断桩处理技术

2011-08-15高继伟

黑龙江交通科技 2011年7期

高继伟

(衡水衡通公路工程监理咨询有限公司)

1 前言

断桩事故段大体由浮浆部分，离析的砂、石料部分(该部分往往很有泥浆或该层位的岩土体)和低标号混凝土4部分组成。

处理断桩的目标只能是，力图在使用功能方面达到或接近正常桩。但在实施过程中，仍以使事故段桩身强度，以及事故段与正常桩段间的粘结强度，达到或接近正常桩水平为目标。此外，还可通过其他途径加固桩基，使事故桩处理后的使用功能达到甚至超过正常桩。注浆技术处理断桩有望取得这种效果。

2 注浆技术处理断桩的方法

2.1 注浆法处理断桩

(1)工艺要点。

首先是造孔。视桩径大小布置注浆孔，一般桩径大的(D≥1.5m)，可布孔4～5 个;桩径小的(0.8m ＜D ＜1.2 m)。可布孔2～3个。注浆孔钻孔采用金刚石钻具，钻孔垂直度偏差＜0.5%，钻孔直径75mm。

其次是压水。注浆前，通过注浆孔向事故段压水。压水的目的是疏通注浆通道，清洗事故段内泥土等软弱介质。压水清洗以返清水为限。

最后进行注浆。采用下行法注浆，每段高度0.3～0.5 m。先注周边孔，后注中心孔。每孔每次注浆均应掌握注浆节奏，实行间歇注浆，注注停停，以确保浆液留驻在桩身内或桩侧有限范围内。

浆液多用浓浆(水灰比0.5～0.6∶1)。根据目标要求，可以选用添加剂，如加u型膨胀剂可使新旧混凝土充分粘结，加三乙醇胺与氯化钠复合添加刑可使浆体早凝早强并提高后期强度，加硅粉可使注浆体强度等级达到C30以上。

(2)注浆法处理断桩的作用原理。

断桩事故段，因浇捣混凝土离析形成多孔隙结构，具有—定程度的可灌性。通过对事故段注浆，浆体使事故段内离析的沙石骨料重新胶结形成桩身混凝土，并与正常桩段粘结，构成完整体。如事故段内含泥，且未被清洗干净，那么注浆后含泥部分的桩身混凝土强度将大受影响。因而压水工序是必要的。浆体经事故段孔隙外渗到桩周一定范围内的岩土体中，胶结形成某种扩径桩段。这种扩径桩段事实上弥补了事故段中浮浆部分及低强度混凝土部分的桩身强度之不足。浆体经事故段桩侧，向事故段以上或以下的一定范围内的岩土体渗透、劈裂、充填与胶结，从而增加该范围内的桩侧摩擦阻力。

经注浆处理的断校事故段，凭借上述3方面功能的改善或加强，其综合功效可以接近、达到、甚至超过正常桩的功能、至于改善的程度，与客观条件和施工技术密切相关。因此，采用注浆技术处理断桩，应由较成熟的专业注浆队伍施工。

注浆法处理断桩的优点是:工艺简单、设备少、易操作、费用较低。缺点是注浆范围难以控制，均匀性较差。

2.2 高压旋喷注浆法处理断桩

高压旋喷注浆技术也可以用来处理断桩，在一定条件下，该法还能克服注浆法均匀性较差的缺点。

对于大直径桩(D≥1.5 m)。宜采用3重管旋喷处理断桩;而对于小直径桩(0.8 m≤D≤1.2 m)，可采用单管旋喷处理断桩。

高压旋喷处理断桩，对事故段的处理加固较之注浆法更为均匀可靠。但若用单管旋喷。则钻孔量大且费用高，若事故段内有石科，也影响族喷成桩的均匀性。对于事故地段内浮浆部分，或胶结较差但仍有一定强度的桩身混凝土，高压旋喷很难使其增加强度。

2.3 中压旋喷加注浆的综合法处理断桩

断桩是一种偶发事故，仅是个别现象。为了处理这极少量的事故桩，而动用诸如三重旋喷那样的大型设备是不合算的。因此，用中压旋喷加注浆的综合法处理断桩将是理想的。

所谓中压旋喷是相对高压旋喷而言的，其泵送浆体的压力较低，大致在10～15 MPa之间，用普通的注浆泵即对进行中压旋喷。

中压旋喷加注浆处理断桩的具休做法是先对事故段用中压旋喷形成数个旋喷小桩，旋喷小桩在事故桩桩身范畴内均布且相互交叠。然后，经钻孔扫孔。下行分段注浆加固。

无论采用那一种处理断桩方法都应使钻孔进入事故桩下侧正常桩段内1 m深或更深些，且最后均需扫孔，下放50 mm钢管或32钢筋至孔底、并用浓浆封孔，使事故段桩身变成加筋混凝土段。

3 工程应用实例

某工程为1 500 mm钻孔灌注桩。单桩设计承载力10 000 kN以上，其中一根桩因灌注过程中导管段落，另下了一套导管浇灌混凝土，其间中断12 h。致使标高29 m以下形成6.4 m厚的事故段，混凝土严重稀释，且混有泥浆。

我们采用了中压旋喷加注浆的综合处理方案。事故段位于强风化带且混有泥浆，必须经钻孔压水清洗事故段内泥浆，才能保让注浆质量。采用了多孔并洗、钻杆竖向冲洗、旋喷横向冲洗等一系列措施。直至返清水为止。事故段分5段逐段下行注浆，多次注浆和多次检查，确保注浆质量。

桩身混凝土标号C30，而一般注浆的水泥浆固结体标号只能达到 C15。为此，采取了采用浓浆(水灰比 0.5～0.6∶1)，添加活性硅粉(使标号提高 50% ～100%)，添加三乙醇胺氯化钠复合附加剂(后期强度提高25%)等措施。

为使注浆均匀密实，还采取了权身均布5个注浆钻孔，使其有效扩散半径相互交叠;先用中压旋喷，使事故段内有5根旋喷形成的小桩，初步保证均匀性;再用下行法注浆，多次分段复注，进一步加强均匀性、密实性:采用低压慢转金刚石钻具回转钻进，每钻进20 m用G-2小口径测斜仪测斜，以控制方位角和顶角，保证钻孔垂直度等措施。

经过70 d的处理后，压水洗孔，5个钻孔相通，事故段内含泥量降至1%以下。注浆后20 h扫孔取芯，芯样抗压强度达C15～C20、28 d后抗压强度达C37。芯样采取率93.8%，加固段与正常桩段胶结良好。实际注入浆量比计算量大4倍，说明注浆处理使加固段形成扩径桩段。交付使用后经1年多的沉降观测，结果情况正常。