1 前言

　　沖孔灌注樁適用于粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風(fēng)化巖層，并能穿透舊基礎(chǔ)、建筑垃圾填土或大孤石等障礙物。沖孔灌注樁基礎(chǔ)以其承載力高，沉降小，經(jīng)濟(jì)，施工方便，沖擊能力大，穿透力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁等工程領(lǐng)域。但灌注樁屬于隱蔽工程，且影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多，質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)生，主要質(zhì)量缺陷類型有三方面[1]：①樁身混凝土膠結(jié)差，出現(xiàn)蜂窩或孔洞，甚至結(jié)構(gòu)松散;②樁基持力層強(qiáng)度不足，造成樁基產(chǎn)生刺入破壞和沉降過(guò)大;③持力層底出現(xiàn)軟弱下臥層，使樁基產(chǎn)生過(guò)大的沉降。這些缺陷影響了灌注樁承載力的發(fā)揮。本文結(jié)合實(shí)際工程案例，著重介紹了高壓灌漿法補(bǔ)強(qiáng)沖孔灌注樁的應(yīng)用，為類似工程提供借鑒。

　　2 灌漿補(bǔ)強(qiáng)法

　　2.1灌漿補(bǔ)強(qiáng)法的工作機(jī)理

　　樁身灌漿是在灌漿壓力作用下，水泥漿液通過(guò)滲透、劈裂、充填、擠密和膠結(jié)作用，對(duì)樁周及樁身蜂窩、空隙充填，形成脈狀結(jié)石體，從而提高樁側(cè)摩阻力及樁身混凝土密實(shí)度;樁端灌漿通過(guò)漿液對(duì)沉渣、軟弱夾層的置換、擠密和固結(jié)作用，形成漿液、土和沉渣的結(jié)石體，并在不斷的外力(壓漿機(jī)壓力)作用下擠壓緊密，從而改善或消除樁底沉渣對(duì)端承力發(fā)揮的不良影響。

　　2.2灌漿補(bǔ)強(qiáng)法的適用條件

　　灌漿補(bǔ)強(qiáng)法在處理樁身局部性的混凝土缺陷，如局部粗細(xì)骨料膠結(jié)不緊密而形成的蜂窩與離散，以及樁底沉渣過(guò)厚或持力層性能較差等質(zhì)量缺陷時(shí)較為有效，該方法還具有成本較低、速度較快的優(yōu)點(diǎn)。

　　2.3灌漿補(bǔ)強(qiáng)法的工藝流程

　　造孔(可利用抽芯孔)→高壓水洗孔→灌漿管埋設(shè)→壓水試驗(yàn)→制漿→灌漿→達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)定灌漿量和終壓→封孔→鉆孔檢驗(yàn)。若檢驗(yàn)合格，結(jié)束該樁補(bǔ)強(qiáng)加固;若不合格，重復(fù)上述步驟直至合格為止。

　　3 工程實(shí)例

　　3.1 工程概況

　　本工程建筑平面尺寸為84mX35m，主體結(jié)構(gòu)為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋蓋為輕鋼屋蓋，附屬用房結(jié)構(gòu)為單層輕鋼結(jié)構(gòu)。本工程為生產(chǎn)車間，各樓層布置各類設(shè)備，設(shè)備最大重量為78t。為滿足本工程車間內(nèi)部精密設(shè)備的正常使用，需嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)的沉降。

　　3.2 工程地質(zhì)條件及樁基選型

　　根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，及現(xiàn)場(chǎng)人員反映的該場(chǎng)地的歷史成因及現(xiàn)場(chǎng)斷樁情況推測(cè)，該區(qū)域地層很不平整，巖層發(fā)育不完全，管樁在穿過(guò)軟弱覆蓋層后直接進(jìn)入微風(fēng)化或中風(fēng)化巖而沒(méi)有“緩沖層”，地層可能存在“上軟下硬、軟硬突變”的現(xiàn)象。因此，預(yù)應(yīng)力管樁在此工程地質(zhì)條件下不可行[2]。而沖孔灌注樁能滿足該類工程地質(zhì)條件的要求，且較為經(jīng)濟(jì)。設(shè)計(jì)采用樁徑為1000mm、1200mm、1400mm三種，樁端支承于完整的中、微風(fēng)化花崗巖，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。

　　3.3 樁基檢測(cè)結(jié)果

　　沖孔灌注樁施工完畢后，根據(jù)規(guī)范[3]進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)，本工程79根沖孔灌注樁中，有26根樁存在質(zhì)量缺陷，如圖1、圖2所示。

　　分析樁基發(fā)生質(zhì)量缺陷的原因，主要在以下幾個(gè)方面：

　　圖1 42#樁樁身缺陷

　　1)施工操作不規(guī)范。由于施工時(shí)適逢雨季、搶工程進(jìn)度等原因，有些施工操作未能嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。

　　2)該場(chǎng)地與相鄰近的場(chǎng)地地質(zhì)條件差別較大，且可能存在較大孤石;

　　3)該場(chǎng)地地質(zhì)復(fù)雜，出現(xiàn)較厚微、中風(fēng)化巖夾雜強(qiáng)風(fēng)化、粗砂等軟弱夾層等情況。

　　圖2 57#樁樁樁端持力層性狀

　　根據(jù)上述檢測(cè)結(jié)果，需對(duì)該工程樁基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

　　3.4 灌漿補(bǔ)強(qiáng)

　　根據(jù)灌漿補(bǔ)強(qiáng)法的適用條件，選取樁身混凝土存在振搗不密實(shí)的蜂窩、離析無(wú)膠結(jié)或強(qiáng)度不足、樁底部沉渣或持力層性能缺陷的11根樁進(jìn)行灌漿補(bǔ)強(qiáng)處理，補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)要求如下。

　　①采用高壓泵灌注水泥漿(用42.5R水泥，水灰比：0.4以下，內(nèi)摻固含量20%的聚羧酸鹽減水劑和水泥的0.7%)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，或LB-91改性環(huán)氧漿(在超細(xì)水泥漿無(wú)法灌進(jìn)的情況下采用)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

　　②每樁灌漿孔不能少于三個(gè)，原有抽芯孔可以用作灌漿孔。

　　③注漿孔成孔后馬上用單管高壓旋噴機(jī)噴高壓水循環(huán)沖洗(水壓力為20~25MPa，樁端補(bǔ)強(qiáng)時(shí)水壓力為23~25MPa)，將孔內(nèi)的淤泥、砂土、雜質(zhì)等沖洗出孔外，并盡可能將各注漿孔沖至連通。

　　④樁身補(bǔ)強(qiáng)注漿孔沖洗達(dá)到要求后，單管高壓旋噴機(jī)改為噴水泥漿(水泥漿內(nèi)摻聚羧酸鹽減水劑)，每孔補(bǔ)強(qiáng)位置均要求上下噴一次(漿壓力為20~22MPa)。

　　⑤噴漿完成后馬上用150泵進(jìn)行穩(wěn)壓循環(huán)注漿(漿液同上)，注漿穩(wěn)定壓力為2~3MPa，穩(wěn)壓時(shí)間不能少于1小時(shí)，樁端補(bǔ)強(qiáng)時(shí)注漿穩(wěn)定壓力為3~5MPa，穩(wěn)壓時(shí)間不能少于2小時(shí)穩(wěn)壓過(guò)程中記錄好壓力和吸漿量變化情況。

　　⑥灌注改性環(huán)氧施工時(shí)，若單樁注入量太大或超過(guò)1000kg時(shí)，則要停止注漿，查找原因，更改補(bǔ)強(qiáng)方案。

　　⑦當(dāng)各孔間能夠循環(huán)串漿、壓力能夠穩(wěn)定且吸漿量不再發(fā)生變化時(shí)，則滿足注漿補(bǔ)強(qiáng)要求，齡期灌14天后進(jìn)行抽芯檢驗(yàn)補(bǔ)強(qiáng)效果。

　　3.5 灌漿補(bǔ)強(qiáng)結(jié)果

　　經(jīng)灌漿補(bǔ)強(qiáng)齡期14天后進(jìn)行抽芯檢驗(yàn)補(bǔ)強(qiáng)效果，部分補(bǔ)強(qiáng)后抽取芯樣如圖3。

　　圖3 57#樁補(bǔ)強(qiáng)后芯樣

　　對(duì)比檢測(cè)抽芯情況可知，沖孔灌注樁經(jīng)灌漿補(bǔ)強(qiáng)后，高壓水泥漿通過(guò)灌漿孔填充了樁身蜂窩及空隙部位并形成脈狀結(jié)石體，提高了樁身混凝土的抗壓強(qiáng)度及樁身的承載力;樁端灌漿完成了對(duì)軟弱夾層的置換、擠密和固結(jié)作用，形成漿液和土、沉渣的結(jié)石體，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。但對(duì)一些樁身破碎嚴(yán)重、樁端出現(xiàn)夾層較多的樁，該補(bǔ)強(qiáng)效果不理想，這類問(wèn)題樁需采用其它的加固方式。

　　綜上所述，成功經(jīng)過(guò)灌漿補(bǔ)強(qiáng)的樁，能夠滿足設(shè)計(jì)承載能力的要求，達(dá)到了預(yù)期的效果。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　通過(guò)實(shí)際工程應(yīng)用，得到以下結(jié)論：

　　1) 灌漿補(bǔ)強(qiáng)法在處理樁身局部性的混凝土缺陷以及樁底部沉渣時(shí)效果明顯;

　　2) 灌漿前保證灌漿孔之間的疏通及缺陷部位與灌漿孔的疏通將直接影響灌漿補(bǔ)強(qiáng)的成敗;

　　3) 灌漿補(bǔ)強(qiáng)法具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 林本海，容柏生. 嵌巖灌注樁事故類型分析和處理方法研討[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)， 2002，23(4)：55-58，64

　　[2]王離. 討論不宜應(yīng)用預(yù)應(yīng)力管樁的工程地質(zhì)條件[J]. 混凝土與水泥制品， 1995，1(1)：27-33

　　[3]建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范(JGJ 106-2003)[S]. 北京：中華人民共和國(guó)建設(shè)部，2003