广东省水利水电第三工程局有限公司 广东 523710
摘要：本文结合工程实践，利用超声波检测及抽芯取样分析灌注桩完整性及评价了不同的缺陷处理方法，论述原位冲孔处理缺陷的措施。
关键词：冲孔灌注桩；声测分析；断桩处理方法；原位冲孔法
冲孔灌注桩随着工程技术的发展的，施工技术日臻成熟。冲孔灌注桩的桩基检测理论也相当完善，缺陷桩产生的频率正在逐步减少。但因工程地质条件和水文地质条件复杂，施工过程中存在人为因素、环境因素及材料因素等的影响，工程建设中缺陷桩仍然存在。由其对桩身存在明显缺陷，对桩结构承载力有影响，不能满足结构使用安全及耐久性的需求，因而对桩缺陷处理的措施的探讨显得十分必要。
1 工程概况
某35kv、10kv同架塔P1为跨越江而设，塔高为50米，该塔塔身采用钢结构，基础采冲孔灌注桩，桩径2200mm，桩长18.3m，共4根，混凝土强度等级C25（水下混凝土）。桩基础施工完成后，采用超声波法检测，检测后发现P1-1号和P1-2号桩存在明显缺陷。
由下曲线可知，P1-1号灌注桩的平均声速4.170km/s～4.565km/s，P1-2号灌注桩的平均声速4.239km/s～4.699km/s；P1-1号在5米～9米范围内存在波形差，声速低，混凝土灌注桩存在缺陷；P1-2号灌注桩7米～10米范围内存在波形差，声速较低却波动较大，混凝土灌注桩存在不够密实、不够均匀，存在明显缺陷。
其曲线如下所示：
P1-1号灌注桩实测基桩声速-深度、波幅-深度及PSD曲线图
P1-2号灌注桩实测基桩声速-深度、波幅-深度及PSD曲线图
我方决定抽芯验证P1-1灌注桩在5.0～8.0m及P1-2灌注桩7.0～9.0m是否存在缺陷现象，其抽芯结果如下表所示：
P1-1灌注桩抽芯评价表
P1-2灌注桩抽芯评价表
通过抽芯的分析表的分析，其结果与超声检测一致。
2 造成缺陷的原因分析
2.1 商品混凝土运输出现故障
冲孔桩灌注的混凝土浇筑中，因混凝土灌车出现的故障使混凝土灌注出现中断导致缺陷现象，致使桩孔内的土体塌落或泥浆沉淀在已灌注混凝土面上出现夹泥形成的。
2.2导管出现塞管及渗漏、提升速度过快的事故
（1）混凝土卡管或严重漏水，拔出导管处理故障后；导管接口渗漏，使泥浆进入导管，在混凝土内形成夹层；
（2）导管出现混凝土塞管，拔出处理导致浇筑缺陷；
（3）导管提升速度过快，导致埋在混凝土深度不够，造成浇筑缺陷。
2.3导管挂在钢筋骨架上，提升导管时碰撞钢筋笼，使孔壁土体混入混凝土中。
2.4 混凝土配比不当，坍落度过小或过大，流动性差，和易性差等因素。
2.5 因泥浆比重的过小难以护孔，造成局部塌孔。
2.6 暴雨天气影响导致浇筑时不连续及含水量增大，导致的缺陷。
经查阅当时的施工记录，P1-1号桩因商品混凝土运输出现故障及导管提升速度过快导致的缺陷，P1-2号桩因提升速度过快及混凝土配比不当导致的缺陷。
3 选取处理方案
根据工程具体情况，初步选定圧浆补强法，增设承台法，补桩法，原桩破除原位成桩法等，通过可行性分析及和经济考虑比较方案，最终确定方案。
考虑施工条件及技术条件的可行性，同时保证其质量要求，采用原桩破除原位成桩法。
4 方案实施
4.1 原桩破除原位成桩法施工概述
二次浇注区域（从地面往下4米）采用风炮机进行拆除混凝土，并把预埋件取出及切除钢筋，然后回填黏土到地面高程，然后用直径2500mm的冲孔机进行冲孔，正循环方法清空把余下的混凝土，再用磁铁把钢筋吸出，选择合理的冲击参数（原桩实际桩身混凝土抗压强度较高，需要较大的冲击能量使之破碎，经计算采用直径2500mm钻头质量为8～10T之间，经试验冲程采用2m～3m，泥浆密度为1.6～1.8g/cm3，粘度为25～27s）。
4.2 施工设备
手拉冲击钻CK-10、3PNL型泥浆泵、20t吊车、直径2500冲击钻头
4.3 施工中采用的技术措施
（1）冲挖结合，护筒直径比施工的实际桩径大15～20cm，埋设护筒时四周均匀回填黄土夯实，确保桩位准确，孔口稳定。在桩区二次浇注部分采用风炮机机械进行拆除混凝土。
（2）原位成孔，用直径2500mm冲击钻头，为保证不产生孔斜的现象，冲击时密切注意钢丝绳摆动情况，钢丝绳中心应与对中时保持一致。出现孔斜时，采用回填块石及黏土，重新冲孔方法纠偏。
（3）造浆清渣，施工中场地无粘性土从外边运入，倒入孔中以冲击钻头冲击造浆，利用3PNL型泵正循环清空。
（4）清除孔内钢筋，施工中发现主钢筋多呈现2～5cm短节状沉积在孔底，每冲1.5～2m停止冲孔，利用20cmx40cm电磁铁的方法来吸附孔底碎钢筋。
（5）钢筋笼制安及预埋件（地脚螺栓）定位安装，按照设计图图纸要求制安钢筋笼，焊缝满足规范要求。通过泥浆泵清孔，把孔内杂质清除干净再利用20t吊车吊起钢筋笼放入孔内，把泥浆抽掉一部分，抽至离地面2.8米。测量人员放线定位，再安装预埋件。
（6）混凝土浇筑，对于密集型钢筋骨架本工程采用天泵泵送，导管浇筑水下混凝土，保证混凝土浇筑连续性，通过导管的多次震冲，使浇筑混凝土密实。导管上口连接漏斗，漏斗底口设置隔水板或隔水栓等安全可靠的隔水装置，混凝土漏斗和储料斗需有足够的容量，应保证首批混凝土灌注后，使导管埋入混凝土的深度不小于0.8米，也不宜大于3.0米。
罐采用大储料斗，最小容量可参照下图和下列公式计算。
V≥πd2 h1/4＋πD2 HC/4
V—首批砼所需数量，m3
h1—井孔砼面高度达到Hc时，导管内砼柱平衡导管外水（或泥浆）压所需要的高度，即h1≥Hwrw/rc，m
Hc—灌注首批砼时所需井孔内砼面至孔底的高度，
Hc=h2+h3，m
Hw—井孔内砼面以上水或泥浆深度，m
D—冲孔直径，m
d—导管内径，m
rw，rc—水泥浆，砼的容重（取rw=1.2，
rc=2.4）
h2—导管初次埋深（h2 ≥0.8m），m
h3—导管底端至钻孔底间距，约0.3m。
经计算直径2500mm灌注桩，导管直径300mm，则首灌量为V≥πd2 h1/4＋πD2 HC/4=3.14×0.152×（18.3-1.1）×（1.2÷2.4）+3.14×1.252×1.1=6m3
选用单导管单料斗，储料斗容量为6m3，即满足首灌混凝土量的要求。
4.3 施工材料
本工程灌注桩混凝土采用比原设计高两个等级的水下混凝土C35，塌落度18～22cm。
5 结束语
本文所介绍处理灌注桩缺陷的方法选择要考虑结构的安全可靠度，桩身缺陷的情况、施工条件、施工难度等多方面因素。原位破除原位成桩的处理方法是工程的质量得到保证。
综合以上所述，采用原桩破除原位成桩法处理缺陷施工既能满足桩基工程质量要求，而且效果显著；值得在以后的工程中进一步总结经验。
参考文献：
[1]DLT 5024-2005 电力工程地基处理技术规程
[2]石国立 刘强 III类基桩原位破除原位成桩处理技术
[3]马贵 大直径钻孔灌注桩断桩处理方案
论文作者:林东伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/22
标签：混凝土论文; 冲孔论文; 导管论文; 缺陷论文; 原位论文; 钢筋论文; 声速论文; 《基层建设》2018年第1期论文;