大型機場樁頭缺陷處理技術探究

李紅現，李占良，于新平，馮玉輝，梁金岐，周小虎

（中國建筑第八工程局有限公司西北公司，西安 710065）

鋼筋混凝土鉆孔灌注樁屬于樁基工程施工的一種，其樁基施工驗收屬于隱蔽工程驗收，從灌注樁成孔、灌注樁鋼筋籠焊接、灌注樁鋼筋籠吊放一直到灌注樁混凝土的澆筑及灌注樁成樁開挖等施工全過程質量控制難度大，灌注樁在施工過程中容易產生質量缺陷[1]，所以，如何更好地避免因施工等原因造成的灌注樁質量缺陷，以及如何能夠更早地發現質量缺陷成為了廣大工程技術人員關注的重點。樁頭質量缺陷屬于灌注樁質量缺陷的一種，相比于其他灌注樁質量缺陷處理技術來說，樁頭質量缺陷處理屬于可見質量缺陷，處理起來難度稍小[2]。但是樁頭質量缺陷卻對整個灌注樁施工質量影響較大，其直接關系到承臺基礎的施工，對整個基礎工程施工來說是一個非常重要的影響因素，不可忽視。

1 工程概況

西安咸陽國際機場三期擴建工程T5 航站樓工程中央C 區灌注樁直徑分別為1 000 mm 和700 mm，樁徑為1 000 mm，灌注樁有效樁長57 m，混凝土強度等級為C45，共計2 505 根；樁徑為700 mm 灌注樁有效樁長32 m，混凝土強度等級為C35，共計423 根。北指廊區（N1、N2、N3 和NL 區）灌注樁直徑有600、700 和800 mm，樁長為32～48 m，具體設計參數見表1。

表1 灌注樁設計主要參數

2 施工工藝

灌注樁樁頭達到28 d 齡期測定灌注樁自身混凝土強度達到要求后，開始進行灌注樁承臺開挖，承臺開挖時需注意按照1∶0.3～1∶0.5 放坡比例[3]，其中對于有結構底板區域的承臺開挖底邊線距承臺結構外邊線500 mm，無結構底板區域的承臺開挖底邊線距承臺結構外邊線800 mm；以便蒸壓輕質混凝土（ALC）板墻及混凝土模、磚胎模板等施工安裝，本工程現場采用人工配合機械開挖至承臺設計標高，然后經測量人員測量復核，在現場要求標高位置采用環刀法破除樁基樁頭，以西安咸陽國際機場航站樓中央C 區為例，其灌注樁開挖如圖1 所示。樁頭混凝土環刀破除：定位開挖邊線→基坑開挖→樁邊清理→測定標高、標記→環刀切割、打開缺口→剝出鋼筋→加鉆頂斷→吊離斷體→鑿除、清洗殘余樁頭[3-4]。

圖1 中央C 區灌注樁開挖

3 施工步驟

3.1 測量放線

測量人員根據圖紙設計坐標標記出預開挖承臺各邊交點位置，并標記出承臺內各個樁基樁中心位置，然后撒白灰標記出開挖輪廓線，根據對應承臺底標高首先進行機械開挖，為防止施工機械擾動到樁身，采用人工挖除樁周范圍內200 mm 的泥土，當開挖至距離承臺底200 mm 標高處使用人工清底找平[4]。

3.2 環刀切割

①在已做好的樁身油漆標記處，用環刀法切割出兩道環形線圈，切割深度不大于樁基中鋼筋的保護層厚度50 mm，禁止傷害樁基中的各種鋼筋。②再利用人工鑿開上切割線缺口，鑿除時不得觸及鋼筋[5]。③使用風鎬配合、緩緩破除上部鋼筋外部的混凝土保護層，切勿弄傷主筋。與此同時，將鋼筋向外側稍稍進行彎折，有利于施工的連續性。④加鉆頂斷上部混凝土，鉆頭稍向上。環刀法切割鉆孔灌注樁樁頭施工如圖2 所示。

圖2 環刀法破樁頭施工

3.3 基坑清槽

①完成切斷樁頭后，使用中小型吊車將其吊出，人工清除樁頭浮渣，用風機吹落碎石、渣屑并用水沖洗干凈。②機械或人工將樁頭鋼筋按照設計圖紙規定調整到位，基坑清槽的整個過程中注意保護聲測管，可以使用木塞或泡沫塑料等方式對其臨時塞堵，以防各種無關雜物落入發生堵塞[5-6]。③鑿除樁頭后，對樁基進行低應變檢測及超聲波檢測，檢測合格后，進行樁基驗收。④樁基檢測完成且達到規范要求合格后，將基坑內存在凹凸部位進行修整、填平、壓實并清理干凈。經監理驗收合格后，方能進行下一道工序的施工。航站樓中央C 區與各指廊基坑清槽施工處理如圖3（a）、3（b）所示。

圖3 基坑清槽

4 樁頭質量缺陷及處理辦法

4.1 質量缺陷

基坑開挖、破樁頭到設計樁頂標高位置時，要特別防范以下常見的樁頭質量缺陷：①主筋錨固長度太短，未達到規范規定的搭接錨固長度；②樁身完整性不好，有夾層并且自身混凝土強度也不足，樁頭破除后產生混凝土松動的現象；③樁的鋼筋保護層不夠，嚴重的可能會導致表面漏筋[6]；④基坑開挖過程中采用不恰當的處理措施造成樁頭主筋過度彎折或鋼筋折斷；⑤各種異形樁頭、虛樁頭過長；⑥樁頭有較為嚴重的破損，達不到質量要求。以上介紹的幾種樁頭缺陷一定要及時有效處理，否則不得與上部結構進行連接。

4.2 處理措施

（1）采取雙面搭接焊的措施，來解決主筋錨固長度不足所導致的主筋斷裂及鋼筋籠下沉過程中自重大會造成主筋所露樁頭過短的問題，通常操作方法是先將樁頭清理干凈，樁頭缺筋部位的混凝土要進行鑿除，主筋露出不少于15 d，鑿除的地面要是平直面或者稍微向樁中心傾斜一些，但不得留成向樁外傾斜的角度，之后用雙面搭接焊焊接即可。

（2）采取清除夾泥及松動部位并同時補澆混凝土的措施，來增強樁身的完整性，提高其承載能力，操作流程為鑿樁→清理樁頭→澆筑混凝土，先將夾泥或松動部分鑿除至新混凝土面層，并將樁頭浮渣清理干凈，澆筑比原混凝土等級高一標號的混凝土。

（3）開挖方式不當造成樁頭主筋彎曲打斷可能造成樁基鋼筋彎曲，對此可以采取鋼筋調直，具體措施包括利用人工套鋼管對輕微彎曲鋼筋進行調直、利用鋼筋調直機對嚴重彎曲鋼筋進行調直。機械調直工藝流程：液壓鋼筋調直機調直，施工方法為采用液壓鋼筋調直機把彎曲鋼筋調直，如個別鋼筋彎曲嚴重無法校直，可進行切割并采用幫條焊進行鋼筋接長處理，單面焊要求不小于10 d，雙面焊要求不小于5 d。鋼筋輕微彎曲、鋼筋嚴重彎曲如圖4（a）、4（b）所示。

圖4 樁頭鋼筋彎曲

（4）異形樁頭現象導致孔口坍塌進而造成樁頭“蘑菇頭”采取措施為逐步破除，即先破除異形部分，再進行樁頭破除。施工方法：在施工時，由于原地基擠密樁處理后土體不穩定，易造成孔口坍塌而形成“蘑菇頭”樁頭；故先破除樁頂標高以上外圍異形混凝土（圖5①處），再采用合金鋼鋸切割機進行內部樁頭破除（圖5②處），施工過程中注意需保護樁頭鋼筋。

圖5 異形樁頭

（5）樁頭破損，達不到要求，造成樁頭破除后混凝土缺陷大于100 mm 需做修補處理，可以采取二次灌漿料修補樁頭的方法，即先將樁頭上部混凝土浮漿剔除直到露出石子為止，然后將樁頭表面剔鑿平整，清理干凈，樁身鋼筋按設計調直，混凝土樁頭彈十字線即中心線，周圍支設環形木模板或塑料圓形模具如圖6（a）所示，模板內加入C50 高強灌漿料將樁頭補平，最后用抹子搓平壓光。樁頭若輕微受損可以直接利用高強灌漿料填充抹平壓光，經過修補措施處理后的灌注樁樁頭如圖6（b）所示。

圖6 修補工具及效果

5 結束語

文章結合西安咸陽國際機場三期擴建工程T5 航站樓工程鉆孔灌注樁施工應用，從工程概況、施工工藝、施工步驟、樁頭質量缺陷及處理辦法等方面進行介紹，現總結如下。

（1）灌注樁強度達到要求后，進行承臺開挖，并按照1∶0.3～1∶0.5 放坡，其中對于有結構底板區域與無結構底板區域的各自承臺開挖底邊線進行外放一定距離，以便承臺模板安裝。

（2）測量人員根據圖紙設計坐標標記出預開挖承臺各邊交點位置，并標記出承臺內各個樁基樁中心位置，然后用水準儀測定樁頂標高，確定出設計要求的樁頂位置，做好標記，沿標高處樁基周長均勻布置。

（3）用環刀切割機、人工和風鎬等破樁頭時，注意不要弄傷主筋，同時將鋼筋向外側微彎，便于后續施工，加鉆頂斷上部混凝土時，鉆頭應該稍向上。

（4）施工過程中注意聲測管的保護，鑿出聲測管后用木塞對其進行臨時封塞，防止雜物墜入引起堵塞現象，樁基檢測合格后，將基坑清理干凈，局部凹凸不平部位，人工修整填平。

（5）常見的樁頭質量缺陷有主筋錨固長度不滿足設計要求、夾泥和混凝土強度不夠，樁頭破鑿后混凝土松動、鋼筋保護層不夠，漏筋、開挖方式不當造成樁頭主筋彎曲打斷、異形樁頭和樁頭破損，達不到要求。