羅佳衡

摘 要：通過貴廣鐵路北江特大橋某缺陷樁基采用了復(fù)合注漿加固處理技術(shù)而取得了良好的效果，對復(fù)合注漿技術(shù)在樁基缺陷處理應(yīng)用中的施工工藝、施工參數(shù)、漿液材料等進(jìn)行了詳細(xì)闡述。實踐再次證明，利用復(fù)合注漿技術(shù)進(jìn)行樁基缺陷加固處理具有較強(qiáng)的適用性，值得推廣。

關(guān)鍵詞：橋梁樁基施工；缺陷；加固處理；復(fù)合注漿技術(shù)

隨著我國基本建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，樁基礎(chǔ)作為深基礎(chǔ)中的一種，已在建筑工程、交通工程中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于受勘察布孔的局限性影響，或施工方法的不當(dāng)，樁基礎(chǔ)在檢測過程中不時發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量缺陷問題，許多樁基樁身質(zhì)量存在缺陷，達(dá)不到設(shè)計要求，需要進(jìn)行加固處理。如何有效地進(jìn)行樁基缺陷加固處理是擺在工程技術(shù)人員面前的一個難題。

1 工程概況

北江特大橋某墩基礎(chǔ)采用18根φ2.2m沖孔灌注樁基礎(chǔ)，樁頂標(biāo)高為-4.749m，設(shè)計樁長70m，樁身砼等級為C30。場內(nèi)據(jù)地質(zhì)鉆孔資料顯示，自上而下地層分布見表1。

樁基質(zhì)量檢測單位對該墩14號樁進(jìn)行了超聲波檢測，據(jù)四個超聲波孔檢測發(fā)現(xiàn)：在AB線、AD線、AC線波速不能滿足要求，反映存在質(zhì)量問題。超聲波檢測孔位布置及缺陷位置見圖1（14#樁樁身超聲波檢測孔位布置及超聲波反映缺陷位置示意圖）。

后又經(jīng)抽芯檢測發(fā)現(xiàn)：在標(biāo)高-12.341～-13.141m段樁身砼成樁質(zhì)量差，出現(xiàn)砼局部離析，呈松散狀，粗細(xì)骨料無膠結(jié)，部分砼夾泥的缺陷現(xiàn)象，見圖2（14#樁抽芯缺陷照片）。

為保證樁基日后安全使用，需對樁身缺陷位置進(jìn)行加固處理。經(jīng)對高壓旋噴注漿法、靜壓注漿法、復(fù)合注漿法等各種樁基加固方法進(jìn)行比較，結(jié)合本工程實際情況決定采用樁周旋噴樁帷幕+樁身復(fù)合注漿加固處理+聲測管切割旋噴注漿的方法進(jìn)行加固處理。即采用高壓旋噴注漿法在樁身外側(cè)施工三圈高壓旋噴樁形成帷幕，用以阻隔樁外地層影響，然后對樁身夾泥缺陷段反復(fù)進(jìn)行高壓旋噴切割清洗、氣舉排渣、復(fù)合注漿的補強(qiáng)加固處理方法，最后利用高壓混合介質(zhì)把樁身缺陷段聲測管切斷，從而把聲測管周邊存在強(qiáng)度差的砼切割破壞，再進(jìn)行復(fù)合注漿，終凝后鉆通聲測管利于后期檢測。

2 樁周旋噴樁帷幕施工

2.1 樁周旋噴樁帷幕設(shè)計

經(jīng)超聲波檢測波形圖及抽芯揭示本樁缺陷范圍是局部的（在聲測管ABD小半圓范圍內(nèi)），為了保證樁身加固處理效果，樁周帷幕墻需要足夠的強(qiáng)度和厚度，故共設(shè)計布置三排高壓旋噴樁圍帷，其中1～2排全圓周布置旋噴樁，靠近缺陷部位的半圓周上布置第三排旋噴樁。旋噴樁成樁直徑不小于50cm，樁間搭接約10cm，高壓旋噴段深度為標(biāo)高-7.341～ -18.141m，內(nèi)排旋噴樁樁中心距樁外壁25cm，即布于與沖孔樁同軸φ2.7m的圓周上，第二排旋噴樁布于與沖孔樁同軸φ3.3m的圓周上，第三排旋噴樁布于與沖孔樁同軸φ3.8m的圓周上，旋噴樁孔間距約為0.40m，共布置旋噴樁62支。

旋噴樁帷幕布置詳見圖3（14#樁周高壓旋噴樁帷幕布置圖）。旋噴樁完工后候凝7天后，再進(jìn)行樁身加固處理。

2.2 樁周旋噴樁帷幕施工工藝

樁周旋噴樁帷幕施工工藝見圖4：樁周旋噴樁帷幕施工工藝。

圖4 樁周旋噴樁帷幕施工工藝

2.3 樁周高壓旋噴樁帷幕施工參數(shù)及步驟

樁周高壓旋噴樁帷幕施工參數(shù)為：

噴漿壓力20～25MPa，噴嘴直徑2.5～2.8mm，流量50～60L/min，旋轉(zhuǎn)速度10～15r/min，提升速度15～20cm/min， 水泥漿液采用42.5普硅酸鹽水泥配置，外加劑采用早強(qiáng)減水劑（FDN-440），水灰比采用0.8：1：0.01，補漿用的水灰比為0.8：1。

樁周高壓旋噴樁帷幕施工步驟為：

（1） 根據(jù)設(shè)計圖紙要求布好孔位；

（2） 采用錨桿鉆機(jī)，以Ф91mm的鉆具鉆至深度22.50m（標(biāo)高-18.141m）終孔；

（3） 高壓噴射注漿：換噴桿時搭接保證10cm以上，先施工內(nèi)排后施工外排孔。為保證帷幕的質(zhì)量，要求第一排旋噴樁在成樁段進(jìn)行復(fù)噴；

（4） 旋噴施工完成后尚應(yīng)對各孔進(jìn)行補漿；

（5） 候凝7天以上，再進(jìn)行樁身加固處理施工。

3 樁身復(fù)合注漿加固處理

3.1 復(fù)合注漿法及其特點

復(fù)合注漿是將靜壓注漿法和高壓旋噴注漿法進(jìn)行時序結(jié)合發(fā)揮兩種注漿優(yōu)勢的一種新型注漿技術(shù)。實際工程中是先采用高壓旋噴注漿成樁柱體，再采用靜壓注漿增強(qiáng)旋噴效果，擴(kuò)散加固漿液，防止固結(jié)收縮，消除注漿盲區(qū)。將復(fù)合注漿技術(shù)應(yīng)用在樁基缺陷加固處理中，能充分發(fā)揮靜壓注漿和高壓旋噴注漿的優(yōu)點，克服其缺點，適用地層范圍廣、加固效果好，保證了加固的成功率和安全性。

3.2 樁身復(fù)合注漿加固處理工藝技術(shù)

樁身復(fù)合注漿加固處理工藝見圖5（樁身復(fù)合注漿施工工藝）。

進(jìn)行樁身補強(qiáng)孔布設(shè)前，需把樁頂浮漿鑿出整平，找出原有抽芯孔，下入Ф100mm鐵管2.0m，其中鐵管突出樁面1.5m，用水泥砂漿封固，注漿前把這些孔清洗干凈，灌滿濃水泥漿，保證樁身強(qiáng)度。

（1） 注漿鉆孔施工：根據(jù)超聲波測試和抽芯揭示結(jié)果確定樁身復(fù)合注漿加固處理孔位及個數(shù)，本樁加固處理孔位布置如圖6所示。先采用地質(zhì)鉆機(jī)在樁中進(jìn)行鉆孔抽芯，開孔直徑130mm，鉆孔深度至缺陷位置以下1m左右，鉆孔垂直度保證<1%。若對樁底持力層缺陷加固需根據(jù)設(shè)計樁底持力層要求從樁中或樁側(cè)鉆孔抽芯至完整持力層以下3m左右。

（2） 建立孔口注漿裝置：注漿鉆孔施工完成以后，在注漿口建立注漿裝置?？卓谧{裝置采用預(yù)埋設(shè)的方式固定在樁頂注漿孔口，采用水泥水玻璃漿液將孔口裝置與鉆孔之間的間隙固定密封，耐壓4MPa以上?？卓谧{裝置既要滿足靜壓注漿要求又要滿足高壓旋噴注漿管可以從其中下鉆的要求。對于本樁，前期抽芯檢測孔同樣需在孔口建立注漿裝置。

（3）采用高壓旋噴方式噴射清水進(jìn)行缺陷切割和氣舉排渣：孔口注漿裝置埋設(shè)1～2d后，對各補強(qiáng)孔已揭露缺陷段進(jìn)行高壓旋噴切割，將注漿管分段下入孔底，每段注漿鉆桿需連接緊密并采用麻絲密封。

（4）采用高壓旋噴注漿方式進(jìn)行注漿：按要求進(jìn)行清水噴射洗孔和切割缺陷擴(kuò)孔后，再采用高壓旋噴注漿方式進(jìn)行旋噴注漿。將注漿管分段下入孔底后，從下而上進(jìn)行旋噴注漿，旋噴注漿一般采用單管旋噴注漿方式。

圖5 樁身復(fù)合注漿施工工藝 圖6 14#樁身砼缺陷段補強(qiáng)孔平面布置圖

3.3 復(fù)合注漿法的漿液材料

（1）主劑：采用水泥漿為主劑。對樁基礎(chǔ)缺陷進(jìn)行加固補強(qiáng)注漿時，為了獲得較高的固結(jié)體強(qiáng)度，可采用高標(biāo)號的普通硅酸鹽水泥。本樁加固處理時，水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥。

（2）外加劑：常用外加劑為速凝劑、早強(qiáng)劑等。速凝劑常采用水玻璃，水玻璃參量一般為水泥用量的2%～4%，靜壓注漿時，水玻璃參量可為水泥用量的10%～100%。早強(qiáng)劑參量一般為水泥用量的2%～4%。本樁加固處理時，早強(qiáng)劑采用FDN-440型緩凝減水劑。

3.4 復(fù)合注漿法的工藝參數(shù)

（1）旋噴注漿壓力：采用單管高壓旋噴法時，漿液或清水噴射壓力為20～30MPa；采用二重管高壓旋噴法時，空氣壓力為0.7 MPa，漿液壓力為20～30MPa；采用三重管高壓旋噴法時，水壓力為20～30MPa，空氣壓力為0.7 MPa，漿液壓力為2～5MPa。在對本樁基樁身缺陷進(jìn)行加固補強(qiáng)注漿時，采用單管高壓旋噴注漿，注漿壓力為25～30MPa。

（2）噴射提升速度：在對樁基缺陷進(jìn)行加固補強(qiáng)注漿時采用10～15cm.min-1。

（3）噴射旋轉(zhuǎn)速度：20～40 r.min-1。

4 聲測管切割旋噴注漿

樁身復(fù)合注漿加固處理后7天，可先進(jìn)行超聲波檢測，若檢測效果好就不用進(jìn)行聲測管高壓切割復(fù)合注漿處理；若檢測不理想，可再進(jìn)行聲測管高壓切割及復(fù)合注漿處理。

聲測管切割是利用高壓混合介質(zhì)把樁身缺陷段聲測管切斷，進(jìn)而把聲測管周邊存在強(qiáng)度差的砼切割破壞再通過氣舉排渣法排出孔外，最后進(jìn)行復(fù)合注漿加固處理，終凝后鉆通聲測管待檢。

聲測管切割及復(fù)合注漿施工步驟為：

（1） 投放泥球封孔。在A聲測管中投入泥球至標(biāo)高-14.000m的位置。投放泥球時注意事項：①泥球不能做得太大，直徑應(yīng)滿足比聲測管略小能在聲測管內(nèi)自由下行為宜；②投放時應(yīng)連續(xù)不間斷的一個一個投下去；③最后測量準(zhǔn)確位置。

（2） 高壓噴射切割聲測管

泥球投放至標(biāo)高后下入高壓噴射鉆具在-14.000m位置，自下而上每隔10cm利用高壓介質(zhì)進(jìn)行切割聲測管到標(biāo)高-12.000m。高壓噴射切割壓力為25～28MPa，轉(zhuǎn)速5～10 r.min-1。

（3） 聲測管內(nèi)復(fù)合注漿

聲測管內(nèi)復(fù)合注漿加固處理工藝及要求同本文樁身復(fù)合注漿加固處理工藝及要求一致，此處不在贅述。

5 加固效果檢驗

施工結(jié)束后應(yīng)業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理等各方要求，檢測單位對該樁進(jìn)行了超聲波和抽芯檢測，檢測結(jié)果顯示該樁能達(dá)到設(shè)計要求。實踐再次表明利用復(fù)合注漿對缺陷樁基進(jìn)行加固處理效果明顯，是科學(xué)合理的。

6 結(jié)論

復(fù)合注漿是將靜壓注漿法和高壓旋噴注漿法進(jìn)行時序結(jié)合發(fā)揮兩種注漿優(yōu)勢的一種新型注漿技術(shù)。實際工程中是先采用高壓旋噴注漿成樁柱體，再采用靜壓注漿增強(qiáng)旋噴效果，擴(kuò)散加固漿液，防止固結(jié)收縮，消除注漿盲區(qū)。該樁基缺陷加固處理的成功再次證明：將復(fù)合注漿技術(shù)應(yīng)用在樁基缺陷加固處理中，能充分發(fā)揮靜壓注漿和高壓旋噴注漿的優(yōu)點，加固效果好，保證了加固的成功率和安全性。

參考文獻(xiàn)：

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