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[摘要]：介绍江西省德昌高速公路挖孔灌注桩质量事故分析及处理过程
[关键词]：挖孔灌注桩超声检测压力灌浆
中图分类号：U443.15+4 文献标识码：A
1工程概况
德昌高速公路B2合同段界田高架桥（中心桩号K50+400）。孔径20-30米，设计交角90°，桥梁全长608米。上部采用先简支后结构连续后张法预应力砼T梁，下部为柱式墩，肋板式桥台，挖孔桩基础。
桥位处河沟弯曲，河床纵坡平缓，四季流水，河底为砂砾，土质河岸不稳定。桥位处设计流量Q1%=200.8m3/s，设计流速3.28m/s，设计水位Hs=46.94m。桥址位于两低丘间冲沟内，地面较平坦，为冲沟冲洪积地貌，地表以稻田为主，低丘植被较发育。根据野外踏勘及钻孔资料分析，地表结构自上而下依次为：第四系全新统冲洪积、第四系全新统残坡积、蓟县系计林组。耕植土：褐灰色，湿，松散，成分以粘性土为主，含植物根茎；粉质粘土：褐黄色，稍湿，可塑，成分以粉粘粒为主，含少许铁锰质及砾石，刀切面较光滑，韧性中等，无摇振反应，局部含少许砾石；全风化板岩：灰褐色、灰黄色，岩体风化强烈，结构大部分已破坏，但尚可辨认，岩心多呈土状、碎屑状及少量碎状；强风化板岩：灰黄色，岩体风化较强烈，结构、构造不清，裂隙发育，裂隙面见铁锰质渲染，岩心多呈块状、碎块状，岩质软；中风化板岩：灰色、深灰色，变晶结构，板状构造，岩体裂隙较发育，裂隙面偶见铁锰质渲染，岩心多成短柱状、柱状，局部少量碎块状，岩质较硬；微风化板岩：灰色、深灰色，变晶结构，板状构造，岩心较完整，多成短柱状、柱状，岩质硬。
2人工挖孔桩质量事故
本工程施工完毕后，对全部92根桩均进行声波透射法检测桩身完整性，发现部分桩出现不同程度的缺陷，其中有4根声波透射检测后初步被判为Ⅲ类桩，根据项目建设办下发《德昌高速公路项目桩基监测管理办法（试行）》要求對于检测后初步认定为Ⅲ类及以上的桩基，须取芯进一步验证。随后进行钻孔取芯检验，取芯位置由桩基单位确定，为保证检测数据的相对公正并确保取芯质量，钻芯取样检测与桩检为不同单位。4根Ⅲ类桩全部取芯，
取芯结果表明，声波透射检测Ⅲ类桩除个别缺陷为二次浇筑的的界面外，其余大部份缺陷均分布在9.4～9.9m这两段部位，出现缺陷类型为砼松散破碎，胶结质量差，与声波透射检测结果较为吻合，显示本工程有一定比例的桩存在桩身质量缺陷。
3事故原因分析
该场地桩基出现一定比例的缺陷桩，究竟是设计失误还是施工因素所造成的，为了查明质量事故的原因，我们查阅了场地地质勘测资料，发现地质条件情况简单，地下水不太丰富，且基岩埋深较浅，采用人工挖孔桩是较佳的基础施工方案，问题应出在施工某个环节上。
通过对地质勘察资料和现场施工资料的分析，我们可以排除“地质条件、地下水、成孔难易程度”的影响，然后我们在考察“浇灌工艺、砼配合比、坍落度、振捣”等影响因素。尤其注意浇灌工艺这一环节。因为取芯检测时发现砼芯样夹有泥块、树根。经现场调查得知，该工地浇灌桩身砼时未采用导管，未按照水下砼浇筑桩基。这样浇灌过程中延长了施工时间。加上管理不善，桩身砼浇灌时不连续，井壁渗水未采取任何措施，未使用串筒传送砼，浇灌时下落的砼离析和分层，加上振捣不密实，造成桩身砼松散、蜂窝、空洞等质量缺陷。
4事故处理措施
由于桩身桩身缺陷部位较浅，如果不进行处理，将影响桩的承载能力。基于上述原因分析，我们认为缺陷为浇灌砼时措施不当造成桩身砼不密实，缺陷性质为局部桩身段松散、蜂窝等类型。经研究决定对3根Ⅲ类桩采用压力灌浆法进行加固补强，具体步骤如下：
⑴钻孔：每桩钻1个灌浆孔和1个返浆孔，应充分利用取芯检测时留下的钻孔；
⑵清水高压洗孔：从灌浆孔压入高压清水，直至从另一个孔返回清水为止，反复多次；
⑶高压灌浆：压入浆液由稀到浓，按水灰比0.8→0.6→0.5先后压入浆液，并进行灌浆计量记录，主要记录每分钟吸浆量及总灌入量，灌浆压力初始时不小于0.5MPa，结束时为0.7～1.0 MPa。
⑷稳压封孔结束灌浆：当最后返回浆液水灰比不低于0.5，灌浆压力不低于0.7 MPa，且吸浆量不小于0.4L/min时，维持灌浆压力不变，持续稳压45min，封孔即结束灌浆工作。
5灌浆效果检验
为检验灌浆加固补强效果，在加固补强完成后于2009年12月底对2根桩进行完整性检测，结果显示高压灌浆补强后桩身质量有很大改善，未再出现Ⅲ类桩，为局部轻微缺陷或基本完整的Ⅱ类桩。同时为稳妥起见，在上部结构施工过程中和结构物竣工验收后加强沉降观测。
6结束语
⑴对砼灌注桩要做好桩身质量检验，声波透射法检测法和钻孔取芯法配合进行，能起到经济准确的效果。
⑵对灌注桩施工要严格控制每个环节的质量，尤其是地质条件复杂的桥梁工程更不应该马虎。每个环节都可能影响灌注桩的成桩质量。桩身砼的密实性是保证砼达到设计强度的必要条件，在地下极少水情况下可采用串筒下料及分层振捣浇筑的方法，其中浇筑速度较为关键，特别是在有地下压力水的情况时，要求集中足够的砼短时间浇入，以便领先砼自身重量压住水流的渗入。针对本工程特点，要严格按照三方协商认可的施工控制办法，即采用水下砼浇灌，能够保证灌注桩设计质量要求。
⑶发现桩基质量事故时，要分析原因及时采取补救措施，以排除隐患，补强后应检验加固效果，尤其要注重结构物的沉降观测。
参考文献：
1．公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）.北京：人民交通出版社，2000
2．刘吉士，张俊义，陆亚军. 桥梁施工百问. 北京：人民交通出版社，2006年9月
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
[关键词]：挖孔灌注桩超声检测压力灌浆
中图分类号：U443.15+4 文献标识码：A
1工程概况
德昌高速公路B2合同段界田高架桥（中心桩号K50+400）。孔径20-30米，设计交角90°，桥梁全长608米。上部采用先简支后结构连续后张法预应力砼T梁，下部为柱式墩，肋板式桥台，挖孔桩基础。
桥位处河沟弯曲，河床纵坡平缓，四季流水，河底为砂砾，土质河岸不稳定。桥位处设计流量Q1%=200.8m3/s，设计流速3.28m/s，设计水位Hs=46.94m。桥址位于两低丘间冲沟内，地面较平坦，为冲沟冲洪积地貌，地表以稻田为主，低丘植被较发育。根据野外踏勘及钻孔资料分析，地表结构自上而下依次为：第四系全新统冲洪积、第四系全新统残坡积、蓟县系计林组。耕植土：褐灰色，湿，松散，成分以粘性土为主，含植物根茎；粉质粘土：褐黄色，稍湿，可塑，成分以粉粘粒为主，含少许铁锰质及砾石，刀切面较光滑，韧性中等，无摇振反应，局部含少许砾石；全风化板岩：灰褐色、灰黄色，岩体风化强烈，结构大部分已破坏，但尚可辨认，岩心多呈土状、碎屑状及少量碎状；强风化板岩：灰黄色，岩体风化较强烈，结构、构造不清，裂隙发育，裂隙面见铁锰质渲染，岩心多呈块状、碎块状，岩质软；中风化板岩：灰色、深灰色，变晶结构，板状构造，岩体裂隙较发育，裂隙面偶见铁锰质渲染，岩心多成短柱状、柱状，局部少量碎块状，岩质较硬；微风化板岩：灰色、深灰色，变晶结构，板状构造，岩心较完整，多成短柱状、柱状，岩质硬。
2人工挖孔桩质量事故
本工程施工完毕后，对全部92根桩均进行声波透射法检测桩身完整性，发现部分桩出现不同程度的缺陷，其中有4根声波透射检测后初步被判为Ⅲ类桩，根据项目建设办下发《德昌高速公路项目桩基监测管理办法（试行）》要求對于检测后初步认定为Ⅲ类及以上的桩基，须取芯进一步验证。随后进行钻孔取芯检验，取芯位置由桩基单位确定，为保证检测数据的相对公正并确保取芯质量，钻芯取样检测与桩检为不同单位。4根Ⅲ类桩全部取芯，
取芯结果表明，声波透射检测Ⅲ类桩除个别缺陷为二次浇筑的的界面外，其余大部份缺陷均分布在9.4～9.9m这两段部位，出现缺陷类型为砼松散破碎，胶结质量差，与声波透射检测结果较为吻合，显示本工程有一定比例的桩存在桩身质量缺陷。
3事故原因分析
该场地桩基出现一定比例的缺陷桩，究竟是设计失误还是施工因素所造成的，为了查明质量事故的原因，我们查阅了场地地质勘测资料，发现地质条件情况简单，地下水不太丰富，且基岩埋深较浅，采用人工挖孔桩是较佳的基础施工方案，问题应出在施工某个环节上。
通过对地质勘察资料和现场施工资料的分析，我们可以排除“地质条件、地下水、成孔难易程度”的影响，然后我们在考察“浇灌工艺、砼配合比、坍落度、振捣”等影响因素。尤其注意浇灌工艺这一环节。因为取芯检测时发现砼芯样夹有泥块、树根。经现场调查得知，该工地浇灌桩身砼时未采用导管，未按照水下砼浇筑桩基。这样浇灌过程中延长了施工时间。加上管理不善，桩身砼浇灌时不连续，井壁渗水未采取任何措施，未使用串筒传送砼，浇灌时下落的砼离析和分层，加上振捣不密实，造成桩身砼松散、蜂窝、空洞等质量缺陷。
4事故处理措施
由于桩身桩身缺陷部位较浅，如果不进行处理，将影响桩的承载能力。基于上述原因分析，我们认为缺陷为浇灌砼时措施不当造成桩身砼不密实，缺陷性质为局部桩身段松散、蜂窝等类型。经研究决定对3根Ⅲ类桩采用压力灌浆法进行加固补强，具体步骤如下：
⑴钻孔：每桩钻1个灌浆孔和1个返浆孔，应充分利用取芯检测时留下的钻孔；
⑵清水高压洗孔：从灌浆孔压入高压清水，直至从另一个孔返回清水为止，反复多次；
⑶高压灌浆：压入浆液由稀到浓，按水灰比0.8→0.6→0.5先后压入浆液，并进行灌浆计量记录，主要记录每分钟吸浆量及总灌入量，灌浆压力初始时不小于0.5MPa，结束时为0.7～1.0 MPa。
⑷稳压封孔结束灌浆：当最后返回浆液水灰比不低于0.5，灌浆压力不低于0.7 MPa，且吸浆量不小于0.4L/min时，维持灌浆压力不变，持续稳压45min，封孔即结束灌浆工作。
5灌浆效果检验
为检验灌浆加固补强效果，在加固补强完成后于2009年12月底对2根桩进行完整性检测，结果显示高压灌浆补强后桩身质量有很大改善，未再出现Ⅲ类桩，为局部轻微缺陷或基本完整的Ⅱ类桩。同时为稳妥起见，在上部结构施工过程中和结构物竣工验收后加强沉降观测。
6结束语
⑴对砼灌注桩要做好桩身质量检验，声波透射法检测法和钻孔取芯法配合进行，能起到经济准确的效果。
⑵对灌注桩施工要严格控制每个环节的质量，尤其是地质条件复杂的桥梁工程更不应该马虎。每个环节都可能影响灌注桩的成桩质量。桩身砼的密实性是保证砼达到设计强度的必要条件，在地下极少水情况下可采用串筒下料及分层振捣浇筑的方法，其中浇筑速度较为关键，特别是在有地下压力水的情况时，要求集中足够的砼短时间浇入，以便领先砼自身重量压住水流的渗入。针对本工程特点，要严格按照三方协商认可的施工控制办法，即采用水下砼浇灌，能够保证灌注桩设计质量要求。
⑶发现桩基质量事故时，要分析原因及时采取补救措施，以排除隐患，补强后应检验加固效果，尤其要注重结构物的沉降观测。
参考文献：
1．公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）.北京：人民交通出版社，2000
2．刘吉士，张俊义，陆亚军. 桥梁施工百问. 北京：人民交通出版社，2006年9月
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。