摘要：钻孔灌注桩具有承载力高、稳定性好、适应性强、施工方便的优点。随着建筑业的发展，越来越多的建筑工程选择钻孔灌注桩基础来满足地基承载力的要求。由于灌注桩是在泥浆护壁后，按照设计放置钢筋笼，再灌注水下混凝土，施工中不可避免会出现各种质量问题。以下是对灌注桩质量缺陷修复方法的探讨。
关键词：灌注桩；检测；补强
前言
灌注桩具有施工工艺简单、承载力大、对各种地质条件适应性广的优点。它被广泛应用于现代社会的建筑工程中。桩基是隐蔽工程，存在质量缺陷时不能直接判断，必须用相应的检测方法进行检测和分析。准确确定桩质量缺陷的范围和类型是制定有效缺陷处理方案的重要前提。工程实例应用表明，声波透射法结合岩心钻探法可以准确确定桩身质量缺陷的范围和类型。
1灌注桩缺陷的检测方法
1.1低应变法检测
低应变法（反射波法）检测因其操作简单、费用低廉，是目前最为普遍的桩身完整性检测方法。低应变法假设桩身为一维弹性杆件，在桩顶处施加竖向激振力产生弹性波，波沿桩身向下传播，遇明显的界面或截面变化时，波阻抗发生变化，产生反射波，通过安装在桩顶的传感器接收反射信号，借以识别桩身不同部位的信息。其局限性在于无法定量评价缺陷尺寸，对桩身截面的渐变不能识别，冲击能量小，较深处的截面变化无法测得，信号干扰源多，判定结果较为依赖经验。
某工程灌注桩试桩A（直径1000mm、桩长22.34m）如图1，声波透射法检测桩身完整性结果为I类，采用低应变法加测，发现桩身4.2m附近存在明显缺陷（低应变法曲线如图2.a）。由于场地土质条件较好，遂采用直接开挖的方式验证。开挖后，在4.2m桩身位置发现大小不等的三处夹泥，夹泥最大处深可见主筋，长度达到0.5m。
补强措施。首先用高压水枪清洗夹泥位置，随后将1200mm直径套筒（高度300mm）固定在夹泥位置同一水平上、下部加塞模板，灌注细石混凝土，标号提高一级，振捣密实，回填后待强度达到检测要求，复测低应变，效果显著（低应变法曲线如图2.b）。
图1 试桩A桩身夹泥
a.初测曲线
b.复测曲线
图2 低应变曲线
1.2声波透射法检测
声波透射法由超声脉冲发射源在混凝土内激发高频弹性脉冲波，通过预埋在混凝土中的管道接收并记录该脉冲波在混凝土内传播过程中的波动特征，根据波的到达时间和波的能量衰减、频率变化和波形畸变程度沿桩深度的变化程度，判别其缺陷程度和位置。由于声波透射法检测需在桩身中预埋声波管，声波管的埋设质量影响其检测效果，应严格控制声波管的垂直度和密闭性。声波管埋设的纵向位置（钢筋笼内）限制了检测范围仅为桩身中心，因此，声波透射法对桩截面的变化无法探查。当采用水平扫测方式时，鉴于扫测间隔的限制，声波透射法无法测得水平向裂缝。
在声波透射法的检测中判定为不合格的桩，应予以重视，若缺陷严重，已无有效的加固方法，应予以废除，二次造孔重新灌注；若仅为局部位置的蜂窝离析等混凝土缺陷，依靠声波透射法给出的深度和平面位置，可通过钻芯法开孔验证，结合清孔注浆补强，复测时可采用高应变法验证其承载力。
1.3高应变法检测
高应变法通过波动理论分析重锤冲击桩顶测得的桩顶速度和力的时程曲线，可获得试桩的单桩承载力、桩身完整性、桩身侧摩阻力和桩端阻力等数据。承载力检测方法中，高应变法较为经济、便捷。从结果来看，高应变法既可测得承载力，又可测得完整性，是较为全面的一种方法。高应变法还可作为监控手段，使用自由落锤复打方法处理浮桩及桩端嵌入持力层深度不足问题。
1.4钻芯法检测
钻芯法是采用钻探技术在桩身中心附近位置开孔，钻取桩身混凝土芯样及桩端持力层，通过观察芯样判定混凝土完整程度，测试钻取的芯样获得桩身混凝土强度，综合评价桩身完整性质量。钻芯法直接钻得桩身混凝土与桩端持力层，可定性描述，方法直接。钻芯法的争议之处是钻芯法钻孔面积与桩截面积之比非常小，难以对整桩缺陷做出全面评价；且钻孔垂直度要求高，对长径比大的桩难以实现通长钻取；无法发现缩颈问题，水平裂缝难于辨别。
2缺陷桩常用处理方法
2.1原位复桩法
当桩身缺陷较为严重，难以采用加固处理方法时，应废除该桩，并在原位重新成孔灌注新桩。处理成本高，工期长，对桩周土体扰动大，可能影响新桩的承载力，但对缺陷的处理最彻底。
2.2接桩法
当桩身缺陷位于桩头或深度较浅的位置，可采用接桩法。开挖浅基坑并凿除缺陷段桩身，至少应凿除至较好的混凝土面以下500mm，确保缺陷范围被彻底凿除。对接桩面进行凿毛，并清理积水和淤泥，保证接桩面情况良好，重新搭接钢筋笼并灌注混凝土，接桩段应凿除桩头浮浆。
2.3加桩法
当工期十分紧急时，可根据缺陷桩的具体情况初算其残余承载力，且应考虑安全系数对承载力的折减，随后进行加桩设计，加桩数量宜为偶数，以原桩位为中心对称布置，桩距应满足设计要求。
2.4高压注浆法
适用于当缺陷类型为局部夹泥或料多浆少的离析情况，通过准确测定缺陷区域后，根据缺陷范围大小决定钻芯数量，采用机具加压注入水清除夹泥后，高压注入水泥浆，水泥浆渗入混凝土中孔洞沟槽、土体孔隙中，凝结后可达到加固的效果，同时增强桩身与缺陷范围的土体粘结力。此法较为经济实用，若缺陷类型满足条件，建议采用此法处理，但由于深层位置的复杂性以及注浆工艺水平的差异性，处理效果参差不齐，且处理效果通过无损方法进行复测准确性难以保证。
2.5桩侧导坑修补法
适用于当缺陷类型为缺陷且缺陷位置较浅时，先测定缺陷的方位，人工从桩侧开挖至缺陷段，清楚缺陷位置至较好混凝土面，对混凝土面进行凿毛，其中上顶面应造成倾斜形状，角度宜大于45°，便于混凝土滑入和振捣充实，以免出现空洞情况，随后在桩侧导坑放置钢筋笼，与缺陷桩钢筋笼进行焊接搭接，随后灌注混凝土并充分振捣成桩。此法增大了桩身截面面积同时加强了桩周土体的粘结力，加固操作方便，易于实施。
3结语
当发现桩身质量缺陷的时候，应用声波透射法及钻芯法准确测定缺陷所在位置及范围大小，能够为缺陷桩的承载力分析、缺陷处理方案的制定提供非常重要的数据，从而提高处理效率，节约处理成本。
参考文献：
［1］赵其华，彭社琴编.基础工程［M］.北京：中国建筑工业出版社，2012：1-20.
［2］袁以堂，覃荣斌，黄启明.浅谈桥梁桩基缺陷成因及处理措施［J］.西部交通科技，2010（6）：68-72.
论文作者:史志伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/26
标签：缺陷论文; 声波论文; 混凝土论文; 承载力论文; 位置论文; 截面论文; 复测论文; 《基层建设》2019年第16期论文;