恢河1号大桥钻孔灌注桩质量缺陷处理的若干措施

【摘要】：通过丰富的施工实践，总结性地介绍了在恢河1号大桥桩基施工中，用声波透射法（简称声测）或反射波法（简称动测）对基桩进行检测，发现个别桩基存在质量缺陷，阐述了对质量缺陷桩，尤其是桩基部分区域混凝土强度较低这一缺陷，所采取的处理措施和施工方案，并对施工中应特别注意的几点事项进行了说明，以期使高压注浆工艺得到进一步的推广应用。

【关键词】：钻孔桩缺陷处理若干措施

中图分类号：TU997文献标识码： A

高速公路钻孔灌注桩质量控制是高速公路施工中的一大难点，灌注桩是以冲、抓、钻、挖等各种不同的方式，按设计要求的桩径和桩长在地层中成孔，吊置钢筋笼后，向孔内灌注混凝土而成的一种桩型。针对在实际工程施工中，由于施工操作不当造成灌注桩成桩时出现的质量缺陷问题，该文介绍了质量缺陷原因分析及处理措施等技术。

1．工程概况

朔州环线西南段高速公路是山西省重点工程之一，是山西省高速公路西纵和“十一环”骨架的重要组成部分。项目全长64.4公里，用地6680.79亩，投资概算39.45亿元，该项目西段起自铺上村，接拟建的山阴―平鲁段高速公路平鲁枢纽互通，终点为张蔡庄乡黄儿庄村东，与朔州环城公路南段张蔡庄枢纽互通连接。南段起自朔州西影寺村西，在西影寺枢纽互通与大运高速朔州支线连接，终点为张蔡庄乡黄儿庄村，设张蔡庄枢纽互通与西段连接。

恢河1号大桥是朔州环线西南段高速公路的一座大桥，它位于山西省朔州市朔城区神头镇西影寺村，桥位中心桩号为HK1+527,桥型设计为全桥11孔30m装配式部分预应力混凝土连续箱梁，采用多箱单独预制，简支安装，现浇连续接头的先简支后连续的结构体系，全长336m,基础为16根、直径1.8米、桩长53米与24根、直径1.8米、桩长48米的钻孔桩，桥台基础为16根，直径1.5米，桩长45米钻孔桩。

2．地层结构和水文地质条件

桥区地层结构从上到下依次为第四系全新统冲洪积粉细砂、粉土、粉质粘土，上更新统峙屿粗细砂、粉土、粉质粘土。该地层孔隙度大，地下水连通性较好，与地表河水发生紧密的水力联系，水量丰富。

3.质量缺陷描述

经过认真分析总结，产生基桩部分区域混凝土强度较低这种质量缺陷的原因是：（混凝土抗压强度应为标准试件在温度为20±3℃及相对湿度不低于90%的环境中养护28d做抗压试验时所测得的抗压强度值，在进行混凝土强度试配和质量评定时，取其保证率为95%）

桩基成孔后，清孔工作不彻底，粉细砂较多，致使孔底沉渣厚度超过《规范》规定值。沉淀厚度（mm）质量标准:摩擦桩：符合设计要求，当设计无要求时，对于直径≤1.5m的桩，≤300mm;对桩径>1.5m或桩长>40m或土质较差的桩，≤500mm。

水下混凝土灌注过程中，部分地段孔内泥浆和孔外地下水系形成水力通道，致使水下混凝土发生离析、夹砂现象。

水下混凝土灌注过程中，混凝土坍落度控制欠佳，造成水下混凝土在部分区域发生离析等现象。

清孔后泥浆性能指标超过《规范》规定值。清孔后泥浆指标质量标准：相对密度：1.03～1.10;粘度17～20Pa・s;含砂率：＜2%；胶体率：＞98%。

4．处理措施

4.1方案比选

为经济、有效、合理地使此类桩能在经过处理的基础上进行下一道工序，考虑以下几种方案：

4.1.1扁担桩法

有废桩左右两侧按桩位坐标重新放样定点，重新钻打两根桩。此方法造价高、工期长、见效慢、安全系数低，难以满足工期紧、工程进度要求快的工程。

4.1.2高压注浆法

该方案所需设备简单、施工周期短、见效快、投资少、操作工艺简单、安全系数高，所用材料供应方便。

4.1.3小孔道挖芯法

在桩中心开凿直径1.2米过人孔道，清除低强区混凝土，用串筒灌注混凝土。该方案适用于处理靠近河床或受洪水冲刷影响较大的桩基。

4.1.4方案的选定

经过认真比较，为经济、合理、快捷完成此项任务，针对现成施工状况，计划1号敦右2桩采用高压注浆法施工。

5.施工步骤

5.1现以恢河1号大桥1号敦右2桩为例进行阐述

1号敦右2桩设计桩长53米，此钻孔灌注桩静声测结果为桩底混凝土强度偏低，后经钻芯取样结果表明：基底有35cm后沉渣，沉渣主要为粉细砂夹泥，水泥碎屑物等，全体施工步骤如下：

5.1.1 清渣

在清渣时，首先将钻芯取样留下的三个孔中，任意两个芯孔插入直径为3cm的有机质硬塑料管，用高压泵向管内注水，使孔内的沉渣流向第三个孔。利用清孔钻机掏渣筒在第三个取芯孔中进行掏渣（掏渣筒长度为1米，直径为小于芯孔直径1cm的钢管制成），重复多次进行掏渣直到该孔内无沉渣为止，再用同样的方法在其它孔内掏渣直到无沉渣掏出后，进行下一道工序。

5.1.2高压清孔

大部分沉渣清除后，在三个取芯孔内重新插入直径2cm有机质硬塑料管，并将任意一个塑料管用橡胶泥封死，并对该孔利用高压清洗机进行高压注水（压力保持在2.5MPa左右），注入的水通过另外两个取芯孔溢出桩顶，清孔时间最少不低于28小时，保证水流将桩底余留的沉渣挟带出来。确定沉渣后，继续加压清孔5小时，用同样的方法对其它两个孔进行清孔。

5.1.3高压注浆

清孔完毕后，抽孔底积水，同时观察三孔是否连通，如连通，可进行高压注浆，否则，应增加取芯孔数量，确保孔与孔之间相互连通。

5.1.4高压注浆时，根据试验室提供的40号孔道压浆（水泥净浆）配合比进行配制，所用材料有：525号水泥、减水剂、洁净水。在第一个简易拌和筒内拌制水泥浆，拌制均匀后，打开阀门，经过滤网后，流入第二个简易拌和筒，通过高压泵进行注浆。

5.1.5注浆开始阶段，控制好水泥浆稠度、水灰比、泌水率、膨胀率。先配制稠度较大的水泥浆，与此同时，用水塞缠绕塑料布封堵任意两个取芯孔，在剩下的一个取芯孔内高压注浆，注浆管接清孔时所用的塑料管。注浆直至此孔内先溢出清水、再溢出水泥浆为止。以此类推，在其它两个孔内依次进行高压注浆。

高压注入稀浆相当于第二次清孔，此后按试验室配合比调制水泥浆（稠浆），用上述方法进行高压注浆，第一次注浆完毕间隔30分钟后，进行第二次高压注浆，保证桩底及三孔内水泥浆饱满，充实。同时制作不少于3组水泥浆试件（7.07mm×7.07mm×7.07mm）标准养生28天后，检查其抗压强度以此作为水泥浆质量的评定依据。

5.1.6为防止注浆过程中产生堵管而发生气蚀现象，应注意经常上下抽动注浆管。

6．结束语：

总之，对基桩部分区域混凝土强度较低等质量缺陷，可视实际情况因地制宜地采取适当措施进行处理，高压注浆法的施工保证了基桩质量，投资少、见效快、安全系数高，与此同时间接地保证了工程总工期、总进度计划和总体目标。

参考文献：

【1】JTJ 041-2000，公路桥涵施工技术规范

【2】JTG F80/1-2004，公路工程质量检验评定标准

【3】JGJ/T 93-95,桩基低应变动力检测规程

【4】CECS 03-88，钻芯法检测混凝土强度技术规范

【5】JTJ053，公路工程水泥混凝土试验规程

【6】ISSN 1006-3528,山西交通科技

【7】ISSN 1002-0268，公路交通科技应用技术版