某工程桩基缺陷处理

【摘要】该工程的地质情况复杂，施工控制不足，在桩基验收试验过程中发现大量缺陷桩。主要是冲孔桩桩底沉渣过厚，桩身混凝土离析，人工挖孔桩桩底存在软弱下卧层。

【关键词】冲孔桩；缺陷处理

中图分类号： TU473.1文献标识码： A

1 工程概况

本工程位于福建省泉州市，人工挖孔桩1593根、旋挖桩128根、冲孔桩478根，以强风化或中风化花岗岩为持力层。由两栋25层的高层住宅和三栋32层的高层住宅组成。由于该项目场地为山地，强风化岩石面埋深变化极大。其中1~3#、10~12#至强风化桩长15m，采用冲孔灌注桩（设计为后注浆，施工过程中为控成本取消）。纯地下室部分大部分采用人工挖孔桩，部分因实验新工艺采用旋挖桩。

桩身混凝土强度均为C35，P6抗渗混凝土。

对于桩基的质量检验，桩身完整性采用小应变及钻心法，承载力采用静载实验。

2 桩基施工后检验

首先施工、实验的为1~3#的人工挖孔桩，结果显示干作业成孔灌注桩成桩质量较好，各项检测数据均满足设计要求。在接下来的冲孔灌注桩检测中就发现大量问题，以9#最为明显：抽选的35#，49#，65#三根静载试验桩中49#桩（5600kN/11200kN），65#桩（4960kN/10000kN）不能满足设计加载要求，其静载实验数值基本与推算侧摩阻相当。随后的抽芯检验结果如下：

35#桩：0-1.00m为浮浆,1.00-24.59m米芯样完整,24.59-24.72m夹泥质,24.72-25.15m砼胶结差局部见泥质,25.15-25.63m为桩底沉渣,25.63-26.63米为碎裂状强风化花岗岩。桩身完整性为Ⅳ类,桩端持力层满足设计要求。沉渣厚度未达到设计要求

49#桩：0-1.50m为浮浆,1.50-22.42米芯样基本完整(其中11.19-11.59m见蜂窝状孔洞及沟槽),22.42-23.19m芯样破碎砼严重离析,23.19-23.27m为桩底沉渣,23.27-24.27米为碎裂状强风化花岗岩。桩身完整性为Ⅳ类,桩端持力层满足设计要求。沉渣厚度未达到设计要求。

65#桩：A孔: 0-18.57米芯样完整,16.80-17.25m见钢筋,18.57-20.07m芯样一侧见泥质；B孔: 0-19.66米芯样完整,17.21-17.86m见钢筋,19.66-20.26m芯样一侧见泥质；C孔: 0-5.96米芯样完整,5.75-5.96m见钢筋。检测单位怀疑为斜桩。

典型缺陷芯样如图一：

图一 49#桩芯样照片

在随后的扩大检测中也证明底部沉渣、桩身混凝土离析、骨料偏少大范围的存在，严重影响桩基质量。

3 缺陷处理

在发现冲孔桩广泛存在的质量问题后，项目责任各主体单位会同检测、质检部门会商处理方案。考虑采用以下五种处理方案：

高压切割清洗、注浆补强处理：根据钻芯检测，针对桩身完整性类别为Ⅲ、Ⅳ类的（桩顶设计标高3M范围以下部位）存在离析、夹泥、水泥浆（强度在15MPa以下）和桩底离析、沉渣过厚等的缺陷桩；及持力层未满足设计要求的土状（砂土）强风化（全风化）岩类。

砍（接）桩处理：根据钻芯检测，针对桩身顶部（桩顶设计标高以下3m范围内）出现混凝土疏松等缺陷且的桩，采用砍桩后接桩的处理方案。

注浆回灌处理：据钻芯检测，桩身完整性判定为Ⅰ、Ⅱ类桩，桩底沉渣、持力层满足设计要求和钻芯未到底的桩采取注浆回灌处理方式。

补桩处理：根据桩基检测情况，设计单位结合桩基检测结果进行验算复核，对不能满足结构安全和使用功能的桩位进行补桩处理。

钻芯未到底桩处理：钻芯未到底的桩进行高应变检测，结合小应变、钻芯检测结果提出具体处理方案。

高压切割清洗、注浆补强工艺

因高压切割清洗是用于处理底部沉渣及桩身缺陷的主要措施，下面予以介绍其工艺流程。

工艺流程：钻孔洗孔注浆管制作、埋管填孔封孔注浆

1.钻孔：注浆孔可以利用已有的取芯孔，不足设计要求的应增加钻孔。钻孔采用地质钻机进行，钻头选用φ110金钢石钻头，钻孔直径不应小于φ110。所有的钻孔深度均应进入缺陷段底部以下不少于800mm。

2. 洗孔：采用二重管高压旋喷设备对桩身、桩底缺陷段进行高压洗孔，洗孔时，水压力不低于20Mpa，气压0.2-0.5Mpa，提升速度为6cm/min，在缺陷段中进行多次反复清洗，每个钻孔洗孔时间根据现场而定，以洗至孔口返出的水由混浊变为较清的水为准（允许含有砂粒）。洗孔范围为缺陷段或桩底沉渣底部以下500mm为准。

3. 注浆管制作、埋管：花管制作：每根注浆管底部0.5m范围内加工成花管（也称注浆器），即在该段钻3-4对共6-8个小孔，孔径为φ6～φ8，相互交错布置，孔口毛刺应挫平。花管全长用胶布缠绕密封，再用胶皮、铅丝包裹扎实。

注浆管埋设：每根桩的注浆孔全部清洗后即可埋管，根据桩身缺陷数量埋设一根或多根DN20注浆花管（仅桩底有缺陷时埋设1根注浆管；桩身有缺陷时，在缺陷位置增设1根注浆管；当缺陷段超过1米时，应在缺陷段每间隔1米埋设注浆管，每个钻芯孔预埋注浆管的数量不大于3根，当缺陷段（桩身断桩、桩底沉渣）较长超过1.5M时还要增设钻孔）。埋设最深的注浆管应下至注浆加固段以下300-500mm为准，每个孔同时埋设一根长度为1.0-1.5m的DN20短注浆管（返浆管）。

4.填孔：洗孔后应及时埋设注浆管，并在孔底至封孔段底部整个范围内填入0.5～1.0cm粒径的碎石。

5.封孔：采用水泥砂浆进行封孔，封闭厚度不小于600，封闭水泥浆的水灰比为0.6:1，并掺入0.05%的三乙醇胺早强剂。

6.注浆：

①、注浆材料及配合比：采用复合水泥浆，水泥采用P.O52.5R普通硅酸盐水泥，水灰比为0.6～0.7：1，水泥浆中应掺入0.05%的三乙醇胺早强剂，2%的TW3高效早强减水剂，0.01%的铝粉膨胀剂和8%的活性硅粉。

②、注浆压力：3.0～6.0Mpa。

③、每盘水泥浆搅拌时间：1～3分钟。

④、注浆量：根据图纸交底时要求，详见下表。

冲孔灌注桩注浆统计量表

桩身直径D(m) 桩端注浆量（t）

0.90 1.65

1.00 1.80

1.10 2.00

1.20 2.20

⑤、注浆顺序：首先通过最底部注浆花管进行桩底注浆加固，注浆时，返浆管的管口流出纯水泥浆时，即可将返浆管关闭，当所有返浆管关闭后，加压注浆，当注压力提高到3.0Mpa或以上，吸浆量下降即可终止注浆。当可灌性较好时应采用间歇注浆，间隔时间为30min。

⑥、注浆应对同一根桩的各注浆导管依次实施注浆。

⑦、注浆原则：以可注入为准，尽可能采用浓浆，采用“注注停停”的间歇注浆方式，有利于定量水泥浆留驻桩底，提高桩底持力层承载力。

⑧、注浆终止条件：a.注浆量和注浆压力达到设计要求；b.注浆总量达到设计值75%，且注浆压力达到或超过设计值；c.桩周冒浆；满足以上条件之一时就可结束注浆。

5 处理后检验

经过处理，所有桩基的小应变、钻芯检测结果显示均为Ⅰ、Ⅱ类桩，高应变及扩大静载实验结果显示承载力达到设计要求。

6 人工挖孔桩问题

8#人工挖孔桩静载实验中，其中一根无法达到设计要求，钻芯发现底部0.8m下存在软弱夹层。钻芯扩大抽检后发现存在岩脉夹层分布。桩底存在软弱夹层的桩基均采用切割清洗后注浆的方式处理，处理后均满足要求。

7 经验与教训

对于冲孔灌注桩，桩径尽量控制在1.2m及以上，有条件的情况下，尽量埋设注浆管，并在成桩后依规范时间要求进行后注浆。施工过程中需要严格控制成孔及灌注质量，对于端承桩特别要控制沉渣厚度。

对于地质条件复杂的人工挖孔桩，应进行超前钻判别底部持力层情况。

参考文献

【1】JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》 [S].北京：中国建筑工业出版社，2008

【2】JGJ106-2003《建筑基桩检测技术规范》 [S]. 北京：中国建筑工业出版社，2003

【3】GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2002