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        淺論基樁缺陷加固補(bǔ)強(qiáng)處理方法的可行性

        2016-10-05 01:23:02林雯
        河南建材 2016年5期
        關(guān)鍵詞:基樁完整性漿液

        林雯

        廈門合誠工程檢測有限公司(361000)

        淺論基樁缺陷加固補(bǔ)強(qiáng)處理方法的可行性

        林雯

        廈門合誠工程檢測有限公司(361000)

        在交通工程施工中,橋梁樁基的完整性和使用可靠性,是橋梁下部結(jié)構(gòu)極為重要的一項(xiàng)主要指標(biāo)。針對樁身存在缺陷明顯的基樁,應(yīng)做重新沖孔補(bǔ)打樁處理,但往往會影響工程的進(jìn)度。因此,對樁身存在缺陷的基樁,進(jìn)行相對應(yīng)的加固處理方法,使得基樁仍可使用,在工程中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

        基樁檢測;樁身缺陷;加固處理方案;復(fù)檢

        1 基樁的樁身缺陷類別

        樁身缺陷是在一定程度上使樁身完整性惡化,引起樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性降低,出現(xiàn)樁身斷裂、裂縫、縮頸、夾泥(雜物)、空洞、蜂窩、松散等不良現(xiàn)象的統(tǒng)稱。

        2 樁身缺陷形成的原因和存在部位

        樁身缺陷的產(chǎn)生往往是在灌注混凝土?xí)r操作不當(dāng)或是成孔質(zhì)量不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致的,缺陷的位置也可能存在于樁身的各部位,涵蓋了樁身的上、中、下部。

        3 基樁的加固補(bǔ)強(qiáng)處理方案設(shè)計(jì)

        合理的注漿設(shè)計(jì)是注漿的前提,為了使樁體的注漿加固補(bǔ)強(qiáng)施工合理有效,應(yīng)對樁身缺陷的類型和存在部位仔細(xì)分析,結(jié)合基樁的巖層地質(zhì)狀況、地下水條件和周圍的環(huán)境條件等各方面因素,進(jìn)行綜合的分析判斷,科學(xué)配置注漿漿液,確定注漿壓力等參數(shù)。

        3.1壓漿加固補(bǔ)強(qiáng)的主要原理與目的

        利用樁身的取芯鉆孔,對混凝土樁身進(jìn)行封閉式的壓注純水泥漿液,令樁身的缺陷部位重新進(jìn)行膠結(jié),提高該部位的受力強(qiáng)度,致使與膠結(jié)完好的混凝土形成一個(gè)受力整體,加強(qiáng)樁身完整強(qiáng)度。

        3.2加固補(bǔ)強(qiáng)主要材料

        水泥漿:使用P.O42.5R優(yōu)質(zhì)早強(qiáng)型硅酸鹽水泥與清水配制而成,水灰比范圍為0.50~0.60。碎石:骨料粒徑范圍為1~2cm。外加劑:膨脹劑,摻量0.05% ~0.1%。

        3.3施工工藝

        3.3.1注漿鉆孔

        根據(jù)現(xiàn)場檢測情況及處理技術(shù)要求,利用檢測時(shí)所成的鉆孔及補(bǔ)強(qiáng)取芯鉆孔進(jìn)行高壓注漿處理;當(dāng)樁徑大于2m的處理樁鉆孔數(shù)應(yīng)為5個(gè),鉆孔應(yīng)均勻分布。取芯鉆孔時(shí)應(yīng)詳細(xì)記錄,以便更準(zhǔn)確的為注漿施工提供依據(jù)。

        3.3.2鉆孔高壓注漿

        采用雙液調(diào)速高壓注漿泵,進(jìn)行鉆孔注漿。相關(guān)主要參數(shù)如下:噴射最大壓力一般不小于2~3 MPa,最大注漿壓力為5MPa;泵量20~50L/min。

        3.3.3高壓水洗孔

        鉆孔完畢后,利用大流量水對所成的鉆孔進(jìn)行全孔上下反復(fù)沖洗,把樁身內(nèi)殘留的巖粉、泥質(zhì)、沉渣等雜質(zhì)沖出孔外,待孔內(nèi)返水由濁變清時(shí),再對另一個(gè)鉆內(nèi)進(jìn)行沖洗。大流量水沖洗完畢后,在樁身缺陷位置放下噴射器,對缺陷段上下反復(fù)進(jìn)行高壓水旋轉(zhuǎn)噴射,沖洗應(yīng)滿足水由濁變清且持續(xù)沖洗一定時(shí)間,才結(jié)束清洗。如同一根樁有多個(gè)鉆孔,應(yīng)逐個(gè)鉆孔進(jìn)行清洗。一孔高壓清洗而有另一孔有水溢出時(shí),可認(rèn)定缺陷部位已打通,可換另一個(gè)鉆孔高壓清洗。鉆孔間互通后,壓入的水由濁變清時(shí),可結(jié)束清洗工作。

        洗孔的目的是將孔內(nèi)泥砂、雜物、碎屑及成孔過程中殘留的巖粉等雜質(zhì)沖出孔外,致使缺陷位置能互通,提高水泥素漿的滲透性能及新老混凝土的交接能力。

        3.3.4下注漿管、回填碎石

        每個(gè)鉆孔內(nèi)下兩根注漿管,其中一根直通管,一根為花管?;ü苈裨O(shè)位置為樁身缺陷位置或樁底沉渣位置,直通管埋深5m位置且在上部管口安置止?jié){閥,然后進(jìn)行回填細(xì)石骨料,回填至距孔口3m時(shí),停止回填碎石,改用自拌混凝土回填封孔。

        嚴(yán)格地按細(xì)石混凝土的要求,往鉆孔中下碎石,碎石要用清水清洗,粒徑范圍為1~2cm?;靥钏槭瘧?yīng)遵循逐根逐孔完成,在回填中應(yīng)盡可能使其密實(shí)。

        3.3.5注漿施工

        注漿施工前應(yīng)先進(jìn)行壓水試驗(yàn),壓水試驗(yàn)?zāi)康氖菣z查注漿系統(tǒng)和設(shè)備完好率。壓水試驗(yàn)測試合格后,方可進(jìn)行樁身缺陷或樁底沉渣處高壓注漿。

        樁身缺陷高壓注漿加固補(bǔ)強(qiáng)施工:待封孔結(jié)束8~10h后再用埋至缺陷位置的花管進(jìn)行注漿,注漿為高壓注漿,注漿壓力及漿液濃度應(yīng)按逐漸提高的過程,流量可調(diào)小至20L/min,進(jìn)行小流量注漿。注漿時(shí),第一根直通管溢出水泥漿液,且水泥漿液濃度與注入時(shí)水泥漿液濃度一致,可關(guān)閉止?jié){閥,繼續(xù)加壓注漿,當(dāng)出現(xiàn)注漿漿液從孔口、樁周溢出時(shí)應(yīng)停止注漿;如未出現(xiàn)以上現(xiàn)象,以注漿壓力2~3MPa且最大注漿壓力不大于5MPa,持續(xù)注漿時(shí)間為30 min為終止注漿標(biāo)準(zhǔn)。樁身缺陷注漿應(yīng)遵循逐根逐孔順序完成。注漿完畢將注漿管留于孔中不作回收。

        通過對樁底缺陷處的高壓注漿加固補(bǔ)強(qiáng)后,使水泥漿液對缺陷部位進(jìn)行高壓擠壓,排出內(nèi)部的空氣和水,致使水泥漿液充分充填于缺陷處碎礫石及回填碎石的空隙中,提高缺陷處水泥強(qiáng)度,從而提高樁身承載力。

        3.4施工工藝流程圖

        圖1 工藝流程圖

        4 工程實(shí)例對比分析

        1)某高速公路工地,某大橋的3-2#基樁,設(shè)計(jì)樁徑為2000mm,樁長為20.8m,成樁類型為嵌巖樁。采用超聲波法檢測樁身完整性,并用低應(yīng)變法檢測樁端持力層情況。檢測結(jié)果表明,樁身在距樁底約40cm左右處,超聲波波幅、波速異常,低應(yīng)變的應(yīng)力波曲線在接近樁底處也出現(xiàn)了同向反射波(見圖2)。懷疑該樁的樁身下部存在缺陷,建議采用鉆芯法驗(yàn)證。暫對該樁鉆取一孔芯樣,鉆芯結(jié)果顯示,在樁身20.44m處,樁身混凝土離析嚴(yán)重,但持力層仍符合設(shè)計(jì)要求。經(jīng)現(xiàn)場甲方、施工方、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等四方研究決定,擬對3-2#基樁采用注漿加固補(bǔ)強(qiáng)處理,并要求保護(hù)好聲測管,以備檢測單位進(jìn)行復(fù)測。

        圖2 低應(yīng)變的應(yīng)力波曲線

        3-2#基樁經(jīng)過注漿加固補(bǔ)強(qiáng)處理,待水泥凈漿齡期滿足28d后,通知同一家檢測單位復(fù)測。超聲波檢測結(jié)果表明,在同一深度部位,超聲波波幅、波速均有明顯變化,趨于正常范圍。低應(yīng)變檢測結(jié)果表明,應(yīng)力波曲線在樁底出現(xiàn)了明顯的反向反射。經(jīng)與施工方商議,再對該3-2#基樁進(jìn)行鉆芯驗(yàn)證加固補(bǔ)強(qiáng)處理效果。鉆芯結(jié)果顯示,樁底混凝土芯樣膠結(jié)完好,有明顯注漿處理痕跡,且注漿部位的混凝土與原樁底混凝土膠結(jié)成一個(gè)整體。經(jīng)綜合判定,該基樁的注漿加固補(bǔ)強(qiáng)效果良好,該樁身完整性類別定為Ⅱ類,基本滿足承載力使用要求。

        2)某高速公路工地,某大橋的12-2#基樁,設(shè)計(jì)樁徑為2800mm,樁長為30.5m,成樁類型為端承樁。采用超聲波法檢測樁身完整性,并用低應(yīng)變法檢測樁端持力層情況。檢測結(jié)果表明,樁身在距樁底約16.5~20.5m范圍內(nèi),多出位置出現(xiàn)超聲波波幅、波速異常,低應(yīng)變的應(yīng)力波曲線波動較大。懷疑該樁的樁身下部存在不止一處缺陷,建議采用鉆芯法驗(yàn)證。共計(jì)鉆取5個(gè)孔,鉆取結(jié)果表明,在17.0~19.8m處和樁底位置處,不同位置深度位置的芯樣均存在不同程度的缺陷(表1)。施工單位仍想注漿加固補(bǔ)強(qiáng)處理,檢測單位要求保護(hù)好聲測管,以備復(fù)測。

        表1 某橋12-2樁基取芯

        12-2#基樁經(jīng)過注漿加固補(bǔ)強(qiáng)處理,待水泥凈漿齡期滿足28d后,通知檢測單位復(fù)測。檢測結(jié)果表明,在該注漿部位超聲波波形仍然出現(xiàn)波幅、波速異常,低應(yīng)變應(yīng)力波曲線未發(fā)生變化。通過了解注漿現(xiàn)場情況,注漿單位指出在注漿過程中出現(xiàn)了注漿液超量,壓漿力未達(dá)到預(yù)期值,且在該樁周邊土層夾層中,有注漿液溢出,最終停止注漿。結(jié)合以上各種因素表明,該樁的注漿加固補(bǔ)強(qiáng)效果未達(dá)到預(yù)期要求,樁身完整性仍然判定為Ⅳ類。

        5 結(jié)語

        當(dāng)基樁的樁身完整性存在一定缺陷時(shí),采用注漿加固補(bǔ)強(qiáng)方法并不一定全部能達(dá)到合格的要求。只有對該缺陷部位進(jìn)行綜合分析和評判,結(jié)合基樁的各方面資料及周圍地質(zhì)情況,合理地?cái)M定注漿加固補(bǔ)強(qiáng)處理方案,并在注漿過程中密切注意是否出現(xiàn)異常突發(fā)情況,如出現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)處理,以排除異常情況,最終才能達(dá)到注漿補(bǔ)強(qiáng)的效果,從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理的目的。

        [1]JGJ106-2014,建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范[S].

        [2]劉屠梅.基樁檢測技術(shù)與實(shí)例[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006:29-30.

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