某工程嵌岩钻孔(扩底)灌注桩质量问题及处理

李 峰， 李天宝， 周 伟

(1.安徽省建设工程测试研究院有限责任公司，安徽 合肥 230051；2.安徽省城建基础工程有限公司，安徽 合肥 230009)

0 引 言

嵌岩钻孔(扩底)灌注桩具有承载力高、施工方便的优点，应用范围越来越广。但作为地下隐蔽工程，如果检测过程不能够发现其质量缺陷，将给工程带来极大的安全隐患。通过合理的检测手段及时的发现问题，并采取有效的处理措施，一方面控制了质量安全风险，另一方面充分利用了现有基桩，将各方面损失降低到最小。本文以一个工程实例介绍嵌岩钻孔(扩底)灌工程项目的检测、处理方法。

1 工程概况

某工程位于合肥市蜀山区，场地内有3栋高层，设计采用嵌岩钻孔(扩底)灌注桩，设计桩径800mm，桩端持力层为④2层中风化泥质砂岩，单桩竖向抗压承载力特征值分别为1 680kN、2 210kN、2 520kN，已施工完成，共200根，7、8号楼均为59根，9号楼82根。由于某些原因基桩施工完成后停工多年，本次为复工后质量检测，整个过程分为发现问题前的常规检测、发现问题后的验证检测以及处理后的验证检测。

拟建场地土层自上而下为：①层杂填土，层厚0.8～7.6m，层底标高36.53～44.82m；②层粉质粘土，局部分布，层厚0.40～2.40m，层底标高35.17～41.43m；③层黏土，硬塑～坚硬状态，层厚1.40～8.10m，层底标高31.06～39.78m；④1层强风化泥质砂岩，极破碎，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类，层厚1.90～6.10m，层底标高为25.82～35.02m；④2层中风化泥质砂岩，该层未钻穿。无软弱夹层及破碎带，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类。

2 处理前检测情况

2.1 常规检测情况

分别采用单桩竖向抗压静载试验检测10根、低应变法检测200根和钻芯法检测14根。检测过程中发现：

(1)承载力达到设计要求70%的8#楼28#、9#楼22#基桩，桩身砼完整，桩长达到设计要求，桩底有沉渣；承载力满足设计要求的9#楼28#基桩，桩身砼完整，桩长达到设计要求，桩底无沉渣。

(2)钻芯法检测14根，3根为Ⅰ类桩，11根为Ⅲ、Ⅳ类桩，缺陷类型有桩底沉渣、桩身混凝土离析、夹泥等。

(3)工程施工资料不完善，桩长资料与实际出入较大，加之桩身存在多个或渐变缺陷，低应变法无法判别基桩桩身完整性类别，例如部分钻芯有问题的桩，应变法检测结果无显示或不明显。

考虑到本工程的复杂性，为了进一步了解基桩缺陷类型，确定合适的检测方法，有必要进行进一步的验证检测。

2.2 验证检测情况

本工程验证难点主要体现在：(1)现场施工资料不完善，与实际出入较大；(2)施工质量差，桩基质量出现的问题种类多，范围比较广；(3)常规低应变法检测桩身完整性难以判断筛选。故验证方法主要是对已钻芯检测的基桩采用井中电视，另通过改变激发能量进一步验证试验低应变法。

2.2.1 缺陷类型

通过钻芯检测及井中电视验证，发现本工程基桩缺陷主要有：

(1)桩身长度与施工资料不符。通过对钻芯检测及井中电视验证的 14 根桩分析，实际桩身长度与施工资料不符，详见表 1。

表1 验证桩身长度

(2)混凝土离析、夹泥、桩身断裂(裂纹)、桩底沉渣,如图1～图3所示。

图1 混凝土离析

图2 混凝土夹泥

图3 桩身断裂(裂纹)

2.2.2 典型低应变曲线分析

虽然低应变桩身完整曲线形态，但桩底沉渣无法判定，也有可能实际桩身严重缺陷，例如9号楼66#桩，低应变检测曲线显示桩身完整，如图4所示。此桩实际情况是普遍夹泥，12.6～16.0m较严重，为Ⅳ类桩，不可使用，其井中电视局部图片如图5所示。此类低应变曲线，相似度很高，难于区分，并且此类曲线所占比例较高(表2)，误判风险大。

图4 9号楼66#桩低应变曲线图

图5 9号楼66#桩井中电视

表2 “低应变桩身完整曲线形态”(Ⅰ类曲线)统计表

2.2.3 验证成果

通过验证检测，得到如下成果：

(1)本工程基桩施工质量差，风险高，检测判定难度大，仅采用低应变法检测难以准确判定基桩质量，划分基桩完整性类别。

(2)本工程采用钻芯法结合井中电视综合判定效果较好，符合《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2014)要求。

(3)按上述方法检测，缺陷桩综合判定结果见表3。

表3 缺陷桩综合判定结果

3 缺陷桩处理

3.1 处理方案

根据检测结果，针对出现的Ⅰ、Ⅱ类，Ⅲ类以及Ⅳ类桩，分别进行处理。

3.1.1 Ⅰ及Ⅱ类桩

对于Ⅰ及Ⅱ类需封孔的桩基进行高压注浆封孔,待孔内清洗干净后采用高压注浆封口，注浆参数：注浆水灰比0.6，注浆压力1.5MPa，拔管速度1～0.25m/min。

3.2.2 Ⅲ类桩

(1)高压旋喷切割、冲洗清渣。通过高压泵产生的高压水射流对桩身及桩底缺陷段内的离析、松散混凝土及残渣进行高压清水自下而上反复冲洗切割。缺陷段的上下部冲洗切割长度各增加200mm，以不留盲区为主。对底部缺陷还需实施定向切割，定向切割时间每个方向不少于5～10min，使缺陷段形成一个空腔。本项目针对沉渣厚度不同，缺陷桩修复质量控制如下：

① 对于沉渣>0.5m的缺陷桩，洗孔时间>1h且泥浆比重<1.05；

②对于0.5m<沉渣厚度<1m的缺陷桩，洗孔时间>1.5h且泥浆比重<1.05；

③对于1m<沉渣厚度<2m的缺陷桩，洗孔时间>2.5h且泥浆比重<1.05。

全部缺陷段切割完毕后，以提速不大于5cm/min，转速15r/min，对处理段内重复进行2次以上反复切割冲洗，通过空压机气举排出处理段内的粉末及细小颗粒泥浆等切割残渣，桩底留下粗骨料。每个孔均翻出不太浑浊且比重<1.05的淡红色含砂水为止，表示残渣清除干净。并用井中电视拍摄照片对各典型的沉渣厚度清孔后进行抽查复测。

(2)高压旋喷注浆置换。

① 高压喷射注浆前，用比重计称搅拌桶中水泥浆比重，比重需>1.6；

② 注浆(水泥浆)配合比要求：水灰比：1∶1，比重：1.6；

③ 旋喷注浆置换旋喷施工参数:双喷嘴φ1.8mm，压力不小于25MPa，提速不大于5cm/min，转速10～15r/min；

④ 处理段旋喷次数不小于2次。旋喷2次后，当空口再次溢出的浆液水灰比与配合比水灰比浆液相当且比重>1.6时，一次注浆完成，否则重新进行复喷；

⑤ 注浆量应与洗孔后空腔体积对比，发现误差较大时停止注浆分析原因。

(3)二次注浆。 对于沉渣厚度>0.5m的缺陷桩需预埋二次注浆管进行二次注浆，具体注浆参数如下：

① 开孔要求:1MPa压力打开注浆管包裹的胶带；

② 二次注浆过程分两次：第一次加压霹雳注浆后关闭止浆阀稳压2min，第二次稳压后打开止浆阀再次加压注浆直至取芯孔内或桩周有浆液冒出。

(4)封孔收尾。注浆后用砂浆灌满封实孔口。

(5)Ⅳ类桩。由建设单位联系设计单位进行重新设计补桩。

3.2 处理效果

处理后的基桩100%进行低应变法检测，且每栋楼选取最不利的3根基桩进行单桩竖向抗压静载试验，检测结果表明单桩承载力和桩身完整性均满足设计要求。通过处理，解决了基桩承载力不足和桩身缺陷问题。

4 结束语

嵌岩钻孔(扩底)灌注桩，报废处理成本较高，同时由于其占用了桩位，不利于后期重新布桩，因此应尽量修复利用现有基桩。在制定检测方案时，要充分考虑到各种检测方法的局限性，提高检测的准确性。同时检测工作是后续处理必不可少的环节，修复处理应建立在充分了解问题的前提下，采取安全、高效、经济的处理措施，从而满足实际工程需要。