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摘要： 本文结合工程实例，阐述了桥梁钻孔灌注桩基础质量检测方法，并提出了桩基工程加固和处理方案，以供桥梁检测人员参考。
关键词：桥梁施工；桩基础；质量检测
1 工程概况
某大桥，采用 60m+100m+60m 连续梁，桩基采用端承桩基础，桩长26m~30m，桩径为2m的钻孔灌注桩，承台尺寸为 12.2m×18.8m×4.5m。为了缩短桥梁工程的施工工期，确保工程的质量，采用钻孔灌注桩单桩基础，混凝土强度等级为C25。
2 地质条件
本工程场地位于江河面，地势高。其中弱风化砂质泥灰岩为盐渍岩，一般呈灰褐～黑褐色夹白色条纹，中厚层状，节理裂隙发育，岩石较破碎，岩石中含有大量的硬石膏、岩盐等，局部为纯芒硝。岩石中水平层理较发育，顺层理面泥质含量较高。全风化层岩性很软，岩芯呈可塑～硬塑粘土夹碎石状，厚0.00～7.60m。强风化层岩性较软，岩芯呈泥夹碎石，厚 0.00～5.90m。
场地内地下水是孔隙水，水量较小，稳定水位为地表下2.35～3.92m。根据所取水样水质分析结果，地下水对混凝土具弱腐蚀性，为硫酸盐氯化钠型侵蚀性。
3 桩基础工程质量检测
3.1 桩基础选择
根据工程地质勘察报告，设计采用端承桩基础，桩尖嵌入成岩状况较好的弱风化砂质泥灰岩中2.50～5.00m，桩长26m~30m，设计为钻孔灌注桩单桩基础，桩直径为2m，一共30根桩，桩身混凝土强度等级为C25。
3.2 桩基工程质量检测
（1）桩基工程动测试验
对30根钻孔灌注桩进行检测，检测采用低应变应力波反射波法和机械阻抗法相结合，根据应力波理论和反射波特征及导纳曲线综合分析，确定桩身完整性，检测结果表明2-1#，11-4#两根桩桩身不完整，存在缺陷，其余桩质量均合格。见图1。
图1 桩导纳曲线
根据图1(a)所示，2-1 #桩上波在断裂处重复反射，△f=240Hz，△L = C/2△f =4350/480≈9m，表明断桩在 9m 处(波速取 4350m/s)。由图1(b)中可以计算出断桩大致在 11m处。
（2）桩静载荷试验
本工程抽选3根桩径为2.0m的工程桩 2- 1 # (L = 26.30m)，4- 2#(L =27.20m)和 11- 4 # (L=28.12m)进行单桩静载试验，其Q- s特征曲线见图2，其中2-1#，11- 4 #两根桩未达到设计要求，判定其极限承载力分别为7560和7800kN；4-2#桩满足设计要求，其极限承载力达到8970kN。
Q- s曲线关系
（3）桩身抽芯检测
为了确定2-1#和11-4#桩的缺陷部位，对这2根事故桩进行钻孔抽芯检测。从抽取的芯样结果来看，2-1#桩在桩顶下9.00～10.23m存在断桩不胶结现象，11-4#桩在桩顶下11.00～12.41m也存在断桩不胶结情况，芯样均不成块，因钻进时破碎掉块，无法揭露破碎段的总长度，桩身其他部位混凝土胶结较好，经取样试验，其桩身混凝土强度符合设计要求。
3.3 桩基工程事故分析
通过对静载试验和抽芯检测结果分析，结合地质报告的实际情况，造成这2根桩的工程质量事故原因包括以下几点：
（1）从图1的Q- s关系曲线可以看出，2-1#桩在荷载加至7560kN时，沉降量骤增，荷载无法稳定，Q-s曲线为陡降形，动测结果判断其桩身在9.00m处存在断裂缺陷。沉降量骤增的原因可能是由于清孔时间过短或孔口泥浆比重没有测量准确，造成孔底沉渣过厚。
（2）对11-4#桩，静载试验中荷载加至7800kN时，沉降量骤增，荷载无法稳定，Q- s曲线为陡降形，而且单桩竖向抗压极限承载力与设计值接近，与4-2#桩比较，存在异常现象。动测结果还显示11- 4#桩在11.00m左右处也存在断裂、混凝土离析或胶结不良缺陷。
（3）地下水位高、且丰富，导致场地内地水压高，孔隙水压力不易消散，易使混凝土离析和胶结不良，导致该处有断裂缺陷。
4 桩基工程加固方案
为了保证桩基工程质量，对2根有质量问题的桩进行技术处理，通过对2根桩的质量事故分析，决定对2-1 #桩先采用高压旋转喷射清除孔底沉渣，再补灌细石混凝土，将桩底充填密实以满足沉降要求，之后采用高压喷射注浆进行混凝土离析处理。对11-4#桩缺陷部位，采用高压喷射注浆处理方式。
4.1 高压喷射注浆法处理桩处理
（1）材料选用与配比
① 主材料为525#普通硅酸盐水泥，外检合格；②掺入化学剂：为了提高处理段的混凝土强度，在水泥中加入2%的NaCl；③水灰比：0.4。
（2）施工注意事项
1）桩上钻孔应穿过缺陷段进入完整段1.5～2.0m，施工中应注意孔内水量的消耗情况；
2）孔口用水泥封固预埋一根长1.2m、直径73mm的岩芯管，高出桩顶0.4m，当达到一定强度后方可使用；3）插入注浆管至距孔底 10～15cm，并与预埋管口连接部位安装一个变接头；4）注浆管上部与高压泵车接通；⑥记录注浆量、水泥用量、泵压、持续时间，直到泵压自动增高，不进浆或浆液从桩周溢出，待稳定20min 后停止送浆。稍后管内压力释放降低，卸开孔口连接管丝扣，提出送浆管，用清水冲洗注浆管，并在孔内灌满水泥浆，同时从孔口投入适量瓜子片碎石，一面投碎石一面用钢筋上下搅动。
4.2 桩底沉渣清除
在2-1#桩中心孔旁侧施工一个排水、排浆孔，孔径φ110mm，深度以打穿桩身混凝土为准，并在中心孔和排水孔各预埋一根长1.2m、直径73mm岩芯管，带接箍。孔口安装旋喷钻机，在中心孔通过钻杆，底部配有高压旋喷钻头。启动高压泵，喷射高压水 (15～20MPa)，从上到下来回旋转喷射，使孔底沉渣通过高压水从排水孔和中心孔排出，当沉渣清理符合要求时，停止喷射，回灌坍落度为16cm、强度为C25 的瓜子片碎石混凝土。
4.3 处理效果分析
对2根缺陷桩进行处理后，仍采用低应变法检验加固后的桩身质量，检测结果显示2-1#桩的动刚度(740×107N/m)较大，根据平均波速（C =4350m/s）计算出桩长26.02m，与实际长度一致，可以判断桩身缺陷已修复。由检测数据计算11- 4#桩的桩长28.07m，与桩长一致，表明桩身修复后完整性较好。再对这2根桩进行第2次静载荷试验，测得2-1#桩极限承载力为 8150kN，比第1次静载试验的极限承载力提高22.2%，累计沉降值为21.2mm。测得11-4#桩极限承载力为8120kN，承载力提高了4%。这表明采用高压注浆的方法是合理的。
3 结论
综上所述，本文通过对桥梁钻孔灌注桩基础质量检测及加固方案分析，得到了以下几个方面的结论：
（1）利用静载和抽芯试验等方法进行桩基工程质量检测是可行的，在静载试验时，应结合地质资料、施工记录进行检测，合理地抽选试桩，以确保检测的准确性。
（2）钻孔灌注桩钻孔完成以后，我们要及时对孔洞和孔底沉渣进行清理，以满足桩基规范要求。
（3）采用高压喷射注浆法进行桩身混凝土离析、断裂等缺陷的处理，大大地提高桩身完整性。采用高压旋转喷射气流对孔底沉渣进行清除，及时回灌混凝土处理桩底沉渣过厚的措施得当，使桩基沉降量能满足设计要求。
参考文献
[1]朱小华.低应变法桩身完整性检测工程实例分析[J].中华民居，2 013（6）：180-181.
[2]陈云飞.公路桥梁钻孔灌注桩质量检测及缺陷处理[J].江西建材，2014（22）.
论文作者:林伟聪
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/29
标签：钻孔论文; 桩基论文; 混凝土论文; 沉渣论文; 工程论文; 缺陷论文; 高压论文; 《基层建设》2016年18期论文;