注浆法处理灌注桩缺陷

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作者简介：吴鸿宇，1967年11月出生于汕头市，1989年毕业于汕头大学工业民用建筑专业本科，从事监理工作17年，自1999年取得国家注册监理工程师执业资格，11年以来，先后担任过15个工程项目总监，工程项目包括大型公共建筑、大型现代工业厂房、学校、医院、车站、市政道路、住宅区、加固装饰工程等。先后有5个项目获广东省优良样板工程、广东省建设工程金匠奖称号。先后在《广东建设监理》、《建设监理》、《中国质量与品牌》、《当代中国学术研究》等杂志表过学术论文多篇。2006年被广东省建设监理协会评为年度广东省监理行业优秀总监理工程师，2007年被中国建设监理协会评为优秀总监理工程师。灌注桩基础常常由于勘察资料不准确、设计不当或施工操作失误等原因，引发工程质量问题，而压力注浆法处理桩基病害，既可在桩体内注浆修补桩身缺陷，提高桩身强度，还可以在桩基周围注浆，改善桩-土相互作用，以提高桩基轴向承载力。

冲孔灌注桩；夹泥；钻孔取芯；压力注浆【中图分类号】U443.15+4文献标识码：B文章编号：1673-8500（2012）11-0006-02

灌注桩基础常常由于勘察资料不准确、设计不当或施工操作失误等原因，引发工程质量问题，如：承载力不足、沉渣过厚、缩颈、断桩、桩身夹泥等。

为保证工程质量，对桩基础进行质量检测工作都是在桩基施工完成后进行的，此时混凝土的强度已经形成，若发现有质量问题处理较为困难，常用的方法是将缺陷桩凿除再重新浇注，或加桩补强等。这些处理方法费时费力，有时根本无法实施。而压力注浆法处理桩基病害，既可在桩体内注浆修补桩身缺陷，提高桩身强度，还可以在桩基周围注浆，改善桩-土相互作用，以提高桩基轴向承载力。

1工程案例背景

1.1汕头港广澳港区一期工程生产、办公和联检业务用房工程位于汕头市广澳港区一期工程范围内，本工程为一幢高层办公建筑，地上十五层，地下一层，总建筑面积约22776.30m2。采用框剪结构，基础工程采用冲孔灌注桩。工程设计冲孔桩数量114根。其中：Ф1200桩10根；Ф1000桩89根；Ф800桩3根，Ф600桩8根。其中Ф1000抗拔桩4根。桩端持力层为中、微风化岩层，桩端嵌入持力层为50cm。单桩竖向承载力特征值：Ф800为4000KN，Ф1000为7000KN，Ф1200为10000KN，Ф600为1800KN。桩基工程于2009年11月13日开工，于2010年2月1日完工。

1.2该工程基桩检测采用反射波法、单桩竖向抗压静载、钻孔抽芯检测方法对基桩进行抽检。检测桩的设计施工资料（冲孔灌注桩）

桩号

（#）桩径

（mm）砼设计强度

等级设计桩顶

标高（m）检测时桩

顶高（m）施工桩底

标高（m）施工记录

桩长（m）桩砼

浇灌日期设计要求持力层

岩性及强度

（MPa）851200C35-6.00-3.4124.0020.592010.03.07微风化花岗岩检测结果

（1）钻芯孔号：85#桩-3

0.00～19.25m混凝土：灰白色，混凝土芯锌样连续、完整、胶结好，芯样侧面表面光滑，局部偶见少量气孔，骨粉分布均匀，芯样呈柱状～长柱状，断口吻合。其中7.00～7.05m，11.05～11.50m处钻及钢筋。

19.25～19.60m；砂土，松散状。钻到此处发现循环水从85-2#孔冒出，显示2#孔和3#孔两个钻孔在桩底部位是连通的。

19.6～23.03m为微风化花岗岩：灰白色，坚硬。各桩抽芯检测情况一览表

桩号

（#）桩径

（mm）抽芯孔

深度（m）芯样

长度（m）桩身砼

质量情况抽检桩身砼砼

强度（MPa）桩底沉渣

厚度（mm）桩端持力层

情况检测

日期85120023.0319.25胶结好，骨料分布

均匀，断口吻合桩底见软弱

层350mm微风化

花岗岩2010.09.

04～07检测结论：85#桩-3桩径1.2m，施工记录桩长20.59m。本次抽芯1孔，该孔0.00～19.25m桩身砼连续，砼胶结良好。19.25～19.60m处为砂土软弱层，存在严重缺陷。19.60～23.03m为微风化花岗岩。

根据检测报告结果，基桩施工质量符合要求。唯有85#桩在抽芯检测报告中反映在桩底部芯样有夹泥现象。就85#桩存在的问题组织了专题讨论会议，会议决定扩大检测范围，根据扩大检测范围的报告结果表明，未发现有85#桩同样的缺陷现象。对于85#桩存在桩底软弱夹层的缺陷，采用高压喷射注浆法对85#桩进行补强处理。

2桩身缺陷加固机理

高压喷射注浆法，是用钻机钻孔至缺陷位置处，将注浆管放置到加固区，用不小于20MPa压力的水进行高压冲洗，将病害区混凝土去除干净，再灌注高强水泥浆液。在压力的作用下通过填充、渗透和挤密以及水化反应作用将病害区加固浆液与桩身混凝土凝结为一体，恢复和提高缺陷处桩身混凝土的强度。同时注浆浆液在压力作用下产生渗透作用、压密作用和劈裂作用，使得桩身周围一定范围的土体充有浆液，达到对土体的填充、挤密以改善桩土间相互作用。注浆浆液一般采用水泥浆或水玻璃浆等材料；化学机理主要是水泥浆或水玻璃浆同土体发生水解和水化反应，增加了土颗粒间、桩土间的粘结，所以既提高了缺陷部位的强度也增加桩的侧摩阻力。同时提高桩身侧摩阻力和提高桩端力即可提高摩擦桩的承载力。

3工艺及技术要求

采用高压水旋喷切割、气举排渣、高压旋喷注浆、注压浆法即利用高压泵产生高压水喷射流，对缺陷段进行高压水喷旋切割清洗，再采用气举法将被切割剥落的泥砂排出，形成缺陷段内的“空体”，然后再采用注压浆，向“空体”内注压入高浓度水泥浆液，经填充凝固以达到补强的目的。

3.1以85#桩以原的芯孔作补强孔，85#桩其有3个取芯孔于桩底连通，基本覆盖了整个桩缺陷范围，无论是清洗排渣，还是注压浆，都有能形成连通循环的回路。

3.2清洗及气举排渣机械设备应完好无损，以确保施工效率和效果。清洗时应注入洁净的清水，保证清洗时水压>15.0MPa，切割时水压>25.0MPa，同时应有足够的清洗时间.注意事先应对水压表加以校对，以保证水压的可靠。清洗时，对相互连通的芯孔应依次注水孔、出水孔、出渣孔进行轮换，以利清洗和排渣。高压旋喷切割及气举排渣一般要求达到循环液变清为止。

3.3孔口管埋设： 桩顶面孔口周围要凿毛，各补强孔均要埋入钢管，长度≮0.8m，阀门出桩顶高度≮0.3m，并用水泥砂浆封堵牢靠，注意管孔不能堵塞，并要求其在承受强度达到3MPa时不泄漏，管顶装好阀门开关以作为注压浆时关闭蹩压之用。

3.4浆液配制： 采用42.5R普通水泥配制，注压浆水灰比采用1：1，注压浆之浆液掺入0.3%-0.5%高效减水缓凝剂和微膨胀剂，以确保固结体28天龄期强度达到C35以上，桩周外高压旋喷注浆水灰比采用0.8：1，桩周外高压旋喷注浆液掺入0.3%-0.5%的高效减水剂.各种外加剂的掺入量应由试验确定，并事先作好水泥浆配合比选择试验。施工时，水泥浆应搅拌均匀，并经过筛网过滤，以防堵孔。

3.5注压浆施工：注压浆采用单孔注压浆和多孔联合注压浆法，连续进行一次完成.选择连通性较好的一个孔作为压浆孔，其余孔为排浆孔.首先将注压浆管下入注压孔内，然后从注压浆管内注入预先配制好的浆液，替换出缺陷段内及各孔内的清水.待排浆管排出的浆液比重与注入浆液比重一致后即可改为压浆.压浆时首先关闭出浆各孔口开关，并继续往注浆孔内压浆，当孔口压力达到0.7～0.8MPa以上并稳定20～25min后，即可结束压浆。注压浆时，注意保证浆液的排出循环时间.事先应校验压力表，以保证压力足够和有效.还应保证管道的密封性，泵送浆液时应连续均匀，严防空气进入。

4结论

注浆完成7 d后，进行基桩超声检测，检测结果已达到I类桩，大大的减少了工程造价，减短了施工时间，达到预期的效果。实践表明当桩基出现质量问题时，采用注浆法能有效地弥补病害缺陷。同时该方法同其它处理方法比较，具有施工简便、见效快、工程造价低等优点。当然，这种方法只是桩基出现质量问题时的补救措施，在施工中严把质量关，杜绝出现问题仍是最基本的要求。

参考文献

[1]建筑桩基技术规范 JGJ94-94

[2] 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202-2002

[3] 桩基和地下连续墙钻芯检验技术规程 DBJ15-28-2001