1 前言

　　廣西某投資發(fā)展有限公司擬在玉林市投資興建中央廣場1#樓、2#樓、3#樓和5#樓,其中1#樓、2#樓設(shè)計樓高31+1層，建筑占地面積各590.8㎡;3#樓設(shè)計樓高27+1層，建筑占地面積526.8㎡;結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)均采用人工挖孔擴底灌注樁或沖孔灌注樁基礎(chǔ)，設(shè)計樁徑φ1200㎜、φ1600㎜和φ1800㎜，現(xiàn)已完成該廣場1#樓(30根)和2#樓(26根)樁基工程施工，其余二幢樓樁基正在施工中。經(jīng)檢測單位檢測，發(fā)現(xiàn)1#樓的18#樁、23#樁、26#樁和2#樓的1#樁、4#樁存在樁身混凝土離析或樁端持力層以下存在溶溝或溶槽現(xiàn)象，需要進行注漿補強處理，以滿足設(shè)計要求。受建設(shè)單位委托，我院承擔(dān)該工程樁身混凝土離析質(zhì)量缺陷和樁端溶溝或溶槽發(fā)育的注漿補強處理;經(jīng)過35天艱苦工作，完成本工程樁身質(zhì)量缺陷注漿補強處理。本工程樁身質(zhì)量缺陷注漿補強處理共完成注漿孔25個，鉆灌進尺356.50m，注漿消耗水泥約95t，水玻璃約6t;注漿完成14天后，由建設(shè)單位委托原檢測單位采用高應(yīng)變測試驗證，單樁豎向極限承載力均滿足設(shè)計要求。

　　2 樁身質(zhì)量缺陷情況

　　2.1 1#樓部分樁身質(zhì)量缺陷情況

　　(1)18#樁在5.90～6.30m孔段出現(xiàn)樁身混凝土芯樣不連續(xù)，呈團塊狀或砂狀，膠結(jié)性差，出現(xiàn)混凝土嚴(yán)重離析現(xiàn)象;

　　(2)23#樁在9.10～9.40m孔段發(fā)現(xiàn)樁身混凝土芯樣不連續(xù)，呈團塊狀或砂狀，膠結(jié)性差，局部夾雜泥塊，混凝土離析嚴(yán)重，且樁端微風(fēng)化灰?guī)r在9.40～10.60m孔段裂隙發(fā)育;

　　(3)26#樁分別在4.38～4.68m和10.00～11.00m孔段出現(xiàn)樁身混凝土芯樣呈短柱狀、團塊狀或砂狀，膠結(jié)性差，表面蜂窩麻面現(xiàn)象嚴(yán)重，出現(xiàn)混凝土局部嚴(yán)重離析現(xiàn)象。

　　2.2 2#樓部分樁身質(zhì)量缺陷情況

　　(1)1#樁樁端持力層分別在10.20～10.90m、13.50～14.00m和15.29～15.74m孔段存在溶溝或溶槽現(xiàn)象，巖溶發(fā)育;

　　(2)4#樁樁底沉渣厚度為0.40m(即11.50～11.90m孔段為充填黃泥)，樁身混凝土與樁端基巖膠結(jié)差;樁端微風(fēng)化灰?guī)r在12.10～12.40m孔段存在溶溝或溶槽現(xiàn)象，裂隙發(fā)育。

　　3 樁身混凝土質(zhì)量缺陷注漿補強加固處理的機理

　　針對本工程樁端持力層以下存在溶溝或溶槽、樁底沉碴超標(biāo)和樁身混凝土離析等質(zhì)量缺陷，結(jié)合我院現(xiàn)有技術(shù)裝備，在混凝土樁上鉆孔到完整基巖2m以上且超過原檢測孔深度2m;鉆孔完成后，用BW150/7變量泵提供的高壓清水先對樁底沉渣和樁身混凝土夾泥和離析孔段進行高壓噴射切割、沖洗，后對樁端以下溶溝或溶槽進行高壓噴射切割、沖洗。待樁端以下溶溝或溶槽、樁底沉渣和樁身混凝土夾泥和離析清洗干凈后，采取靜壓注漿方法對樁端以下溶溝或溶槽進行注漿加固、對樁底沉渣和樁身混凝土夾泥和離析進行注漿補強處理，水泥漿液經(jīng)擴散、滲透、擠密等作用，排除樁端持力層以下溶溝或溶槽內(nèi)水，與巖石及樁身離析的混凝土粗骨料膠結(jié)，形成高強度、低壓縮的復(fù)合樁體，共同承擔(dān)上部建筑物載荷。

　　4 樁身質(zhì)量缺陷注漿補強加固施工技術(shù)

　　4.1高壓噴射切割沖洗

　　為確保樁端溶溝或溶槽和樁身混凝土質(zhì)量缺陷注漿加固補強處理效果，應(yīng)利用檢測孔或鉆孔，要求鉆孔進入完整基巖2m以上且超過原檢測孔深度2m;鉆孔完成后用BW150/7變量泵提供的壓力7MPa、水量150L/min的清水對樁底沉渣和樁身混凝土夾泥和離析孔段進行高壓噴射切割、沖洗。高壓清水經(jīng)高壓膠管和鉆桿及φ3㎜高壓噴嘴在樁底沉碴及混凝土離析和樁端溶溝或溶槽孔段進行上下活動和回轉(zhuǎn)，對離析混凝土、沉碴和樁底溶溝或溶槽內(nèi)流塑～軟塑狀碎石粘土進行噴射切割，噴射切割下來的粘土、細(xì)砂和碎石部分隨沖洗液排出樁外，部分落入孔底。待該孔高壓噴射切割完后，相繼在其余鉆孔內(nèi)進行噴射切割，直到噴射切割完為止。噴射切割時，主動鉆具上下提升速度應(yīng)控制在0.10～0.30m/min，回轉(zhuǎn)速度控制在15～20rpm。沖洗時應(yīng)當(dāng)采取大流量自孔底開始進行沖洗，當(dāng)上返沖洗液返出渣干凈、水清為止。

　　鉆孔數(shù)量：樁徑φ1200㎜3個，樁徑φ1600㎜4～5個和樁徑φ1800㎜5～6個。

　　4.2注漿加固補強方法的選擇

　　本工程注漿加固補強采用自下而上、逐段拔管的雙液法進行，即待鉆孔高壓噴射切割沖洗干凈后，下入注漿管至孔底，采用BW150/7型變量泵分別抽送配制好的水泥漿液和水玻璃溶液，經(jīng)高壓膠管、注漿管并于孔底混合，形成混合液;混合液在泵壓作用下，經(jīng)擴散、滲透、擠密等作用，充填到基巖溶溝或溶槽中去。當(dāng)某一溶溝或溶槽注漿段的吸漿量滿足設(shè)計要求后，將注漿管往上拔0.30～0.50m，再進行上一注漿段的注漿加固處理，直到超過樁身混凝土離析孔段上部1.50m為止。

　　4.3 注漿量的控制

　　注漿量Q可以按下式進行確定：Q=K×V×A×n×α×β

　　式中V—受灌地層的加固體積;K—漿液的損耗系數(shù);K取1.10～1.30; A—受灌地層吸漿量，根據(jù)《施工規(guī)范》選取;n—受灌地層的孔隙率，樁身混凝土質(zhì)量缺陷部分取20%，樁端基巖溶溝或溶槽部分取40%;α—漿液結(jié)石率，α取0.90～0.95 ; β—有效充填系數(shù)，β取0.85～0.95。

　　4.4 注漿壓力的選擇

　　注漿壓力的選擇：注漿壓力大小，主要與注漿段頂部深度、漿液擴散半徑、蓋板厚度和地層滲透系數(shù)等因素有關(guān)。注漿壓力的大小理論上可按下式進行計算，并應(yīng)通過現(xiàn)場試驗后確定。

　　P=1/10×βC×γ×Τ+Κ×λ×h，

　　式中P—容許注漿壓力(10N/cm2); Τ—覆蓋層或蓋板的厚度;

　　βC—漿液粘度對水的粘度比，βC值在1～3范圍選擇;

　　γ—圓礫層之上的覆蓋層或蓋板的容重，(t/m3);

　　K—與注漿方法有關(guān)的系數(shù)，自下而上，K=0.6;

　　λ—與砂礫石層結(jié)構(gòu)性質(zhì)有關(guān)系數(shù)：λ值取0.5～1.5;結(jié)構(gòu)疏松，滲透性強的，λ取小值;結(jié)構(gòu)緊密，滲透性差的，λ取大值;

　　h—蓋板底部至注漿段頂部的深度(m)。

　　本次注漿加固補強施工用注漿壓力選擇0.80～1.00MPa，實際施工應(yīng)據(jù)注漿實際情況進行適當(dāng)調(diào)整。

　　4.5 漿液的配制

　　水泥漿：采用現(xiàn)場機械攪拌，攪拌均勻。根據(jù)樁底基巖溶溝或溶槽和樁底沉渣及樁身混凝土夾泥或離析情況，采用級配的漿液，采用水灰比為：1.5:1;1:1;0.8:1;0.6:1四種級配的漿液四種;同時施工現(xiàn)場應(yīng)根據(jù)地層吸漿量的大小和壓力變化及時做相應(yīng)的調(diào)整。水玻璃溶液摻入量應(yīng)根據(jù)受灌地層預(yù)計注漿量確定。當(dāng)溶溝或溶槽內(nèi)某一注漿段吸漿量超過預(yù)計注漿量時，為有效控制水泥漿液的無效擴散半徑，適當(dāng)摻入水玻璃，其摻量為水泥用量的10%～20%。對于樁底基巖溶溝或溶槽的注漿加固處理，應(yīng)當(dāng)采用水灰比為： 1:1;0.8:1;0.6:1三種級配的漿液注漿加固處理;對于樁底沉渣及樁身混凝土夾泥或離析等樁身混凝土質(zhì)量缺陷，應(yīng)當(dāng)采用水灰比為：1.5:1;1:1;0.8:1三種級配的漿液進行注漿補強處理。

　　4.5終灌標(biāo)準(zhǔn)

　　(1)當(dāng)實際注漿量達到設(shè)計注漿量的1.2倍，或者地面冒漿;

　　(2)當(dāng)注漿壓力達到設(shè)計注漿壓力且地層吸漿量30L/h并保持30min;

　　(3)當(dāng)樁及其上部承臺的抬升量超過預(yù)計的抬升量。

　　5 施工要點

　　(1)測量跟蹤觀測：為確保樁端以下溶溝或溶槽和樁底沉渣及樁身混凝土夾泥或離析的注漿加固補強施工安全，避免因注漿引起樁及其周圍既有建筑物抬升。在注漿加固補強施工前，應(yīng)當(dāng)在距樁10～15m、通視效果好的位置埋樁設(shè)點，建立合理的測量控制點和監(jiān)測網(wǎng)。在注漿加固處理施工過程中，對樁及其周圍既有建筑物進行測量跟蹤觀測，如發(fā)現(xiàn)樁或承臺抬升量過大，應(yīng)當(dāng)立即停止注漿，待查明原因后，采取有效預(yù)防措施后再進行施工。樁或其周圍既有建筑物抬升量應(yīng)當(dāng)控制5㎜/臺班，施工期間累計抬升量應(yīng)當(dāng)控制在50㎜以內(nèi)。

　　(2)合理控制注漿量：對于樁底沉渣和樁身混凝土質(zhì)量缺陷的注漿加固補強施工時,在每一注漿段初始注漿時，應(yīng)采用稀漿、少摻水玻璃，先讓漿液擴散充填，當(dāng)?shù)貙游鼭{量達到一定量后逐步采取增加水玻璃用量或濃漿，控制漿液的無效擴散半徑，提高注漿壓力，使受灌地層得到進一步擴散、滲透、擠密等作用，從而達到提高其承載力的目的。

　　(3)合理控制注漿壓力：依據(jù)理論計算，本次注漿加固處理的注漿壓力為0.80～1.00MPa，實際施工過程中，應(yīng)依據(jù)注漿加固施工實際情況，適當(dāng)調(diào)整注漿壓力，避免因注漿壓力過大，造成樁及其周圍既有建筑物的抬動。

　　(4)冒漿事故的處理：在注漿過程中，當(dāng)出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象時，減少原材料的浪費，應(yīng)采取間歇性注漿。

　　(5)注漿加固補強措施：注漿加固處理完成后，應(yīng)及時布孔檢測注漿加固效果。如發(fā)現(xiàn)某段存在薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)及時采取注漿加固補強措施，直到滿足設(shè)計要求為止。

　　6 結(jié)語

　　(1)本工程采用注漿加固補強方法對樁端以下溶溝或溶槽和樁底沉碴及樁身離析混凝土注漿加固補強處理，具有技術(shù)可行、操作簡單、工程成本低等優(yōu)點。

　　(2)樁端以下巖溶發(fā)育和樁身質(zhì)量缺陷經(jīng)注漿加固補強處理后，樁承載力得到明顯提高。