葛洲坝集团试验检测有限公司
摘要：为了使桥梁建设的质量得到保障，最重要的是将桩基础工程处理到位，因此就需要在施工过程中检查桩柱的质量，在发现缺陷之后必须结合地质资料与检测结果明确桩柱缺陷的原因，进而在此基础上采取高压喷射注浆法进行处理，并彻底清洗桩底沉渣及回灌混凝土。本文就对此进行了具体分析。
关键词：桩基础；问题桩加固；混凝土回灌
0 引言
近年来，我国桥梁建设成果较为显著，进一步推动了我国交通行业与建筑行业的发展，但在施工过程中桩柱缺陷较为常见，严重影响了桥梁建设的质量。因此，在施工过程中必须采用动测验与静荷载试验等多种检测方式明确存在缺陷的桩柱，并结合施工的具体特点选择相应的处理方法，本文就以某工程为例，对这一问题进行了详细的探讨与分析。
1 综合检测要点
本次工程处于江河面，南北两岸分别为一二级阶地，地势起伏较大。其中盐渍岩呈白色团块状，破碎情况较为严重，并且内部硬石膏含量较高，局部区域还包括氯化钠晶体。另外，岩石具有易击断的特性；岩芯以碎块状呈现，厚度不高于5.9m；施工场地内部的地下水含量相对较少，水位处于地表以下4m之内。通过对水质进行检测，发现其具有腐蚀混凝土的特性，侵蚀性较为显著。
1.1 桩基种类选择
通过对施工场地的地质勘查结果进行全面分析，发现端承桩基础与本次施工的情况较为符合，因此选择该类型的桩基础。在操作过程中首先需要在成岩较好的泥灰岩中缓慢嵌入桩尖，嵌入深度应大于2.5m且小于5m。另外，桩长普遍介于25m～30m，考虑到这一因素，最终选择钻孔灌注桩且需要达到一桩一柱的基本要求。另外，桩的直径分为两种情况，分别是1.5m、2m，之后需要在岸边设立30根桩柱，同时，本次工程队桩身混凝土的强度也有着严格要求，需要选择等级为C25的混凝土。在施工过程中必须将这些要点处理到位，否则就会影响施工质量。
1.2 工程质量控制
由于岸边总共设立32根桩且为上孔灌注桩，因此首先需要对这些桩柱的桩身进行全面检测。在检测过程中，考虑到工程的特点，主要选择反射波法与阻抗法，进而通过绘制曲线确定桩身的完整性。经检测发现其中有两根桩柱的桩身存在一定缺陷，除此之外的其他桩柱质量均达到了施工要求。通过对曲线进行分析，发现存在问题的其中一根桩柱在断裂处存在着重复反射的问题，并且断桩位置约在9m处，通过进一步严格计算，发现断桩的准确位置在11m处。在完成此环节的处理之后，需要以桩基技术的操作规范作为基本原则，并以任意选择的方式抽取3根桩柱且确保桩径为2.0m，进而在此基础上进行单桩静载试验。试验结果显示，其中有两根桩柱与设计要求不相符合，其各自的承载极限分别为7500kN与7780kN，而另外一根桩柱与设计要求相符，其最高承载力接近9000kN。为了了解问题桩柱存在缺陷的具体部位，需要进行钻孔抽芯检测。检测结果显示，其中一根桩柱的问题为断桩不胶结，缺陷位置约在10m处，另外一根桩柱的问题同样也是断桩不胶结，缺陷位置约在12m处，并且其中存在芯样不成块的问题，但由于在钻进过程中整块已经被破坏，因此无法通过分析了解破碎段的总长。另外，通过对桩身整体进行检测，发现其他部位完好，并且桩身的混凝土强度也与设计要求完全符合。
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1.3 事故检测分析
结合检测结果与地质报告，可判断造成桩柱缺陷的原因主要包括以下几点。第一，将其中一根缺陷桩柱的荷载加至7560kN时，沉降量在短时间内急剧增加，使得荷载难以保持稳定状态，动测结果显示桩柱存在断裂缺陷且位于9m处，之所以会出现沉降量急剧增加的问题，主要包括两个原因。首先是未能准确测量孔口泥浆比重，进而导致孔底的残渣量过大，与规范值55m不相符合，甚至远超过规范值。其次，可能与桩底基岩的特性有关，即桩端在遇到灰岩溶洞之后会发现淤积现象，进而使桩端产生沉渣。第二，针对另外一根存在缺陷的桩柱，在进行静载试验的过程中将荷载加至7800kN时时沉降量急剧增加且荷载难以保持稳定状态，并且动态检测结果显示桩柱存在断裂及胶结等多种缺陷，同时，混凝土还出现了离析现象，缺陷位置在11m处。第三，混凝土之所以会产生离析与胶结问题，主要与地下水位有关，由于水位过高会进一步增大水压，因此影响了混凝土的质量。另外，在对两根缺陷桩柱施工的过程中，当混凝土浇筑位置处于9m与11m处时因突然断电导致施工不得不暂时停止。最终使得隔水层形成硬壳，进而难以灌入混凝土，进而形成断裂缺陷。
2 问题桩加固
2.1 高压喷射注浆
结合桩柱缺陷类型，在处理时最好选择高压喷射法，具体的操作步骤如下。首先需要选择材料，分别为硅酸盐、水泥、化学剂、氯化鈉，并且应将水灰比控制在0.4左右。其次，在施工过程中首先需要在缺陷部位钻孔，在完全穿过缺陷处之后还要进入桩身约2m左右，并且需要时刻观察孔内的水量；在孔口处预埋岩心管且位于桩顶以上0.4m处，养护时间约为一周，并且需要对强度进行检测，达标之后就可使用；将注浆管插入孔内，与孔底距离保持15cm左右，并且需要进行变接头的安装；将高压泵车与浆管上部进行连接，并确保两者处于接通状态；在不封闭孔口的状态下以低压的方式向孔内注浆并突出清水，待浓浆溢出后可加大压力注浆并将预埋管做封闭处理，在此过程中，需要将泵压保持在10MPa左右。另外，需要对施工过程中的注浆量及操作时间等各项要素进行明确记录，待浆液溢出并留有20min的稳定时间即可停止操作。最后是释放管内压力，抽出注浆管并用清水冲洗，之后需要将水泥浆灌入孔中并投入适量碎石，在此过程中需要用钢筋作搅动处理。
2.2 桩底沉渣处理
在缺陷桩柱原本处理好的中心孔增设用于排水与排浆的孔道，并且在中心与排水两个孔道处分别埋置岩芯管与带接箍，前者的长度为1m，后者的直径应控制在0.075m左右。另外，需要将钻机安装在孔口部位，之后启动高压泵并持续旋转喷射，进而使孔底的沉渣在高压作用下从两个孔道中排出。
2.3 混凝土回灌
在桩底沉渣排出量达到施工要求的情况下即可停止喷射，之后进入混凝土的回灌环节，在此过程中对混凝土有以下几项基本要求。第一，坍落度为15cm；第二，混凝土强度为C25；第三，混凝土应为瓜子片碎石的形态。
3 问题处理效果
在完成缺陷处理之后对桩身质量进行了全面检测，在此过程中所选择的是低应变法。检测结果显示两根桩柱的长度分别是为26m与28m，代表缺陷已经修复。之后通过静载试验测得两根桩柱的最高承载力均在8000kN以上，表明所选择的缺陷修复方法是十分有效的。但需要注意的，在进行静载试验的过程中必须充分考虑地质资料与设计要求等多项因素。
结语：总而言之，桥梁建设的质量与桩基础工程是否处理到位有着直接关联，因此必须通过检测发现存在缺陷的桩柱，并在明确原因的基础上制定出相应的解决策略，确保桩身长度与实际要求相符，本文就对此进行了深入探究。
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论文作者:李二娜,汤尧
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/1
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