冲(钻)孔灌注桩缺陷修补方法研究

冲（钻）孔灌注桩缺陷修补方法研究
陈才晔
福建互华土木工程管理有限公司（364000）
摘要:桩基础是保证建筑物稳定性的关键环节，其质量好坏直接影响到主体建筑的安全，文章阐述了灌注桩基础出现缺陷时较为经济的修补方法。

关键词:混凝土灌注桩；缺陷修补
0引言
冲(钻)孔灌注桩具有承载力高、稳定性好、适应性强、施工方便等优越性,随着建筑业的发展,越来越多的建设工程选择冲(钻)孔灌注桩基础来满足地基的承载力要求。

由于冲(钻)孔灌注桩是利用泥浆护壁成孔后按设计下钢筋笼,再浇筑水下混凝土来完成工作的,在施工中难免会出现各种质量问题,下面来谈谈冲(钻)孔灌注桩质量缺陷的修补方法。

1塌孔漏浆
在成孔期间,发生轻微的塌孔时,应停机观察分析情况,一般可采用增大泥浆浓度的方法解决;当塌孔严重时,应采用片石黏土混合料回填至塌孔位置1~2m,或进行全孔回填,待压实后重新开孔。

对于漏浆的情况可使用黏土、水泥,掺入部分编织袋,再加部分片石,回填后用钻机搅拌,堵住溶洞后再继续成孔。

2缩径
可选用带保险装置的锤头,并经常检查,及时修复,当发生缩孔时,可采用上下反复扫孔的方法修复,当上下扫孔无效时,在缩孔段回填片石及黏土直至缩孔上1m左右,然后重新冲孔,以达到设计的孔径要求。

3桩孔偏斜
在安装冲孔机时,冲机安装要平稳、机架垂直,并注意在成孔过程中定时检查和校正,对于轻微歪斜的孔位,可采用慢速提升、下降,反复扫孔的方法进行校正,当发现孔位偏斜严重时,可采用片石加黏土回填,压实后重新成孔的方法修正。

4混凝土堵管
造成混凝土堵管的原因较多。

在灌注混凝土时,由于供料不及时,导管不能及时提升,混凝土在导管内停留的时间过长造成堵管;在灌注混凝土过程中,导管内外的混凝土高低差控制不严,有的工人怕提升导管后,拆卸导管工作麻烦,从而导致导管埋深过大,造成堵塞;混凝土性能不良造成堵塞,
如塌落度太小,混凝土运输方法不当,或停放时间
过长都会造成塌落度损失过大;初凝时间太短、粗骨
料粒径太大、砂率配比不合理、和易性差等都会造
成堵管。

处理方法:当导管堵塞混凝土未初凝时,用桩基
起吊设备上下提动导管,或用锤子敲击导管,若没
有效果,应检查导管是否变形,导管内是否有异物。

另外,可以取出隔水栓重新放置,也可以马上提起
导管,用高压水冲洗导管,重新下隔水球浇筑混泥
土,在灌注时,当隔水球冲出导管后,应继续下放导
管,降至导管不能插入后,再提起300~500mm继续
灌注混凝土。

当孔内只浇注少量混凝土时,可采用
比钢筋笼小一点的桩锤重新冲孔,冲至基岩面后,应
重新清孔,重新浇筑混凝土;当混凝土浇注的量较
大时,可用比钢筋笼稍小的桩锤冲掉部分桩顶的松
散混凝土后,重新进行清孔,然后再浇注混凝土。

当
孔内的混凝土浇注量很大时,也可采取补桩的方
法,将原来的桩进行报废处理,并在临近位置新增
同类型桩;当堵管时的混凝土标高跟设计桩顶标高
相差不多时,可以不处理,待此处基础土方开挖完后,
再挖出桩头,清洗桩头,凿除桩头浮浆、松散混凝
土,调整好钢筋,用不低于原设计标号的混凝土浇
筑到设计标高。

5桩位偏移
当桩位偏移较小时,一般可加宽承台或增加基
础钢筋的方法修正,偏位较大时一般用补桩的方法
来解决。

6桩身缺陷
对于桩身夹泥、严重蜂窝、离析、松散、断桩,或
端承桩桩底沉渣厚度超过设计及规范要求的缺陷
桩,虽然端承桩设计时有要求放置2~3根后注浆管(桩径1000~1200mm),但在实际施工过程中,大部
分注浆管都被堵塞,无法注浆。

这种情况可以采用
钻孔注浆的方法解决。

生
产
技
术
6.1缺陷加固方法
1)根据检测单位的检测结果,可对以上述桩缺陷采用注浆加固补强的方法进行加固。

2)对基桩加固补强的具体数量,应根据最终检测报告的结果选取。

3)对于桩底沉渣厚度缺陷和桩底夹泥的基桩,采用钻孔取芯、高压旋喷清洗桩孔、桩底注浆的方法进行加固,加固后的工程桩桩端注浆体强度,应根据加固后的取芯试验确定,其强度宜不小于桩身的混凝土强度。

4)对于桩身中间夹泥、严重蜂窝的缺陷桩,采用钻机钻进至质量缺陷以下0.5倍~1倍的桩身直径,清洗干净后进行高压注浆加固。

6.2加固注浆孔的布置
1)对于不同桩径,不同质量缺陷类型的基桩,用于加固处理的注浆孔数目也不同。

一般来说,桩身直径为1000~1200mm,桩端部有质量缺陷的应不少于2个孔,桩身中间质量缺陷的一般钻2~3个孔。

2)注浆加固前,采用工程钻机沿桩身外皮缩小200mm左右均匀钻孔,孔径为900~110mm。

3)钻孔深度:对于桩端部缺陷类型的基桩,钻孔深度应进入完整的持力层以下不少于0.5倍桩身直径;对于桩身中间缺陷的桩,钻孔深度要求达到注浆位置以下至少一倍的桩身直径。

6.3桩端缺陷桩洗孔注浆补强的方法
1)注浆补强的施工顺序为:高压洗孔,埋设注浆管,碎石填孔,封孔,高压注浆。

2)采用二重管高压注浆设备,进行高压水、高压空气旋喷洗孔,以清除加固段中的泥浆、粉粒、细沙等杂物,当孔口返回的水为清水时,清孔即可结束。

3)埋设注浆管及填孔,填入0.5~1.0cm粒径的碎石。

碎石必须由微风化或未风化的硬质岩石破碎而成,填入前,应采用高压水清洗干净。

当基桩较短或桩端孔洞较大时,可直接灌入C40微膨胀细石混凝土或比原桩基混凝土强度高一个等级的带微膨胀的细石混凝土。

4)封孔并加压注入水泥浆,当返浆管的管口冒出水泥浆时,就可以关闭返浆管,当全部返浆管关闭后,增加注浆压力;当压力表值提高到2~5MPa 时,吸入的水泥浆量下降,压力表值稳定后,稳住压力表值3~5min,就可停止注浆。

6.4桩身缺陷高压注浆补强方法
1)桩身缺陷高压注浆补强的顺序为:清孔、压水试验、封孔、分次压浆。

2)采用二重高压注浆设备,进行高压水、高压空气的旋喷洗孔,以清除并排出加固段中的黏土粒、粉粒、沙等杂物,以提高注浆补强的效果。

孔口返回的水为清水时,洗孔即可结束。

3)压水试验:用高压水泵向一个孔内打压力水,使水从另外一个孔中冒出来,且压力表值在0.5~0.8 MPa,直至各个缺陷断面连通。

4)埋管及封孔,洗孔完毕后,把注浆管埋入孔中,注浆管埋入钻孔的深度应大于1m,然后灌入C40微膨胀细石混凝土进行封孔。

5)注浆:用高压注浆泵注浆,开始注入水灰比为0.8水泥浆(宜用大于等于P·O42.5R的硅酸盐水泥),把孔中原来的清水用水泥浆挤出,再注入较浓的水泥浆,水灰比为0.5。

6)为使水泥浆可以在孔内充分填充,注浆时应注一阵子停一阵子,当水灰比为0.5的水泥浆从返浆口溢出时,停止注浆,并把返浆管口封死。

7)返浆管封死后,用高压注浆设备将浓水泥浆压入,浓水泥浆的水灰比为0.4,当压力表值升至0.7~0.9MPa时,稳定闷浆20~30min,压浆工作即可结束。

8)待注入孔内的浆液硬化后,再用钻机钻孔取芯,并检查注浆补强效果,经各方验收合格后,才能进入下道工序。

6.5二重管高压旋喷洗孔
1)注浆加固之前,施工单位应根据该工程桩所存在的质量缺陷情况布置注浆加固孔,并进行注浆加固孔的施工,注浆孔可利用原有的钻孔取芯孔,不足要求的应增加注浆孔。

2)洗孔,采用二重管高压注浆设备进行洗孔,对于桩端持力层或桩身所存在的缺陷段进行高压水、高压空气旋喷洗孔,以提高注浆补强效果。

对于端承桩桩端缺陷,高压旋喷的高压水、高压空气的重点清洗范围应达到桩端缺陷以下不少于500mm;对于桩身中间缺陷,清洗范围应在缺陷段上下不少于500mm。

对于端承桩桩端缺陷的桩,同一取芯孔中的洗孔次数应不少于3次;对于桩身中间缺陷的桩,同一取芯孔中的洗孔次数不少于2次。

采用二重管高压旋喷设备进行洗孔,在对端承
生产技术
桩桩端缺陷处或桩身中间缺陷的缺陷段进行高压水旋喷的同时,必须加高压空气洗孔,以清除并排出加固段的黏粒、粉粒、或砂等杂物。

为保证加固处的加固效果,应进行重复清洗。

清孔结束的标准是孔口返回的水为清水(应许有部分砂粒),然后移动清洗设备在同一根桩中的其他取芯孔进行清孔。

3)洗孔参数,洗孔时水压力不低于25MPa,气压力不小低于0.7MPa,空压机容量为9~12m3/ min,高压水泵流量为75~100L/min,提升速度为60 mm/min,必要时可通过其他钻芯孔注清水,以保证孔口返浆。

同一钻芯孔中的洗孔时间间隔为2~3h,具体可根据现场实际清况进行调整。

6.6注浆管制作
1)侧向开孔注浆管采用DN15的铁管制作,连接钢管应选用配套的配件,在管端底部安装堵头进行封闭,并在其下端冲8~10个小孔,孔径6~8mm,相互交错布置,孔口毛刺应挫平。

对于桩端缺陷用的钢管而言,最好用胶布密封钢管的全长,以避免在安装过程中发生损坏。

2)底部开孔的钢管,也可采用DN15的钢管,连接钢管应选用配套的配件,底部用胶布密封,以避免安装过程中发生损坏。

6.7注浆技术的工艺要求
1)注浆管埋设,在每个钻芯孔中埋设不少于一根DN15的注浆管(注浆加固厚度小于400mm时,埋设一根注浆管;加固厚度大于400mm时,每增加300~600mm增加一根注浆管,每个取芯孔中预埋注浆管的数量不得大于3根),每个钻芯孔的第一根注浆管(埋设最深的)应采用底部开孔注浆方法,该注浆管应埋至钻芯孔的最深处,其他注浆管侧面开孔。

由于注浆花管埋设的数量受限,若注浆加固段的厚度较大时,不同钻芯孔中注浆管的侧向开孔位置应适当错开,以保证注浆的均匀性。

2)埋粒,每个钻芯孔内埋设注浆管后,均应填入5~10mm粒径的碎石,碎石必须由微风化或未风化的硬质岩石破碎而成,填充前,应采用高压水冲洗干净,不得含有石粉、细砂、更不得含泥。

应根据高压旋喷洗孔后所形成孔洞的体积确定填粒数量,孔洞的填粒量应保证其充盈度,不能低于充盈度的80%。

3)钻芯孔的封闭,可采取在孔口浇捣微膨胀混凝土的方法进行封孔,采用微膨胀素混凝土封孔时,应先在每个钻芯孔中埋设返浆管,返浆管深度不应
少于2000mm,孔口1500mm内浇捣C40微膨胀
细石混凝土封孔。

另外,也可采用预埋短注浆管的
方式进行封闭。

若采用预埋短注浆管注浆封闭工艺,
应先在每个钻芯孔内埋设短注浆管及返浆管,短注
浆管应插入孔中不少于1500mm,返浆管要比短注
浆管至少长1000mm,通过短注浆管注浆封闭钻芯
孔。

4)注浆,待孔口封闭达到混凝土的设计强度后
开始注浆,开始注浆时用伸至最底部的注浆管进行
注浆,当返浆管冒出水泥浆液时,用堵头封堵返浆
管,待全部返浆管封堵后,继续注浆,当注浆设备的
压力表值升到2.5MPa左右时,待压力值稳定5 min左右,就可以停止注浆;若压力值升不起来,水
泥浆又一直能注入时,可用间隔注浆法,注一次浆
后间隔20min左右再重复注浆。

同一钻芯孔中的注浆管应按照自下而上的顺
序进行注浆(每个钻芯孔中均先从底部开孔的注浆
管开始注浆),不同注浆管的压浆时间间隔约30s,
当注浆设备的压力表值升到2.5MPa且压浆量下
降,压力表值稳定时,稳压3~5min即可停止注浆;
当该钻芯孔中所有注浆管均完成注浆后,应转移至
其他钻芯孔中进行注浆;当该工程桩的所有钻芯孔
均完成注浆后,应转移至另一工程桩进行注浆。

注浆水泥宜用普通硅酸盐水泥,型号为P·
O42.5R,水灰比0.5~0.7,设备压力表值0.5~2.5MPa,
水泥浆流量约20~30L/min;水泥浆中应掺入高效
早强减水剂加U型膨胀剂或JY型膨胀剂,用量参
照使用说明书。

5)注浆时,应按先外后内的注浆顺序进行,增
加注浆约束条件。

为节约注浆量、提高注浆效果,应
采用跳孔、间隔注浆的方法。

6.8监测
1)注浆加固时,对全部要注浆加固的桩进行桩
顶上浮实测,并根据实测数据来判断注浆加固期间
的桩顶上浮情况。

2)施工之前,应选择各种不同缺陷类型的基桩
进行加固试验,并在加固后进行取芯试验。

3)对于桩身缺陷距桩顶标高较近的位置,在清
孔完成后可直接灌入比桩身混凝土高一个等级以
上的掺加膨胀剂的细石混凝土。

由于注浆加固效果的局限性,各类基桩加固处
理后的承载力应根据芯样抗压强度试验及钻孔取
生
产
技
术
芯报告等进行综合评定,当加固后的基桩承载力仍然无法满足使用要求时,应进一步采取补桩等其他措施。

参考文献:
[1]张长清,等.预防钻孔灌注桩施工中导管堵塞的措施[J].建
筑机械,2003(9):28-29.
[2]张建勋.钻孔灌注桩施工完成后的受力分析[J].建筑施工,
2002(1):29-30.
[3]黄景义.钻孔灌注桩浮笼原因分析及处理[J]]江西煤炭科
技,2003(1):22-23.
围坝填砂法处理粉性土路基脱空性水毁初探
魏桂生
潍坊市滨海经济技术开发区公路管理局（261108）
摘要:环渤海沿海地区的土壤为粉性土。

粉性土的特性是黏结力差、易冲刷、遇水稳定性差。

文章结合围坝填砂法的应用实例，对粉性土路基脱空性水毁处理措施进行了观察研究。

关键词:围坝填砂法；路基；特点；方案
0引言
环渤海沿海地区的土壤为粉性土,这种土质不易形成有效植被覆盖,具有易冲刷、黏结力和遇水稳定性差的特点。

北方降水主要集中在七、八月份,经常有短历时集中暴雨发生,这种气候特点对抗冲刷能力较低的粉性土路基边坡的稳定尤其不利。

边坡防护工程稍有缺陷,则易出现较严重的冲刷破坏。

实地养护管理过程中,粉性土路基边坡经常有脱空性水毁发生。

脱空性水毁导致沥青路面及半刚性结构层处于悬空状态,极易引发交通中断、安全事故。

因此,迅速、安全、经济的处理脱空性水毁对公路养护具有重要意义。

文章主要针对粉性土路基的脱空水毁处理技术进行研究。

1路基脱空性水毁的特点
总体而言,路基脱空性水毁是边坡水毁的进一步发展,脱空性水毁通常都伴随着边坡水毁。

一般的路基为壤土、黏质土边坡,有一定的抗冲刷能力,即使遇到夏季集中降雨而出现边坡水毁,也可及时发现、修复,很少出现脱空性水毁。

而砂质土路基的颗粒之间缺乏黏结力,结构性和抗冲刷能力差,夏季一场集中降雨即可能出现脱空水毁现象。

脱空性水毁造成路基冲洞、路面悬空,危险性高,需要立即修复,以免造成行车事故。

脱空性水毁一般都会深入到路面结构层、行车道或紧急停车带等部位,因此在不影响交通的情况下,迅速、经济、安全的修复脱空性水毁,具有重要的现实意义。

2脱空性水毁易发位置及原因分析
2.1多发位置
通过对历年养护数据的统计,砂性土路基的脱空性水毁主要发生在以下位置:急流槽边缘、水泥混凝土路面高缘石底、土路肩植被露白处、竖曲线变坡点。

2.2原因分析
1)急流槽边缘。

水泥混凝土急流槽为刚性结构,建成之后难免有微小变形,微小变形发生后必然导致急流槽漏水。

雨季降水集中,漏水冲刷导致急流槽槽底基础脱空。

急流槽两侧一般多用草皮灌木绿化来防冲刷,冲刷水毁不易及时发现,等发现时,往往已经对路面形成脱空性水毁。

2)水泥混凝土路面高缘石底。

水泥混凝土路面与高缘石均为刚性结构,使用过程中,水泥路面的热胀冷缩必然导致缘石和路面结合处产生缝隙,雨季渗水导致缘石侧倾,形成脱空性水毁。

3)土路肩露白处。

该位置因植被稀少而形成坡面径流,坡面径流累积不断增加,最终形成地表径流冲刷,如果得不到及时修复,一场暴雨即可形成脱空性水毁。

4)竖曲线变坡点处。

此位置标高最低,汇水面积大。

若施工时按设计间距设置泄水槽,未将泄水槽灵活调整至标高最低处,该位置易形成区域存水。

暴雨天气大量汇水外溢导致强烈边坡冲刷,形成脱空性水毁。

3脱空性水毁的围坝填砂法处理方案
3.1原理
围坝填砂法的原理是:利用砂子的流动性,通过人工围坝构造回填空间,在此空间内通过水沉填砂法处理脱空性水毁的方法。

“水沉法”施工的主要原理,是指施工时在砂层、湿陷性黄土层填料表面持
生产技术。