高速公路灌注桩缺陷处理方案的研究

刘晰岚

摘要：桩基作为目前工程建设中大量采用的深基础形式，是涉及结构安全的重要部分，因此基桩质量的检测越来越重要。形成桩基质量问题的因素很多，例如施工单位疏忽、机械设备故障、地质因素等，都可能产生缺陷桩。针对这些缺陷，根据施工现场情况，施工单位需要针对不同部位采取不同处理方式，保障桩基缺陷处理顺利开展，为后续项目建设活动奠定基础。通过探讨断桩形成的原因及常见处理方法，从检测角度对一典型的桩基质量缺陷处理进行实践分析，希望能为工程建设工作提齢考。

关键词：灌注桩;声波透射法;断桩;处理方案;施工活动

中图分类号：U443.15+4文献标志码：A

1概述

桩基作为目前工程建设中大量采用的深基础形式，是涉及结构安全的重要部分。因此基桩质量的检测越来越重要。钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点被广泛应用于公路桥梁及其它工程领域。

作为检测服务单位，不仅要为项目工程建设质量及时把好检测关，更要为质量问题解决技术难题，提供合理可行的解决方案，这样才能体现更好的服务态度和优势，也才能受到业主及施工方的欢迎。

桩基主要存在的缺陷类型有：夹泥、夹砂、离析、严重分层离析、断层、砕不密实及低强砕等。这些缺陷大体分布在桩上部、中部及桩底。而造成缺陷的原因与施工工艺和流程有很大的关系，如桩底清孔不净，沉渣太厚，造成桩底严重缺陷;又如导管拔出过早，造成桩头低强砕等质量问题;因施工过程中导管埋置深度不够，造成桩身缺陷等。桩基属于地下隐蔽工程，很容易出现质量问题，形成桩基质量问题的因素有很多，有时候只是施工单位的疏忽，便形成了缺陷桩。针对这些缺陷，根据施工现场情况，我们采取不同部位进行不同处理的方式，如桩底验算或钻芯、桩身钻芯压浆、桩头剔除或开挖补强，或是加大桩径、重新浇注等处理方案山。

断桩问题属较严重的桩基质量事故，在桩基施工过程中也是比较常见的缺陷类型，本论述就钻孔灌注桩断桩形成的原因及超声波检测法对钻孔灌注桩断桩处理方案实例做出分析。

2断桩形成的原因及常见处理方法

2.1断桩形成的原因

在高速公路灌注桩施工中，常见的断桩形成因素有设备故障、施工工艺、地质的因素、混凝土工程缺陷等问题，对高速公路应用的稳固性与安全性带来隐患，不利于后期工程稳定运行。

2.1.1机械设备故障

因灌注前的准备工作不足，在桩基砕浇筑过程中出现机械设备故障，临时停止砕的浇筑;导管与导管之间的橡胶皮套圈安装不牢，砕浇筑过程中松动，造成导管漏水漏浆;停电、卡管、待料等原因造成砕不能连续浇筑从而形成断桩。

2.1.2施工工藝

导管埋置深度是一个重要的控制指标，导管埋置深度过大，造成提升困难，并可能会造成在提升过程中连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩;导管埋置深度过小，容易拔漏导管，使泥浆从导管底端进入管内造成断桩事故。

2.1.3地质原因

流沙层，或地下暗河是施工中最怕遇见的，在这种地质条件下施工，控制过程中可能会出现井壁坍塌或流砂、软塑状质等而造成类泥沙性断桩⑵。

2.1.4混凝土蜂窝离析

根据高速公路灌注桩施工情况来看，混凝土离析及蜂窝缺陷问题十分常见，出现该问题的主要原因在于桩身的受弯构件布筋过密，导致混凝土浇筑时骨料等无法在短时间内从笼内向笼外过渡，最终出现混凝土蜂窝离析现象。

2.2断桩常见的处理方法

2.2.1设计加桩

加桩一般用在承载力不满足设计的摩擦桩处理上。通过设计，在已有的缺陷桩两端再做两根桩，上用系梁和原来的缺陷桩连接起来，以补救缺陷桩。这种加桩成本比较高，对场地也有要求并考虑到均匀沉降和受力影响，现在高速公路上一般较少使用这种方法。

2.2.2原位复桩

直接用冲击锥对已浇成的不合格桩进行冲击二次成孔，重新浇注。这种方法适用于较短桩基且项目经济实力强的情况。这种处理方法时间相对较短，质量也有保障。比如一根20 m以内的桩基一般在7～10d 就冲击完成，重新浇筑后到二次检测一般需20 d左右就能处理完毕。因此，目前项目上采用这种方法较多。

2.2.3接桩

接桩的处理方法对地质条件及桩长有所要求。当地下水位较浅或桩较长而缺陷部位较深时，使用接桩来处理断桩要花费大量的时间和付出较高的成本。另外，没有丰富的接桩经验，也比较难做好这件事情。接桩需要对缺陷部位以上砕进行剔凿。剔凿的方法可选择人工爆破或是风镐剔凿[气要想保证接桩质量，关键是能否把缺陷处表面混凝土清理干净，一般情况下剔凿至缺陷部位以下0.5～ 1.0 m即可。

2.2.4钻孔高压注浆技术

该处理方法经常应用于处理混凝土蜂窝、离析问题，及时处理桩身、桩面问题，保障桩体平衡性。施工单位需要注意的是在钻孔过程中，一定避免出现操作倾斜问题，避免诱发其他缺陷。完成钻孔工作后要及时清除孔内沉渣，对灌注工程施工总量进行合理测算，严格按照混凝土配合比，选择高强度混凝土原材料完成注浆工作。为了及时发现桩体蜂窝、离析问题，可以采取压水试验，掌握混凝土工程施工情况，结合实况采取针对性的处理技术。

3处理方案实践

3.1工程概况

某高速公路大桥桩基桩采用冲击钻孔方式成孔，桩总数72根，桩径1.5～ 1.8 m，桩长17～ 27 m，设计桩基类型为摩擦桩。混凝土设计强度等级为C25，均为强制式集中搅拌混凝土。于2019年3月18日至2020年8月25日浇筑完成，每根桩内预埋3～4根声测管，部分声测管価设计邮标高0.5 m左右提管。

地质情况：0～3.0 m为素填土，-3.0--3.7 m为砂砾3.7～11.0 m为亚粘土，-11.014.0 m为强风化泥岩，-14.0 m以下为弱风化泥岩。

3.2超声波检测发现的问题

桩基施工完毕砕龄期达14 d后，采用超声波NM-4A型非金属超声波检测分析仪和50 kHz圆管型径向幅射换能器实施现场检测。按照规范要求，将声测管 A、B、C、D两两分组形成剖面自下而上每隔0.2 m提升检测。根据对采集数据的详细分析发现本次桩检有根桩存在质量问题。该桩在Tl.4～T2.2m区段声参量严重异常且在-13.2～14.6 m区段声参量局部异常（声测剖面图如图1、图2所示）。通过现场了解施工过程中发现的异常情况，初步疑为砕离析，综合判断定为m 类桩。要求施工单位进行处理合格后才能使用。

3.3处理方案与结果

3.3.1处理方案

（1）该桩所处地理位置较好，场地宽敞，地下水位在-7.0 m以下，这根缺陷桩发现时间处在项目建设初期，有足够的时间进行处理。所以从经济和时间角度考虑，施工方选择了接桩处理方案，有关项目施工标准均须满足表1规范。

⑵处理流程

有关处理方案流程如下：⑴基坑开挖;⑵测量放样;（3）处理桩头;（4）吊装模板;（5）浇筑混凝土;（6）工程养护;⑺桩基检测;（8）桩基复检。

基坑开挖：采取人工用风镐从桩中心至钢筋笼内侧开始剔凿砕，形成一个竖井形式的槽。在剔凿过程中注意保护好声测管和钢筋笼外层砕，这样可以省去因地下水的原因要用钢护筒。完成开挖工作后，要在基坑周围合理设置安全防护，避免出现安全事故。

测量放样：施工单位需要对拆除的桩身标高、桩顶标高等进行测量，统一使用红漆标明标高。

处理桩头：凿至断桩处混凝土面后，再继续下凿50～ 60 cm，直至新鲜混凝土面后凿毛并除渣，形成一个锅底形状的窝巢，该桩凿至14.6 m后用超声波再次检测看是否剔凿到位'可。

吊装模板：需要根据缺陷桩实况，合理应用钢护筒、圆柱墩钢模板等物进行支模，需要注意的是模板尺寸以大于缺陷桩直径50- 80 mm最佳。施工单位在完成基坑开挖、测量放样、桩头处理等一系列工作后，将事先准备好的模板直接套在缺陷桩上，所有接缝需要塞满海绵条，在立模过程中一定要保证桩头上无任何土体。为了保障缺陷桩模板能够稳固架设，在模板周围还需要合理应用方木进行支护，确保其牢固性⑺。

混凝土浇筑：本次接桩处理原材料选择C35混凝土，在浇筑过程中应用“料斗吊裝+汽车吊”方式，持续分层浇筑，每层混凝土浇筑厚度控制在50±1 cm，边浇筑边振捣。应用振捣棒进行插入式振捣，在浇筑上层混凝土时将振捣棒插入到下一层深50～ 80 mm处回。在振捣过程中需要注意的是：振捣棒不能直接与模板进行接触，如果存在有声测管，需要充分考虑测管位置，避免振捣工作影响测管安全，造成漏浆现象，完成浇筑工作后，做好混凝土洒水保养工作。

桩基检测：按干成孔灌注法浇筑破，砕龄期达14 d 后对处理后的缺陷桩做二次声测。

桩基复检：砕龄期满足后，根据检测结果施工单位决定桩基复检时间，对其进行取芯检验工作，明确桩基钻孔深度，通常深度需达到补强位置，结合芯样判断混凝土桩桩身是否完整，以便工程后期安全投入使用。

3.3.2结果

采集数据声测剖面图如图3、图4所示。可见处理后该桩基本达到二类桩标准，因此改判为二类桩。

4结束语

对于缺陷桩处理方案的选用，施工方提供的现场信息很重要。对缺陷类型准确定性，提出合理适用的处理方案。但如果施工方故意隐瞒施工中异常情况，就有可能因定性不准确，导致二次处理仍不合格。比如：施工方在灌注过程中因卡管或其他原因，改导管为窜筒浇注，如果浮浆处理不净或泥浆较大，此时盲目向桩内倒水泥或是混凝土，就会形成严重的分层离析，导致压不进浆，因此不能采用钻芯压浆补强方案，只能采取接或其他方案。

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