楊恒陽

(新疆水利水電勘測設(shè)計研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

0 引 言

隨著灌注樁在大型輸水工程中的廣泛應用，相應的樁基質(zhì)量缺陷問題在施工過程中也時有出現(xiàn)，較為常見有縮頸[1-3]、樁底沉渣過厚[2，4]、樁身局部夾泥(縮徑)[4-6]、集中性氣孔、斷樁[2，3，7]、短樁[4，8]、樁頂出現(xiàn)混凝土低強區(qū)以及鋼筋籠錯位[3，4]等。由于灌注樁質(zhì)量缺陷直接關(guān)系到上部建筑物的運行安全和使用壽命，因此在施工過程中必須要引起足夠重視。

本文從灌注樁質(zhì)量缺陷類型、缺陷成因以及各類型灌注樁質(zhì)量缺陷的防治措施等方面進行綜合闡述，旨在為相關(guān)在建及擬建工程提供參考，以減少或避免灌注樁質(zhì)量問題的出現(xiàn)，同時為已施工完成且存在相應質(zhì)量缺陷的灌注樁提供解決方案。

1 缺陷類型及成因分析

1.1 縮頸

在灌注樁成孔過程中由于鉆錐磨損且未及時補焊，或是鉆孔所在位置處地層存在膨脹性土體，使得成孔后部分孔壁土體突出并侵入有效樁徑范圍內(nèi)，從而產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，導致鋼筋籠無法順利放置，進而影響施工進度。

1.2 樁底沉渣過厚

導致樁底沉渣過厚的原因主要包括以下兩個方面：

(1)樁身混凝土灌注前清孔不徹底，未能將成孔過程中產(chǎn)生的沉渣全部清除；

(2)下放鋼筋籠和導管過程中與孔壁發(fā)生碰撞，導致孔壁土體剝落、坍塌，從而形成較厚的沉渣。

（43）聞是說已，踴躍作禮，讚歡功德。（《太上說玄天大聖真武本傳神呪妙經(jīng)註》卷六，《中華道藏》30/580）

1.3 樁身局部夾泥

在樁身混凝土灌注過程中，由于導管埋置深度不當，混凝土形成翻涌，使得孔壁周圍土體局部剝落或坍塌，其中局部分散性泥團及間歇灌注時壓入的少量空氣會導致樁身混凝土出現(xiàn)蜂窩麻面，集中性泥團會使得局部斷面夾泥或環(huán)狀夾泥導致樁身混凝土出現(xiàn)縮徑。

1.4 集中性氣孔

在樁身混凝土施工過程中，由于導管埋置過深，同時混凝土和易性較差、流動性不足，間歇灌注的混凝土將導管內(nèi)的空氣壓入樁身混凝土中無法排出，從而形成較大面積的集中性氣孔，嚴重影響樁身混凝土截面受力面積。

1.5 斷樁

斷樁是指由于施工原因?qū)е碌臉渡砘炷磷陨隙挛葱纬蛇B續(xù)整體的現(xiàn)象，是嚴重的質(zhì)量事故，其成因主要包括以下幾個方面：

(1)混凝土拌合物質(zhì)量不合格。一方面當混凝土拌合物坍落度較小時，其流動性差致使注入導管的混凝土不能夠順利翻起，造成導管堵塞，最終導致混凝土灌注中斷，形成斷樁；另一方面當混凝土拌合物坍落度過大時，由于長距離運輸或是拌制至灌注間隔時間過長導致混凝土離析，導管中混凝土粗骨料無法同漿體同時翻起在底部形成集中堆存，造成導管堵塞，從而致使混凝土灌注中斷形成斷樁。

(2)首批混凝土灌注量不足。由于首批混凝土灌注量不足，導管底部不能夠被混凝土完全掩埋，泥漿由導管底部灌入，從而在后續(xù)灌注混凝土與首批混凝土間形成泥漿夾層，導致斷樁的出現(xiàn)。

(3)管口出露。灌注樁施工過程中由于計算和測量錯誤，致使導管提升出混凝土頂面，泥漿由出露管口涌入導管，從而在后續(xù)灌注混凝土與前期混凝土間形成泥漿夾層，產(chǎn)生斷樁。

(4)導管密封性差。由于導管破損或是連接密封性不滿足要求，致使泥漿滲入導管在混凝土間形成泥漿夾層，導致斷樁。

(5)孔壁坍塌。由于地層條件較為松散，混凝土灌注過程中底部混凝土向上翻涌形成頂托作用，固壁泥漿不能有效發(fā)揮作用，使得孔壁土體剝落、坍塌，在混凝土間形成泥沙夾層，從而產(chǎn)生斷樁。

(6)導管無法提起?；炷凉嘧⑦^程中由于計算錯誤導致導管未能及時提升，以致于導管底部混凝土初凝，使得導管無法提起或斷裂；或是導管提升過程中鋼筋籠掛住導管口法蘭，使得導管無法順利提升，從而導致施工中斷形成斷樁。

(7)其他因素。導致斷樁的因素還包括由于機械故障、停電以及施工組織不力等因素造成的施工中斷。

1.6 短樁

灌注樁施工至頂部時，由于渣土的摻入導致固壁泥漿稠度增加，使得常規(guī)探測錘無法沉入到混凝土頂面或不能探明是否為混凝土頂面，產(chǎn)生誤判，造成導管提前拔出而終止混凝土灌注，導致樁長未達到設(shè)計要求。

1.7 樁頂混凝土低強區(qū)

樁身混凝土灌注施工至樁頂部位時，混凝土中容易混入泥水，發(fā)生離析、水灰比失控，混凝土強度無法滿足設(shè)計要求，產(chǎn)生樁頂混凝土低強區(qū)。

1.8 鋼筋籠錯位

鋼筋籠錯位主要有三種情況：鋼筋籠下落、鋼筋籠上浮、鋼筋籠偏位。鋼筋籠下落發(fā)生在使用半截鋼筋籠的樁孔內(nèi)，由于下放時操作不慎，孔口未將鋼筋籠固定或下導管時掛住鋼筋籠，使其跟著下落。鋼筋籠上浮主要是在施工過程中導管提升鉤掛鋼筋籠以及在鋼筋籠底部混凝土灌注速度過快、混凝土向上翻涌形成的頂托力大于鋼筋籠的自重時均會導致鋼筋籠的上浮。鋼筋籠偏位則主要是由于鋼筋籠在孔口焊接時未上下對正，保護塊數(shù)量不足，或是樁徑超徑嚴重，使鋼筋籠倒向一邊。

2 防治措施

上述灌注樁常見質(zhì)量缺陷均會不同程度影響其工作性能的發(fā)揮，嚴重時將會直接危及建筑結(jié)構(gòu)的運行安全和使用壽命，因此在設(shè)計、施工過程中必須引起高度重視，做好灌注樁質(zhì)量缺陷的預防和處理工作，以保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計功能的正常發(fā)揮。

2.1 預防措施

灌注樁質(zhì)量缺陷的預防措施包含如下幾個方面：

(1)施工準備階段。認真檢查施工機具設(shè)備的性能、電力供應、材料準備等情況，做好施工組織設(shè)計，制定應急預案，確保不會因為上述故障或準備不足導致施工中斷，保證樁身混凝土的連續(xù)灌注；通過混凝土配合比試驗選定合適的坍落度指標，以減少或避免因混凝土離析或流動性不足導致的堵管；結(jié)合工程區(qū)地層巖性選擇合適的泥漿配比，在保證混凝土順利灌注的前提下，充分發(fā)揮泥漿固壁作用，減少施工過程中的孔壁剝落或坍塌；進行密封性試驗和抗拉拔試驗，確保施工過程中泥漿不會滲入導管；選擇合適容量的料斗，確保首批混凝土灌注量滿足設(shè)計要求；適量加大探測錘重量，保證探測錘能夠沉入至混凝土頂面，避免因量測不準確產(chǎn)生誤判。

(2)施工實施階段。認真檢查樁孔的垂直度，對于磨損的錐頭及時修補，保證成孔質(zhì)量；成孔后認真做好清孔工作，確保樁底沉渣全部清除；控制鋼筋籠及導管下放時的垂直度和下放速度，避免因觸碰孔壁或擾動泥漿導致孔壁土體剝落或坍塌；混凝土灌注前進行現(xiàn)場坍落度檢測，離析及和易性不滿足時嚴禁入倉灌注；嚴格控制混凝土灌注速度，避免因混凝土翻涌流速過大導致孔壁土體受擾動發(fā)生剝落或坍塌；認真計算混凝土的澆筑量與混凝土頂面理論上升高度，結(jié)合探測錘實測混凝土頂面高程，嚴格控制導管的提升，確保導管在混凝土中的埋置深度在2～4 m范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)因?qū)Ч苈裰眠^深導致無法提升或提升過快，致使管口拔出混凝土面；鋼筋籠制作時，主筋接頭應順鋼筋籠圓周方向排布，避免形成錯臺鉤掛導管；鋼筋籠安放完成后，將鋼筋籠頂部焊接固定于井口護筒，以防止施工過程中出現(xiàn)鋼筋籠錯位。

2.2 處理措施

灌注樁一旦出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，應視缺陷類型、位置以及缺陷程度采用相應的措施進行修復，常用的缺陷處理措施包含如下幾種：

(1)灌漿法[3]。通過在樁身鉆孔至缺陷部位，利用高壓水流沖洗以清除缺陷部位雜質(zhì)和松散混凝土，隨后灌注水泥漿液，以達到補強和修復缺陷的目的，具有適應性強、技術(shù)成熟的特點，常用的有高壓旋噴灌漿[5]、純壓式灌漿[6]。灌漿法適用于樁身局部夾泥、集中性氣孔及樁底沉渣過厚等缺陷的修復。

(2)樁芯鑿井法[2，7]。人工在樁芯位置處開鑿一直徑約80 cm(以滿足工人施工)的圓形孔洞至缺陷位置以下2 m，人工清除缺陷部位的渣土及附著在鋼筋籠上的混凝土，隨后灌注與樁身同標號的膨脹性混凝土，以修復樁身的完整性，必要時可安放插筋或鋼筋籠以提高樁身強度和整體性。該法適用于直徑較大(D≥1.2 m)灌注樁較為嚴重的縮徑和斷樁的處理，由于過多依賴人工作業(yè)，施工效率較低；同時，如果缺陷部位位于地下水位以下，還應考慮相應的降水、排水措施，以保證施工安全。

(3)擴徑法。人工在缺陷樁周對稱開挖兩個豎直導洞至缺陷部位以下0.5 m，隨后沿樁周在缺陷范圍內(nèi)開挖環(huán)洞，清除并沖洗干凈缺陷部位混凝土及渣土，將新鮮混凝土進行鑿毛處理并布設(shè)插筋，再采用原樁身設(shè)計標號混凝土將缺陷部位及環(huán)洞澆筑密實，待混凝土凝固后，采用制備土料將兩側(cè)豎直導洞分層回填夯實。該法適用于位于地下水位以上的樁身局部夾泥的處理，具有直觀、缺陷修復徹底、保證率高的特點，但施工效率較低。

(4)原位復樁[1，3，7]。即在缺陷樁位置處提出鋼筋籠、對已灌注混凝土重新鉆孔或采用粘性土對已灌注樁孔回填夯實后再行鉆孔，隨后按原有程序重新進行混凝土灌注作業(yè)。該法主要用于混凝土灌注前期出現(xiàn)的斷樁修復。

(5)接樁[1，3，7]。人工鑿除樁身混凝土至缺陷部位以下0.5 m，將泥漿、渣土及附著在鋼筋籠上的混凝土等雜質(zhì)清洗干凈后，澆筑原設(shè)計標號混凝土至設(shè)計高程。該法適用于地層條件較好、且缺陷位置位于地下水位以上的斷樁、短樁及樁頂混凝土低強區(qū)的缺陷修復。

(6)補樁。在缺陷樁左右兩側(cè)各新增一根灌注樁，對稱布置，且兩者設(shè)計承載力之和不小于原灌注樁設(shè)計值，在樁頂設(shè)置承臺將新增樁同缺陷樁連接成整體，共同承受上部荷載，又稱“扁擔樁[7]”。該法適用于缺陷樁難以修復的情況，工程運行安全保證率高，但成本較高，且受限于樁位的布置。

3 結(jié) 語

灌注樁在施工時應認真做好施工組織，針對施工過程中可能存在的問題和隱患提前排查、消除，以減少或避免質(zhì)量缺陷的出現(xiàn)；對于已經(jīng)產(chǎn)生的缺陷樁，應探明缺陷具體情況，及時采用相應措施進行處理和修復，以保證建筑結(jié)構(gòu)的運行安全。