市政桥梁桩基质量缺陷的处理方法

市政桥梁桩基质量缺陷的处理方法

赵子硕

青岛市市政公用工程质量安全监督站  266000

摘要：青岛某高架快速路工程某施工段为桥梁9#桥墩、10#桥台两跨，前期共施工桩基18根。

关键词：桥梁工程；桩基施工；质量缺陷

引言

根据前期地质勘探，桩基深度范围内的地质主要分为以下三个部分：承台底至-5.50米淤泥质土零星分布，压缩性高，稳定性较差，未经处理不易作为基础持力层使用；-5.50米处到-8.30米粗砂~砾砂分布广泛，强度及压缩性中等~低，为良好的持力层；-8.30米到-10.15米中等风化花岗斑岩，肉红~紫褐色，矿物风化蚀变中等，岩芯以碎块状为主，偶夹块状及饼状，一般块长2~5cm，柱体粗糙~稍光滑，岩体节理发育密集，多为高角度节理，节理面呈闭合~微张开状，节理面见铁染现象，长石部分蚀变、褪色，锤击易沿节理面裂开，岩芯采取率在70%左右。

一、施工过程

根据地质条件及施工组织方案，钻孔桩施工采用旋挖钻机进行施工，采用挖掘机埋设内径2米，长度为2米的钢护筒，采用原土造浆，泥浆护壁，水下灌注混凝土工艺。使用旋挖钻机进行成孔后吊入直径为1.2米，平均长度为10米的钢筋笼，钢筋骨架安放到位后，对沉渣厚度、泥浆比重等进行了测量，并使用直径30厘米、壁厚6毫米的无缝钢管和中间节3米、底节4米、漏斗节1米的短管进行浇筑。

在9#桥墩和10#桥台18根端承桩浇筑28天后，对全部桩基进行了超声波法检测桩基完整性，发现其中9号承台两根桩基和10号桥台一根桩基为III类桩，桩基缺陷主要存在于桩底以上50cm范围内。

二、原因分析

通过对施工过程记录的追溯、超声波波形、钻芯取样以及水文地质进行分析，发现造成本次施工中质量缺陷的可能原因主要以下几点：

（一）对地质情况分析不透彻，没有针对破碎带岩层制定具体的处理措施。

（二）对施工过程中管控不严格，泥浆比重过小导致成孔后出现塌孔现象；下放钢筋笼过程中剐蹭孔壁，造成局部塌孔；第一斗封底混凝土封底情况不好；灌注速度过快等。

（三）部分桩基成孔后与浇筑混凝土前间隔时间过长，导致塌孔。

三、处理措施

收到首次超声波报告判定为III类桩后，参建单位又组织两次超声波复判，结果均为III类桩。参建单位组织技术人员进行商讨处理方案，根据《建筑桩基检测技术规范》规定对桩基采用钻芯取样法对桩长、桩底沉渣厚度和桩身完整性重新进行鉴定，根据取芯芯样判断桩基类型、分析原因，并采取相应的措施对缺陷部位进行处理。取芯位置位于声测管①-②、①-③剖面区域内，取芯孔数为2孔，取芯至桩底下0.05m。

（一）若孔底沉渣过厚、局部夹泥夹渣导致桩基缺陷，则进行清孔压浆处理；

（二）若桩底混凝土本身缺陷存在蜂窝等造成桩基缺陷，则直接进行压浆处理；

（三）若桩身无缺陷或缺陷在规范允许范围内，则直接压浆封堵。

最终通过钻孔取芯底部1米的芯样判断，质量缺陷为底部30cm处桩声测管边缘侧存在夹泥、夹渣情况。

四、施工方案

（一）施工原理

采用高压水对桩底缺陷部位上、下部分进行高压旋喷（定喷）切割，使其桩底沉渣物被削落，并通过气举返渣的方法将颗粒物清洗出桩外，然后采用高标号水泥配制水泥浆，下入管线到桩底部进行反向注浆，并通过另一个孔位注入浓浆，替换出桩底空腔里的清水，再通过孔口压力浆的方法使其与砼体及持力层紧密连接，从而达到处理桩底缺陷的目的。

（二） 工艺流程

施工准备→机具就位、钻芯取样→缺陷判定→清孔、压浆→桩基检测

（三） 操作流程

1.施工准备

机具定位前需将场地进行整平，除缺陷桩基外其余桩基声测管先进行压浆封堵，同时将缺陷桩基声测管用木楔进行临时封堵，以防场地整平时杂物堵塞声测管，影响后续施工。

将取芯机作业范围内的场地进行整平处理，清理桩顶的杂物，根据桩检报告放样取芯位置，经建设单位、监理单位、设计单位确认后进行取芯工作，钻孔位置位于声测管①-②、①-③剖面区域内。但桩底沉渣处理钻孔深度需至沉渣底-50mm，以保证沉渣清理干净。

图1钻芯取样过程

2. 机具就位、钻芯取样判研

钻机设备安装必须周正、稳固、底座水平。钻机在钻芯过程中不得发生倾斜、移位（如图1），钻芯孔垂直偏差不得大于0.5%。

每回钻孔进尺宜控制在1.5m内；钻至桩底时，宜采取减压、慢速钻进。钻取芯样应按回次顺序放进芯样箱中，取芯深度至桩底以下0.05m。最后一钻提钻时，现场监督人员及时通知项目负责人、监理工程师等人，等主要人员到场后提钻取出芯样，钻芯结束后，应对芯样和钻探标识牌的全貌进行拍照（如图2）；同时对芯样取样送检、判研桩基类型（如图3）。

图2芯样留存  图3底部缺陷芯样

3. 清孔、灌浆

（1）高压旋喷切割

将喷射器下入桩底，并通过钻杆及高压管与高压泵连接，开动高压泵，同时使喷射器转动并缓慢上提，对桩底沉渣部位进行反复切割、清洗。旋喷压力20～25MPa，转动速度12转/min，提升/下沉速度5～10cm/min，清水排量：90L/min；反复进行旋喷切割，直至返出水较清且无泥为止。

（2）气举排渣洗孔

利用气举循环法进行清渣，多孔注水，一孔气举返渣，数孔相互轮换，将切割剥落的泥砂石通过下入孔内的套管清洗出桩外，达到水清，砂石净的方法结束清渣施工。

清渣施工参数： 气压：0.60-0.80MPa；气量: 6m/min；

注水量:3-6m/min。

（3）孔口管埋设

每桩清洗孔结束后即进行孔口管埋设，孔口管埋入孔内深度约为0.30m,管与孔壁环空及桩顶部分20cm采用砂浆固结,其承压达到3 Mpa以上,孔口管上端安装闸门开关，以备压浆时关闭稳压。

（4）配制浆液

压浆水泥浆采用的水泥标号为42.5，按水灰比0.45～0.55进行配浆，并按浆液需求量加入水泥用量1%-2%高效减水剂和膨胀剂，配制设计强度为42.5，要求成桩固结后的强度不小于基桩桩身砼设计强度(即C35)。

（5）注浆

将注浆管下入桩底管并向桩底注入浓浆，目的是将沉淀到桩底的粗颗粒翻动搅和，并根据情况确定是否喷射其它孔。旋喷注浆压力20-25MPa，提升速度10-15cm转速15r/分钟，直至孔口返出水泥浆与注入浆液浓度相近或一致后停止注浆，起出注浆管。

五、处理措施验证

通过处理后的9#桥墩、10#桥台两跨的3根存在质量缺陷的桩基，在浇筑28天后进行超声波法检测桩基完整性，均为I类桩。

参考文献：

《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2014）

《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）

作者简介：赵子硕（1995.10-）,男,汉族；山东青岛人,本科,助理工程师,主要从事市政工程行业。