付燁，尹皓，陸偉忠，李祖勝

（1重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶 400020；2上海三航奔騰建設(shè)工程有限公司，上海 201900；3中國(guó)核工業(yè)建峰化工總廠，重慶 408601）

1 工程概況

重慶某集裝箱碼頭位于長(zhǎng)江邊上，該工程為框架結(jié)構(gòu)，其中A-10#基樁設(shè)計(jì)為嵌巖樁，樁直徑為2.2m，樁長(zhǎng)為24.3m，主筋保護(hù)層厚度為0.1m，采用水下灌注施工和澆筑工藝，混凝土等級(jí)為C30，在枯水施工季節(jié)基樁距離長(zhǎng)江水最近距離為2m左右，地勘報(bào)告顯示該樁在標(biāo)高140.4～131.16m為填方及砂卵石層，標(biāo)高131.16m以下均為較為完整強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖。

該樁在澆筑混凝土到一半時(shí)，因出現(xiàn)水泥供應(yīng)問題，中斷了4h，重新恢復(fù)澆筑混凝土?xí)r出現(xiàn)堵管現(xiàn)象，遂采用提管排堵，考慮到該處理方式可能給該樁混凝土質(zhì)量及樁身完整性帶來影響，在澆筑完成后，對(duì)該樁進(jìn)行了檢測(cè)分析,并針對(duì)發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題進(jìn)行了處理。

2 樁基的檢測(cè)情況

基樁檢測(cè)通常采用低應(yīng)變法、聲波透射法、鉆芯法和靜載荷試驗(yàn)法等，在檢測(cè)缺陷樁時(shí)，根據(jù)規(guī)范要求應(yīng)采用復(fù)合檢測(cè)方法進(jìn)行綜合分析。

為了準(zhǔn)確地評(píng)估A-10#基樁質(zhì)量情況，同時(shí)采用了低應(yīng)變反射波法和鉆芯法兩種檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)試（該樁未布置聲測(cè)管）。其中低應(yīng)變法適用于檢測(cè)混凝土樁的樁身完整性，判定樁身缺陷的程度及位置；鉆芯法適用于檢測(cè)混凝土灌注樁的樁長(zhǎng)、樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣和樁身完整性，判斷或鑒定樁端持力層巖土性狀。

在采用低應(yīng)變法測(cè)試后，對(duì)基樁采用了鉆芯法測(cè)樁。

2.1 低應(yīng)變反射波法

在測(cè)試過程中，根據(jù) 《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2003）要求，分別采用寬脈沖和窄脈沖對(duì)基樁樁底或樁身下部缺陷反射和樁身上部缺陷信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，該樁樁身完整性檢測(cè)實(shí)測(cè)信號(hào)曲線見圖1，根據(jù)樁徑大小，按樁心對(duì)稱布置2～4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)有效記錄的有效信號(hào)大于3個(gè)，測(cè)試混凝土波速為4200m/s，圖1選取了有代表性的測(cè)試曲線。

圖1 A-10#基樁樁身實(shí)測(cè)信號(hào)曲線

圖1表明無論采用那種脈沖信號(hào)，在該樁中部（標(biāo)高128.0m）附近都存在明顯缺陷反射，結(jié)合該樁澆筑過程中出現(xiàn)的問題，對(duì)該缺陷初步判定為嚴(yán)重縮徑或斷樁，判定為Ⅳ類。

2.2 鉆芯法測(cè)樁

根據(jù)規(guī)范要求，對(duì)該樁在規(guī)定的位置鉆取了三個(gè)鉆芯孔，對(duì)芯樣混凝土強(qiáng)度及樁身混凝土完整性描述見表1。

表1 鉆芯法測(cè)樁結(jié)果匯總表

通過兩種測(cè)試方法的復(fù)合測(cè)試和評(píng)定，可以確定該樁在混凝土澆筑過程中施工操作不當(dāng)，導(dǎo)致標(biāo)高127.8～128.4m位置出現(xiàn)夾泥、斷樁。

3 加固處理方案

3.1 加固處理方案可行性分析

加固基樁通常采用補(bǔ)樁或改變基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方式等措施，但由于該樁地處長(zhǎng)江邊上，標(biāo)高較低，汛期將至，如果汛期到來之前未能完成基礎(chǔ)及一層框架施工，將給工程帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，由于獨(dú)特的地理位置和時(shí)間緊迫性，重新鉆樁或設(shè)計(jì)基礎(chǔ)已不可能，因此只能考慮加固或修復(fù)缺陷樁。

A-10#基樁缺陷位置處于標(biāo)高131.16m以下，地勘報(bào)告表明標(biāo)高131.16m以下為較為完整強(qiáng)風(fēng)化巖層，而缺陷位置出現(xiàn)標(biāo)高127.8～128.4m，如果考慮在樁中心位置開直徑為1m的柱狀孔直到缺陷處，有可能在缺陷處來水較小甚至較為干燥，便于下人對(duì)缺陷部位進(jìn)行重新處理，而采用這種處理方式修復(fù)缺陷樁也較補(bǔ)樁或改變基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方式更經(jīng)濟(jì)。

通過鉆取的芯孔測(cè)試缺陷處水位變化及芯孔內(nèi)的回水速度來判斷缺陷處來水情況，通過觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)排水到缺陷處后，芯孔內(nèi)水位增長(zhǎng)緩慢，因此采用開孔補(bǔ)缺方法可行。

3.2 加固處理方案確定

根據(jù) 《港口工程灌注樁設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》JTJ248-2001和《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2006中置換混凝土加固法制定處理方案，示意圖見圖2。

圖2中，考慮在樁身中設(shè)立樁，從缺陷處理底面往下，鋼筋籠嵌入深度為1m，并在距離缺陷上1m處開始主筋和箍筋加密，以便加強(qiáng)處理后樁的整體性能。由于在缺陷處要剔打混凝土，在缺陷上方的混凝土自重是通過混凝土與樁孔壁摩擦力來達(dá)到平衡（不考慮主筋承載力），按鉆孔灌注樁樁周土的極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qfi取值120～180kPa計(jì)算，摩擦力遠(yuǎn)大于混凝土自重，因此在剔打缺陷混凝土?xí)r可不考慮支撐問題。

圖2 缺陷處局部處理示意圖

在樁上開孔不宜采用沖擊成孔，容易影響樁身混凝土和樁壁之間的摩擦力，為了加快鑿孔進(jìn)度，采用金剛石鉆頭在樁心1m的范圍內(nèi)鉆取多個(gè)孔至標(biāo)高126.8m，然后采用風(fēng)鎬處理，保證柱狀孔壁垂直度并進(jìn)行鑿毛處理。

缺陷處理施工工序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備→鉆孔→風(fēng)鎬處理后鑿毛孔壁→清理缺陷處并按圖1對(duì)缺陷形狀修正并鑿毛→安放鋼筋籠→對(duì)鑿毛面進(jìn)行界面處理→提高1個(gè)等級(jí)澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)→處理效果復(fù)測(cè)。

考慮到在澆筑處理過程中，從缺陷處有來水，在排水澆筑混凝土后，在該標(biāo)高處基樁外側(cè)采用壓力灌漿，對(duì)該缺陷附近基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理，灌漿水灰比0.5～0.55、噴漿壓力不小于2 MPa。整個(gè)加固過程歷時(shí)12d，順利完成施工任務(wù)。

圖3 A-10#基樁加固處理后樁身實(shí)測(cè)信號(hào)曲線

4 加固處理效果

在加固處理后，留樣混凝土同條件試件達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%時(shí)，進(jìn)行加固處理效果復(fù)測(cè)。根據(jù)低應(yīng)變反射波法測(cè)試結(jié)果顯示，該樁波形圖正常（見圖3），無異常，在中心1m以外鉆取芯樣，發(fā)現(xiàn)在原缺陷處新老混凝土結(jié)合密實(shí)，缺陷處芯樣混凝土表面光滑，芯樣混凝土強(qiáng)度發(fā)展正常。

在后續(xù)的施工過程中對(duì)該樁所在部位進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，直到該項(xiàng)目正常使用至今2年有余，未發(fā)現(xiàn)任何異常情況。

測(cè)試和監(jiān)測(cè)結(jié)果表明A-10#基樁通過以上方案處理后已經(jīng)達(dá)到加固處理目的。

5 結(jié)語(yǔ)

水下灌注樁施工過程中，對(duì)懷疑可能出現(xiàn)基樁缺陷時(shí)，應(yīng)對(duì)樁身進(jìn)行復(fù)合檢測(cè)，以確定樁身是否存在影響基樁結(jié)構(gòu)安全的缺陷，并給予評(píng)級(jí)。對(duì)于存在影響結(jié)構(gòu)安全缺陷應(yīng)分析缺陷成因及判定樁身缺陷具體部位，并結(jié)合相應(yīng)規(guī)范要求，有效利用工程自身特點(diǎn)，因地制宜地制定出相應(yīng)的處理措施，能有效地節(jié)約工期和加固處理成本。