摘要：以對喀斯特地區(qū)某高層建筑樁基處理為例，主要介紹在喀斯特地貌施工中，對存在質(zhì)量缺陷的樁基進行部分置換的方法。

關(guān)鍵詞：喀斯特地區(qū)；人工挖孔樁質(zhì)量缺陷；樁基部分置換

前言

喀斯特是碳酸鹽類巖石分布地區(qū)特有的地貌現(xiàn)象，以其特有的地下水豐富、溶溝、溶槽、溶蝕裂隙，溶洞、豎井、落水洞、暗河等給其高層建筑的基礎(chǔ)施工帶來較大麻煩。基礎(chǔ)工程完畢后，通常采用低應(yīng)變檢測方法能檢測出樁身缺陷及其位置，判斷樁身完整性類別，而樁身強度采用鉆芯取樣的方式進行評定。若樁身出現(xiàn)質(zhì)量缺陷情況下，處理多采用高壓注漿方法、補鋼管樁加固方案、增加剪力墻方案及新增加兩樁抬梁方式。案例工程特殊性在于采用上述常規(guī)性處理方案均無法達到要求，最終結(jié)合橋梁水下樁基處理和隧道施工方法衍生的樁基部分置換方法處理。

1 工程概況

案例工程為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，底層建筑面積約為10000m²，地下為2層，地上24層?；A(chǔ)為人工挖孔樁，樁身較長且存在地下水。樁基施工完畢后，使用低應(yīng)變檢測檢出少數(shù)樁基接近Ⅲ類樁標準，在采用鉆芯取樣方法對該部分樁檢測中，發(fā)現(xiàn)處于地下水位以下部分樁身出現(xiàn)離析現(xiàn)象：樁芯呈塊狀、砂狀，集中在樁下段7.6～9.2m部分，長度1.2～2.0m?，F(xiàn)狀是地下室已經(jīng)施工完畢，上部結(jié)構(gòu)施工已達12層，此時進行基礎(chǔ)加固施工難度極大。

2 施工方案選定

可供選擇的處理方案有：鋼管樁加固方案，增加剪力墻支撐方案、新增加兩樁抬梁方案、對原問題基樁部分進行置換方案。

a.補鋼管樁加固方案：常用方案，受施工條件限制。地下室室內(nèi)凈高無法使加固設(shè)備進入施工作業(yè)面，且其費用昂貴。

b.新增加兩樁抬梁方案：在原孔樁兩側(cè)新增孔樁，通過增加在新樁上增加承臺起到粱抬柱效果。新增承臺施工造成原承臺破壞且植鋼筋難度較大。

c.增加剪力墻方案：在原孔樁兩側(cè)新增孔樁，在問題樁上部柱和新樁連成一線通過在原柱植鋼筋構(gòu)筑新的一片剪力墻承擔問題樁上部柱所分配的荷載。不足之處在于嚴重破壞建筑原有的空間布置，建筑施用功能遭到破壞。

d.原樁離析砼進行置換方案：即在原樁附近開挖一新的工作豎井，然后橫行開挖隧道，掏出原樁離析部分砼。再使用比原樁高一個標高的砼進行澆注填實。

在施工難度、加固費用、施工安全及工期要求綜合評估最終采用置換方案。此方案對原建筑物的功能和結(jié)構(gòu)破壞程度都比其他方案小，且只須開挖一棵新的孔樁，需要施工空間小，施工方便。

3 原樁離析砼進行置換方案

置換具體作法是：在原樁位旁邊挖掘φ1.5m豎井作為工作井(兩樁護壁之間凈距≮1.5m，避免兩樁間土層失穩(wěn))，工作井開挖至需要置換的樁身深度后，再開挖水平方向的導洞形成置換施工作業(yè)面，對離析部分樁身砼人工鑿除后，置換人高于原樁2個強度等級的膨脹砼，最后用C10毛石砼回填工作井。

3.1工藝流程

放線→豎井成孔→水平導洞拱形支護→分段鑿除原樁出現(xiàn)離析部分(高出分界線200mm處位置)以下護壁→清出樁身離析部分→原樁身砼部分的界面處理→澆注砼→豎井回填一恢復(fù)地下室底板(詳右圖)

3.2施工程序

放線

充分考慮現(xiàn)場實際情況，避開剪力墻和承臺梁，根據(jù)前期檢測報告及樁基隱蔽資料決定方向從離析較為嚴重的方向入手，以減少施工難度，縮短施工工期和減少破壞主體結(jié)構(gòu)。

成孔

工作豎井按常規(guī)人工挖孔樁施工工藝進行，但全密閉地下室新開孔樁易造成水下水匯集趵突泉現(xiàn)象，長期的地下水浸泡和抽水易造成護壁后形成空洞，受力不勻易造成護壁坍塌。所以護壁施工除嚴格按照設(shè)計要求布置，并增加防滑措施。在開挖時，護壁靠既有樁一側(cè)加下斜φ16鋼筋按＠200環(huán)向間距，上下梅花形布置，確保兩樁之間土層不下掉。在豎井靠原樁砼離析分界線以上2節(jié)護壁周圍加下斜φ16鋼筋水平按＠200環(huán)向間距，上下梅花形布置。在遇到涌泥和流沙的情況下，不能盲目進行抽水，否則導致護壁坍塌，可以用沙袋回填。在遇到護壁后形成孔洞時，用噴漿處理。遇到巖石情況下，可采用微差爆破，以減少對附近樁的擾動。護壁用標磚進行修筑后再進行下一節(jié)護壁施工。

水平導洞施工參考煤炭開鑿水平導洞施工方式進行水平鑿洞、作拱形支護(詳右圖)。在豎井、原樁與水平導洞交接處采用全斷面格柵鋼架支撐。

根據(jù)地勘報告及前期樁身鉆孔取芯反映地下水位為地下室底板以下7m左右。在施工水平導洞到此部分時，增加水泵或空壓機進行抽水作業(yè)，豎井開挖到既有樁身深度后，在井底設(shè)置集水井降水。

破除原樁身護壁及開挖水平隧道

在豎井挖至持力層(中風化石灰?guī)r)位置，在豎井井底鑿出0.5m～0.8m深的積水坑，作為集水井使用。根據(jù)檢測報告中的原樁樁身砼開始出現(xiàn)離析部分的位置作為分界線，在高出分界線200mm處進行鑿開原樁護壁圈。由于目前上部荷載主要由部分未離析的樁身砼和孔樁的樁身摩擦力承受，所以聯(lián)樁護壁弧段長度破壞不能超過1.5m，而單孔樁護壁弧段破壞長度部分不超過1／4周長。

掏出樁身砼離析部分的砼及重新澆注膨脹砼

離析部分砼強度在C10強度以上，非砂狀物，考慮基樁在問題部分在護壁作用下為三向受力，整個結(jié)構(gòu)由地梁、剪力墻、基樁及框架梁柱共同受力，不會造成結(jié)構(gòu)坍塌。每隔8小時進行沉降觀測，并對應(yīng)上部結(jié)構(gòu)加支撐。

對孔樁底部離析砼鑿除作業(yè)時，按每次不超過30％樁身進行鑿除置換。在樁底鑿出數(shù)條流向積水坑的導水槽，確保原孔樁底部不積水。在清掏原樁離析部分砼時，原樁鋼筋可以撇彎，澆注時校直；或者將鋼筋按同一截面小于50％切斷，澆注時又焊接恢復(fù)。遇到砼離桁部分范圍較大，可在進行第一區(qū)1／3開挖時。上下一排架管打入1／3處作為分隔阻擋離析部分，再進行清掏作業(yè)。然后安裝好模板，并注意在澆注口處搭設(shè)高出原樁身出現(xiàn)離析分界線200—300mm的斜模板，使用高于原樁2個強度等級的早強膨脹砼進行澆注，并嚴格安規(guī)范進行振搗密實，澆注成型的砼面，必須高出原樁身出現(xiàn)離析的分界線200ram，使之達到充盈。第二次鑿除原樁離析部分砼時，應(yīng)待第一次澆注砼強度達到C20，第三次鑿除離析部分砼應(yīng)待第二次澆注砼強度達到C20。在鑿除砼時如果通過鋼筋拉拔強度檢測其砼強度達到設(shè)計要求的最低限制強度時，則這部分不需鑿除。澆注使用泵管直接輸送，并直接用振動棒分層振搗密實。澆注完成養(yǎng)護至砼強度80％后做開模檢查。每次澆注均做抗壓試件，同條件養(yǎng)護?，F(xiàn)場取芯樣檢測強度。

3.3新砼和原樁結(jié)合部位澆注和豎井回填

新樁和原基樁結(jié)合部位采用新型的自流早強砼進行澆注。以保證新老砼良好銜接。待原樁砼置換完，采用C10毛石砼回填豎井，底板按常規(guī)后澆帶封閉處理，并做好防水處理。

3.4后期檢測

在處理加固過程停止上部結(jié)構(gòu)施工，加強后期沉降觀測，按每加載2層結(jié)構(gòu)荷載進行沉降觀測均達到規(guī)范要求。且在工程竣工使用中2年內(nèi)的觀測結(jié)果，均達到規(guī)范要求，由此可見按此方法進行樁基處理效果良好。

4 結(jié)語

此技術(shù)主要考慮施工安全、結(jié)構(gòu)安全和地下水情況，處理好這些問題施工難度大大降低。整個加固施工順利完成，其施工難度較小、造價低，并且不影響上部結(jié)構(gòu)施工。此方案在已經(jīng)形成地下室和無施工空間下可行，在其他條件下也可采用此技術(shù)。