摘要：文章通过分析一例人工挖孔桩质量事故，介绍了钻芯法在该类桩检测中的可靠性，以及展示了高压注浆加固法对该类事故桩处理的效果。
关键词：钻芯法；注浆加固；离析；
1 工程概况
青岛市崂山区某工程7#楼基础形式为桩基，桩基的作用是承担上部结构的荷载，并将其传入持力层。基桩采用人工挖孔混凝土灌注桩，单桩单柱，共39根，桩径分别为800mm、900mm、1100mm、1200mm，混凝土强度等级为C40，桩端持力层为花岗岩强风化带，桩基基础设计等级为甲级。
勘察资料表明，拟建场地勘察深度范围内地层结构较简单，层序较清晰，上覆第四系主要由素填土（Q4ml）、粉质黏土（Q3el+dl）组成，下伏基岩为中生代燕山晚期花岗岩（γ53），局部有煌斑岩（χ53）岩脉穿插其中。根据地层岩性、成因时代及工程特性的不同，按自上而下简述如下：
第1层：素填土
该层在拟建场地范围内均有分布，层厚1.00～25.20m，平均13.85m；层底标高31.43～41.30m，平均36.80m；层底埋深1.00～25.20m，平均13.85m。
第14层：粉质黏土
该层在拟建场地范围内分布较广泛，层厚0.50～9.70m，平均3.16m；层底标高29.55～38.82m，平均34.01m；层底埋深3.80～26.80m，平均16.62m。
第15层：全风化花岗岩（γ53）
该层在拟建场地范围内仅在149#、150#、176#、182#、184#、202#、218#孔及其附近揭露，层厚1.50～5.60m，平均3.00m；层底标高27.73～36.22m，平均32.14m；层底埋深6.00～30.00m，平均17.66m。
第16层：强风化花岗岩（γ53）
该层在拟建场地范围内均有分布，层厚1.40～16.10m，平均8.16m；层底标高18.33～33.82m，平均25.76m；层底埋深11.80～35.40m，平均26.82m。
第17层：中风化花岗岩（γ53）
该层在拟建场地范围内均有分布，厚度较大，勘察期间未揭穿，最大揭露厚度5.40m。
工程特性稳定，力学性质较好，地基强度高，可作为拟建建筑物良好的地基持力层。
第17-1层：中风化煌斑岩
该层在场地范围内仅在218#孔及其附近揭露，但未揭穿，视厚度7.00m。
中风化煌斑岩：呈脉状穿插于花岗岩岩基中，工程特性较好，性质较均匀，承载能力较高，是拟建物良好的地基持力层。
2 基桩检测中发现的问题
桩基施工完成后28天，依据《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2014对所有基桩采用低应变反射波法进行桩身完整性检测，其中发现22号桩底部有明显缺陷反射，且波速明显低于该类桩平均波速，见图1。初步判定桩身底部混凝土离析或桩底沉渣过厚。22号桩桩径为1200mm，施工记录桩长为8.1米。
图1 22号桩低应变测试波形
为了进一步查清桩身混凝土质量以及桩端与持力层的胶结情况，对该桩进行了钻芯法检测。距离桩中心240mm处均匀对称布置两个钻芯孔，见图2、图3。取出芯样两孔均在7~8米深度位置处存在严重离析，混凝土芯样松散，破碎长度大于20cm，无法取出芯样；桩端持力层钻探表明桩底有少量沉渣，持力层性状与勘察报告相符合。其中离析部位上部芯样局部侧表面有少量气孔、蜂窝麻面，混凝土骨料分布基本均匀；截取上部芯样进行混凝土抗压强度试验，强度均不低于C40。钻芯检测验证了低应变法对此桩完整性的判别。
图2 22号桩A孔芯样照片
图3 22号桩B孔芯样照片
上述检测结果说明该桩上部质量良好，但下部质量很差，满足不了设计要求，如果不进行处理会造成严重的质量事故。
3 事故产生的原因分析
经过对上述检测结果的分析研究以及与施工单位的沟通，发现造成该桩质量问题的主要原因在于施工单位的施工工序控制不当以及对质量管理意识的疏忽，主要由以下两个方面：
（1）局部地下水位较高，浇筑时孔内的杂物和积水没有清理干净，并且该桩在浇筑时中途停止，再次浇筑没有及时排出底部积水；
（2）浇筑混凝土时没有使用串筒或导管等，而采取从孔口直接倒入的方法，混凝土落差过大从而导致离析。
4 事故的处理
该事故发生后，建设单位立即召集各参建单位并邀请行业内相关专家组织专家论证；通过对检测结果以及该桩上部主体结构的分析，认定该桩必须进行处理并且处理后能满足设计承载力要求；对此设计单位提出两种处理方案：一、把该桩全部凿掉并重新浇筑；二、对该桩进行高压注浆加固处理。方案一质量可靠性较高，但受场地条件限制并且周期太长，可行性低；按方案二处理后，只要该桩重新取芯检测能满足设计要求即可，周期相对较短，可行性高。综合考虑决定首先对该桩进行方案二处理，若处理后能满足设计要求即可进行上部结构的施工，否则就要把该桩全部凿掉重新浇筑。
处理步骤：
（1）利用原来的两个取芯孔作为注浆孔，分别命名为孔1、孔2，见图4；
（2）使用专门的密封设备固定在孔1，并从孔1高压注水将桩身缺陷部位的松散混凝土及骨料渣从孔2冲洗出，直到排出清水为止；
（3）注浆采用纯水泥浆，水泥材料选用52.5R级普通硅酸盐水泥；
（4）在孔1下入注浆管至离析部位深度，自下而上注入，直到两孔都冒出水泥浆后，用专门的设备同时密封两孔进行注浆，注浆压力控制在2.5~3MPa，达到一定的压力后停止注浆，以此往复至水泥浆无法注入为止。
图4 注浆孔平面布置图
5 事故处理效果的验证
对该桩进行上述处理后，再次进行钻芯检测。钻取芯样结果表明该桩原离析部位混凝土胶结良好，局部有蜂窝麻面；截取该部位芯样进行混凝土抗压强度试验，强度达到C35；经设计单位复核，该桩能满足设计承载力要求，可不再另作处理。
6 结论
对于人工挖孔桩的完整性检测，用低应变法与钻芯法相结合，低应变法普测，对低应变法检测中不能明确桩身完整性类别的桩或者Ⅲ类桩，可根据实际情况采用钻芯法进行验证检测，能取得更好的检测效果；并且高压注浆加固技术对于处理人工挖孔桩施工中出现的一些质量事故是可行的，尤其对混凝土桩身离析的补强加固能取得不错的效果。
参考文献：
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ106-2014建筑基桩检测技术规范.中国建筑工业出版社，2014.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 94-2008 建筑桩基技术规范.中国建筑工业出版社，2008.
论文作者:刘友朋
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/12
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