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高压注浆法处理灌注桩缺陷的工程实例

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【摘 要】本文通过工程实例,对高压注浆处理灌注桩缺陷的具体施工工艺、特殊情况的处理和效果进行了论述。

【关键词】桩基缺陷处理;高压注浆法;特殊情况的处理

1. 高压注浆法处理桩基缺陷概述

在我国现代建筑物中,灌注桩因其具有承载力高、无挤土、无振动、能贴近已建建筑物施工、适应性强等优点,已在桩基工程中得到广泛应用。但是机械灌注桩的质量事故时常发生,严重影响了其承载力。灌注桩的质量事故发生后,如果单纯的采取补桩或在原地凿除重浇的方法,往往费用很高,有的时候也是不必要的。而采用高压注浆法,可以处理好原钻孔桩胶结不好或较差的地段,使混凝土达到尽可能高的强度,既经济又能够缩短工期。

2. 处理实例

本工程为一26层高的高层建筑,基础采用人工挖孔灌注桩,桩端持力层为中风化粉砂质泥岩,承载力特征值为2000KPa,现有一桩桩径1400mm,桩端扩大头2400mm,桩身砼强度等级为C30,单桩承载力特征值9000KN。经声波检测结果为:桩长19.9m,桩身6.9~7.6m段缺陷明显,评价类别为Ⅱ类桩。基桩芯砼质量评述:钻孔孔深20.1m,砼桩长19.8m,钻入桩端持力层中风化粉砂质泥岩0.3m。0.0~5.5m:混凝土,骨料分布基本均匀,胶结较好,砼芯样完整。5.5~11.5m:混凝土,骨料局部分布不均匀,胶结较差,砼芯样呈短柱状,连续,表面粗糙、麻面,局部见沟槽。11.5~19.8m:混凝土,骨料分布基本均匀,胶结较好,砼芯样完整。桩底无沉渣。19.8~20.1m:中风化粉砂质泥岩,粉砂泥质结构,致密、坚硬。

3. 处理方案

对桩身采用高压注浆充填处理。在桩基上均匀布置4个钻孔,对混凝土骨料局部分布不均匀,胶结较差段采用高压注浆进行补强加固。

4. 灌浆处理主要设计参数与设备

4.1 主要设计参数。

(1)灌浆材料:普通硅酸盐水泥(P.O.52.5)及膨胀材料。

(2)水泥浆配合比:采用分段灌注,浆液由稀至浓进行灌注,水灰比为2:11:10.8:10.6:10.45:1。

(3)灌浆压力为1~5MPa,开始应尽量将压力控制在1MPa左右。

4.2 主要设备(见表1)。

5. 具体施工方案

5.1 抽芯成孔。

(1)均匀布置4个灌浆孔,每个孔分担的面积应尽量相等。

(2)用长沙矿探机械厂150型地质钻机成孔,单动双管金刚石钻进取芯,开孔径为110。

(3)采用清水高压循环给水,严禁采用水泥浆护壁。

(4)钻机必须平稳、调平,尽量用低压高速钻进,防止孔身倾斜,垂直度控制在0.3%以内。

(5)孔身必须超过桩身硅胶结差部位为3m,抽芯孔约20m深。

(6)岩芯必须逐一放置岩芯箱内,统一编号,顺序摆放,并作好记录,以便于观察桩身质量,指导灌浆作业。

(7)在钻孔过程中发现塌孔现象时,应先进行注浆固结松散部位,然后再往下钻进。

(8)钻至设计深度后,应先采用钻具进行第一次清孔。

5.2 安装循环注浆装置并高压清洗孔身。

(1)注浆管采用6分的镀锌管,前端2m开8@300孔。

(2)注浆管由上往下放,直至孔底。

(3)在孔口管安装三通连接补芯,且与注浆管连接。

(4)采用自来水高压清洗各孔,压力为3~5MPa,把孔内存留的岩粉铁屑、粘土等杂物冲离孔内并将桩底沉渣置换出来。

(5)清孔标准为:排出的液体基本无浮粒、无混浊。

5.3 压水试验。

(1)灌注水泥浆前应对各孔进行简易压水试验。

(2)封闭返浆阀,加压灌入自来水,观察吸水情况以及孔与孔之间是否连通。

5.4 全孔段高压循环灌浆。

5.4.1 灌浆材料:普通硅酸盐水泥(P.O.52.5)及膨胀材料。

5.4.2 水泥浆配合比:采用分段灌注,浆液由稀至浓进行灌注,水灰比为2:11:10.8:10.6:10.45:1。

5.4.3 灌浆压力为1~5MPa,开始应尽量将压力控制在1MPa左右。

5.4.4 灌浆过程应根据吃浆量和压力变化来改变水灰比,这是保证灌浆质量的关键。具体按如下进行调整:

(1)当某一水灰比浆液灌人300L左右或同一水灰比浆液的灌浆时间超过20分钟,可变浓一级。

(2)如单位吸浆量及灌浆压力没有改变或改变不明显时,可变浓一级。

(3)当压力突然降低或吸浆量增大时,应增大水灰比浓度;