清時, 洗孔完畢, 將孔上端封閉, 并插上一根出氣管。注漿采用純水泥漿, 水灰比為1∶1 至0.16∶1,并添加高效減水劑。開始注漿, 水泥漿把孔中水趕出并從出氣孔冒出時, 將出氣孔封閉, 進行高壓注漿。注漿過程中, 以注漿量和注漿壓力進行雙控, 作好現場記錄。當壓入足夠的量, 注漿壓力達到3～5M Pa時, 可終止注漿。

　　4·4 重新檢測

　　壓漿14天后檢測聲時正常,達到Ⅰ類樁標準,報監理同意后該樁基可以使用。

　　樁基質量取決于勘察、設計、施工等許多因素，稍有不慎，就可能造成質量事故。根據對施工現場管理的調查和對樁基本身質量缺陷的分析，造成樁基質量事故主要原因有以下幾類。

　　(1) 測量放線錯誤，造成樁位偏差過大。

　　(2) 單樁承載力達不到設計要求。

　　(3) 成樁中斷事故。如鉆孔灌注樁塌孔，卡鉆。

　　(4 )灌注樁成樁質量，包括沉渣超厚、鹼離析、樁身夾泥、砼強度達不到設計要求，鋼筋錯位變形嚴重等。

　　(5) 斷樁 ，灌注施工過程失控，發生斷樁事故。如卡管、導管進水及埋管深度不夠。

　　(6) 灌注樁頂標高不足。

　　因此,在樁基施工過程中,應加強施工管理，施工過程中的每一個環節都要嚴格把關。

　　5　灌注樁的施工控制

　　根據樁基事故分析可知,我們在施工過程中必須注意并嚴格控制的因素包括以下幾點：

　　(1) 測量放線：每條樁基開孔之前放出樁基樁位，并要把樁中心點引導到孔徑范圍之外的區域，這樣可以在成孔過程中隨時復核樁中心點，觀察是否偏心。

　　(2) 測出孔頂標高，確保孔頂標高高于設計樁頂標高，保證灌注樁一次能灌注到設計樁頂標高，并且保證樁身范圍內沒有浮漿。

　　(3) 樁基成孔質量過程控制：孔徑的大小與鉆頭的直徑有直接的關系, 選用鉆頭的直徑宜比設計樁徑小50 mm , 為減少因鉆頭晃動而產生超徑。鉆進時,應保持孔內有足夠的水頭高度和合理的泥漿技術指標, 平衡土層壓力, 防止縮孔及塌孔。施工時應經常測定泥漿比重, 定期測定粘度、含砂量和膠體率, 及時調整泥漿技術指標, 必要時使用泥漿添加劑。優質泥漿對孔壁既有良好的保護作用, 又不產生泥皮效應, 也不影響樁周摩阻力。終孔時應測量孔徑, 采用探籠器檢測孔徑, 利用鉆孔的鋼絲繩把探籠器放入孔內, 如上下順暢即符合要求, 否則進行掃孔。

　　(4 )終孔鑒定及孔底沉渣控制：孔底沉渣直接影響著嵌巖樁端承作用的發揮,必須進行嚴格控制。下鋼筋籠、導管后, 在灌注混凝土前, 進行二次清孔, 同時調制優質泥漿, 使其能降低顆粒下沉速度。 采用先進的反循環清孔工藝, 沉渣測定符合要求后, 立即灌注混凝土, 保證二次清孔后至第一盤混凝土剪球時間不超過30 m in, 防止土渣回落; 盡量加大混凝土初灌量, 利用初灌量的沖力,沖開殘余孔底的少量沉渣。

　　(5)灌注施工過程控制：水下混凝土灌注是成樁的最后一道工序, 也是保證樁身質量的最關鍵的工序。第一盤混凝土的灌注采用剪球工藝, 根據不同樁徑計算混凝土的初灌量, 保證第一盤混凝土灌入時能將導管埋入2 m 以上的深度。灌注混凝土時, 隨著灌注高度的不斷上升, 要及時提升導管, 提升時要保證導管底端埋入管外混凝土以下的深度不少于2～6 m , 但也不宜大于8 m , 嚴禁將導管底端提出混凝土面, 避免造成斷樁或局部離析。混凝土灌注時應隨時上下抽動導管, 確保混凝土的密實性。混凝土灌注時應經常測量導管外混凝土面高度, 控制導管在混凝土內的埋深，避免出現斷樁事故。

　　(6)鑿樁過程控制：樁基達到設計強度后選用專業的鑿樁人員,施工技術員測量確定好樁頂標高，鑿樁人員用空壓機配風鎬鑿除浮漿,當鑿除到設計樁頂標高附近時小范圍鑿除,確保樁頂的完整性。

　　6 結束語

　　通過工程實例告訴我們，壓漿補強法是一種處理樁基質量缺陷的先進的、可靠的方法，這種工藝對于某些樁基質量缺陷的處理經濟性，時效性，高效性，可操作性是其他處理方法無可比擬的。但是我們不能忽略樁基質量缺陷造成的損失，在樁基施工施工中要加強管理，嚴格把關，選用有經驗有責任心的工程管理人員，當施工遇到意外時能及時妥善處理，以防時間延誤造成更大的質量事故，對于缺陷樁，應認真分析缺陷程度及造成缺陷的原因，判斷能否補救，制定出合理的處理方案。

　　參考文獻

　　1 樁基工程手冊 . 中國建筑工業出版社 .1995.

　　2 公路橋涵施工技術規范 . JTJ041-2000 .

　　3 公路橋涵地基與基礎設計規范 . JTJ 024 -8

　　4 橋涵設計通用規范 .JTG D6-2004

　　5 公路 .2000年3月第3期 公路橋梁樁基施工、檢測及事故處理 . 張錦海 許國平

　　6 廣西交通科技 .2001年第3期 鉆孔樁的檢測及缺陷樁的處理 . 宋漢杰