桩基缺陷的成因及处理

桩基缺陷的成因及处理

摘要：随着大量桥梁工程的兴建，灌注桩基础具有施工方便，承载力高，适应

性强的特点。在工程中大量使用，但是在施工过程中难免出现许许多多形形色色

的缺陷桩，从不同程度上影响其承载力的发挥。随着科学技术的发展，人类不断

积累现场施工经验，根据不同的缺陷采取相应不同的处理方案。尤其是注浆在处

理桩基缺陷中，效益可观，质量稳定可靠。

关键词：缺陷桩承载力注浆

0 引言

在桥梁桩基础施工过程中，由于地理环境、机械设备及人为因素等原因，难

免在施工过程中出现一些缺陷桩现象。一旦缺陷桩基出现，不同缺陷程度有不同

的处理方法，但是成本低效益高的方法是人们一直追寻的。

1 桩基缺陷类型

1.1 桩基顶部缺陷由于在水下混凝土浇筑过程中有泥浆沉淀，浮浆厚度难以

准确估计，在桩顶混凝土超灌不足时，混凝土中难免有夹泥现象产生，影响混凝

土质量；其次，在混凝土浇筑完毕后，拆拔预埋钢护筒时，用力过猛，或者左右

用力不均衡，都会扰动桩顶混凝土，影响混凝土质量。最后，在进行凿除桩头混

凝土的过程中，由于风镐功率过大，对声测管周围混凝土有不同程度的扰动现象，对混凝土质量也有一定的影响。

1.2 桩基中部缺陷首先，由于地质条件差，在灌注混凝土过程中出现局部塌

孔现象，局部阻止混凝土翻浆，导致局部缺陷。其次，在拆拔导管过程中用力过猛，扰动了混凝土连续性，影响混凝土质量。最后，导管气密性差，由于在水下

混凝土灌注中导管进入泥浆，破坏导管内外压强差，轻者影响混凝土质量的连续性，严重的阻碍混凝土下料，不能正常翻浆，导致断桩。

1.3 桩基底部缺陷

1.3.1 桩基顶端缺陷处理根据检测结果显示，在桩基顶部存在缺陷的，我们可以继续向下凿除桩头混凝土，直到混凝土质量完好位置。但是在向下破凿混凝土

的过程中要注意观察，及时发现混凝土的缺陷异常位置，与实验检测资料相对应，最后用与桩基同标号混凝土进行接桩。注意，在向下凿混凝土过程中保护好桩基

钢筋，防止损坏。

1.3.2 桩基中部缺陷处理此类桩基缺陷处理很难统一衡量，缺陷程度小的可以用注浆处理，缺陷程度大的一般在两米以上的注浆处理很难保证质量，通常报废

该桩，在原先位置重新冲孔，安装钢筋笼，浇筑混凝土。

1.3.3 桩基底部缺陷处理桩基底部有缺陷的，根据桩基受力性质，可先进行受力简算，再确定其到底是否需要处理。如果桩基是摩擦受力桩，其缺陷位置长度

不影响整体荷载受力，也就是说，在不包括缺陷的这部分桩长里，其摩擦力已经

可以满足荷载要求，就不用再做处理，否则；必须处理。如果桩基是嵌岩桩，底

部有缺陷的，必须处理。

2 实施桩底注浆的准备

2.1 合理的注浆设计是注浆的前提为使桩底注浆施工合理有效，有必要对桩

基的岩层地质状况，地下水条件，缺陷程度和周围环境进行详细的调查和分析。

科学配制注浆浆液，确定注浆压力等参数。

PK133+330高架桥10#桩总桩长22米，其中0-15米为黏土地质，期间偶或出现白云石和夹杂砂岩，15-22米只要分布灰色黏土，均匀分布白云石矿层。根据

超声波检测显示，其桩底21-22米混凝土不连续，可能由于清孔不干净或混凝土

离析导致。根据桩基混凝土强度为RN35.我们确定采用ACC425袋装水泥，水灰比(C/E)大于2，注浆压力在20帕到50帕，稠度为15-20秒，对其经行注浆补充。

2.2 注浆工序

2.2.1 钻孔在缺陷桩桩顶钻3个直径为43mm的孔，在钻进过程中必须保证垂直度，确保钻孔与桩基轴线平行，防止钻孔偏斜，碰触桩基钢筋或者穿出桩基。

其钻孔深度比桩长深1米。

2.2.2 埋设注浆管在3个注浆孔钻好后，并保障畅通时，将30mm的注浆管插入孔底，顶部用水泥浆与桩基连接密封，保障在注浆时不漏气，保证整个注浆系

统的气密性。每根注浆管的外露部分至少连接2个三通外接接头，并安装阀门。

并对每个注浆管进行编号。

2.2.3 压水试验压水试验不仅起到疏通压浆管道的作用，而且有关压浆的操作

经验参数根据压水试验结果做相应的调整。压水试验可也将桩底沉渣，泥浆清除。将清净的高压水注入1号管，同时关闭2号管，打开3号管，直到翻出来的水变

清为止，然后再将2号管打开，3号管关闭，重复上述操作。然后再将高压水头

分别注入2号管和3号管，又重复循环上述操作。

2.2.4 注浆待清孔清理干净后，根据浆液配合比进行配制浆液。在配制浆液过

程中，仔细称量加水量和外加剂量，搅拌均匀，做好试件。

在浆液的各项指标满足要求情况下，将水泥浆注入1号管，同时打开2号管

和3号管，加压开始注浆，通过注浆，将其它管内的清水都置换出来，直到管内

翻出浆液，并排掉100升浆液为止，然后再将水泥将注入2号管，同时先打开1

号和3号管，待有均匀浆液排出，并排掉100升浆液为止，最后再将水泥浆注入

3号管，重复上述操作。

将注浆接口接在1号管，同时关闭2号管和3号管，将注浆压力达到50帕时，持续5分钟。然后再将注浆接口接在2号管，同时关闭3号管和1号管，将注浆

压力达到50帕时，持续5分钟，最后将注浆接口接在3号管，同时关闭2号管

和1号管，将注浆压力达到50帕时，再持续5分钟。将所有阀门全部关闭，拆

除注浆设备并清洗。

3.3控制注浆参数，提高注浆效果在注浆过程中，注浆压力，浆液稠度，注

入率和注浆量在注浆过程中都是变化的，于是合理的控制其变化对提高注浆效果

十分重要。

注浆压力随注浆量的增加出现由低到高的变化规律，如果在注浆过程中注浆

压力突然急剧下降，表明局部有漏浆或漏气现象发生，及时检查注浆管道，有可

能是注浆管道损坏，也有可能桩基周围出现裂隙现象。应及时向浆液中加入外加剂，间歇注浆，多次注浆保证质量。

3 桩基注浆提高承载力原理

3.1 改善原来地质条件，提高承载力在灌注桩的成孔过程中，机械对桩的周

围地层有一定的扰动作用，减弱整个桩基的承载作用力。在混凝土的灌注过程中，由于孔壁的泥皮对整个桩基的摩擦力减弱，也影响整个桩基的承载作用力。桩底

注浆通过渗透，劈裂，和挤密作用使桩端受力层在一定范围内形成浆液和土的结

合体，从而改善受力结构的物理学性质，修复和提高受力土体的强度。

灌注桩在灌注混凝土前由于清孔不干净，桩底沉渣的存在直接影响和严重降

低桩底承载里的发挥，通过注浆可以将桩底的沉渣置换、挤密、固结作用改善和

消除桩底沉渣对承载力的不良发挥。