高压旋喷-压力注浆法补强在钻孔桩桩基缺陷处理中的应用

高压旋喷\压力注浆法补强在钻孔桩桩基缺陷处理中的应用摘要：在施工难度较高的情况下，个别成桩后的超大孔径钻孔在施工过程中不免存在缺陷，运用高压旋喷、压力注浆法补强成为处理这些缺陷桩基的有效方法之一，也成为现阶段研究桩基施工的一个重要新课题。

关键词：钻孔桩；桥梁基础；缺陷处理；高压旋喷；压力注浆；桥梁施工

中图分类号：u445文献标识码：a文章编号：

前言：随着大跨度桥梁施工技术的发展，大跨度孔径钻孔桩基础越来越被广泛的使用，尤其是一些地质情况复杂，覆盖层厚的地区，大跨度桥梁一般采用大孔径超长钻孔桩基础。因此，对于这类成桩后出现缺陷的处理以及处理后的检测和检验成为大孔径桩基施工

中的一个重要课题。我们在汕头市西港高架桥采用“高压旋喷、压力注浆法”对主桥(83+183+83米预应力连续刚构)19#墩两根φ2.5m 大孔径超长桩桩底缺陷进行补强处理并取得圆满成功。

1.工程概况

1.1缺陷处理桩施工情况：

汕头西港高架桥主桥19#墩为主跨138米连续刚构的主墩，基础为6根φ2.5m的钻孔灌注桩，桩深75m~80m，施工采用冲击钻正循环成孔，利用黏土造浆护壁，并辅以泵吸反循环清孔。

1.2缺陷处理桩地质情况

1.2.1淤泥层：深灰色，软塑，厚约33.0m，主要分布于

-23.0m~34.80m。

1.2.2黏土层：灰黄色，软塑，主要分布于-34.8m-35.8m.。1.2.3粉砂层：厚2m，主要分布于-35.8m~-37.5m

1.2.4砾砂层：灰白色，中密，主要分布于-37.8m~-41.9m，

-52.9m~-59.0m。

1.2.5亚粘土层：浅灰褐色，分布于

-41.9m~43.6m,-59.0m~-67.5m。

1.2.6粗砂层：主要分布于-43.6m~-52.90m。

1.2.7强风化：岩主要要分布于-70.6m以下。

1.3缺陷处理桩缺陷情况及形成原因分析

1.3.1缺陷情况

（1）主墩19-5#，19-6#桩基在水下混凝土浇灌完毕并达到28天强度后，采用超声波透射法桩身混凝土无损检测。结果显示两桩桩底以上3.0m范围内存在缺陷，同时19-6#桩在桩顶以上

57.5m~62.0m(标高-59.0米左右处)范围内存在缺陷。

（2）利用超声波检测发现19-5#，19-6#桩基存在异常后，为了进一步掌握缺陷的具体情况，对两根桩身混凝土进行抽芯检查，结果显示与超身波检查结论基本吻合，即桩基缺陷区存在夹泥，无混凝土，漏空甚至连通。在桩底存在较厚沉渣．19-6#桩桩身在标高59m处，由于承压水的冲刷和侵蚀作用，形成了局部缺陷，从芯样看，混凝土有明显的冲洗痕迹。

1.3.2缺陷处理桩缺陷形成原因

主墩19-5#，19-6#桩桩底混凝土局部存在缺陷的原因很多，也较为复杂，主要有如下原因：

(1)深孔大直径钻孔桩的孔径大，入土深，技术含量高，施工难度大，地质情况复杂。含有多层砂土层，覆盖层厚达70. 0m以上，少数桩基局部区域偶有承压水影响，而19-5#桩又是第一根成孔灌注的大孔径深桩，当为产生桩底混凝十局部缺陷的客观原因。(2)场地狭小，泥浆循环池布局不合理，钢筋笼安装时间过长，使得第二次清孔时孔底沉淀过厚（达3.0m以上），由于孔过深，吸泥管在孔底活动范围非常有限，因此，灌注前很难将孔底沉渣全部清除。

1.4后续施工改进措施

(l)第一次清孔采用泵吸反循环清孔，调整好泥浆指标（含砂率95%），孔底沉渣小于5.0cm。

(2)钢筋笼接长采用直螺纹连接工艺，以缩短下放钢筋笼时间，保证下完钢筋笼后，沉渣厚度小于30cm（一般能控制在20cm以内），并保证48小时内安装完毕。

(3)第二次清孔采用球状放射射浆管射浆清洗与泵吸排渣交替进行，确保混凝土灌注之前将孔底沉渣清理干净，在以后的桩基施工中，由于采用了以上措施，施工效果非常明显。

(4)对桩底混凝土局部存在缺陷的19-5#，19-6#采用压力注浆法加以处理，并重新作超声波透射无损检测，不留隐患。

2．缺陷桩处理过程

2. l处理方案

主墩19-5#、19-6#桩桩身经超声波检测和抽芯检测后显示，桩基缺陷主要集中在桩底部位，表现为夹渣，无混凝土，漏空，且缺陷部分基本连通，每桩四个抽芯均有三个以上芯孔通过缺陷部位。因此，宜采用“高压旋喷、压力注浆法”补强，其原理如下：

利用抽芯孔作为补强孔，将下端带有喷嘴的高压旋喷管下放至缺陷断面以下，通过高压泥浆泵在喷嘴处产生的高压水喷射流对缺陷部位至上而下进行反复喷射、切割，破坏缺陷段内的含有物和原始结构，再采用气举反循环法将被喷射松散、剥离的泥砂甚至碎石排出孔外，提高缺陷段内残留粗碎屑的空隙渗透率或使之形成缺陷段内的“空体”。然后再采用高压旋喷注浆法，或直接灌注浆液法将配制好的高强度水泥浆液注入或压入缺陷段内，待其固结达到强度后即实现补强的目的。处理完后，需再次作超声波透射无损检测和抽芯检测，以检验处理的效果，不留隐患。

19-6#桩桩身标高-59m处的桩身缺陷是由于承压水的侵蚀所产生的，拟在缺陷周围先施工一道高压旋喷桩帷幕，帷幕高度约为

15m(桩身桩顶以下50m-56m处)，帷幕桩间距0 5m，布置约19根高压旋喷桩，采用分段旋喷或注压相结合的工艺进行施工成桩，从而达到固砂止水的作用，待高压旋喷达到一定凝期后再进行压浆补强。

2.2 缺陷桩处理施工工艺

2.2.1施工工艺流程

施工准备——技术交底——喷管与喷嘴安装——高压水清洗——气举反循环排渣——自检及监理检查——水泥浆拌制——旋喷或压力注浆——关闭阀门稳压——拆除喷管与喷嘴——超声波透射无损检测——竣工及资料整理

2.2.2技术要点

(l)补强孔布置

通过超声波无损检测及抽芯检测结果，以及对抽芯孔进行水压试验，弄清孔底缺陷范围，探明孔底缺陷区贯通情况，拟定以现有的抽芯孔作为补强孔，因其有3个芯孔于桩底连同，基本覆盖了整个桩底缺陷范围，无论是清洗排渣，还是注压浆，都形成连通的循环回路，能达到预期处理效果。

(2)灌浆孔口管埋设

将桩顶面每个抽芯孔口凿毛，埋设长度不小于0 5m的φ89mm的钢管，阀门高出桩顶高度不小于0 3m．并用水泥砂浆封堵牢靠，能承受3mpa压力。

(3)旋喷桩帷幕施工

在实施补强之前，针对19-6#桩除桩底存在缺陷外，还在桩顶以下57.5-62.0m范围内存在夹泥，抽芯钻孔与桩周围串通，且与地质有相同的砾砂，为防止桩内缺陷段在高压水切割、气举排渣时桩壁坍塌，拟在缺陷桩周围约0.3m-0.5m处布设一高压旋喷帷幕，桩长在缺陷区上下3m-5m，以起挡土、止水并提高桩周围摩擦阻力的作用。帷幕完成后，桩内缺陷按补强法进行补强施工。