CGM高强无收缩灌浆料在处理桩基础缺陷中的应用

曹展标

（广州市第三建筑工程有限公司 广州市　510050）

CGM高强无收缩灌浆料在处理桩基础缺陷中的应用

曹展标

（广州市第三建筑工程有限公司 广州市510050）

钻孔灌注桩在施工过程中由于施工工艺、地质条件、施工队伍质量控制等因素的影响，有一定的几率出现桩身完整性缺陷及桩的承载力缺陷等质量问题，特别是旋挖灌注桩在采用干作业工艺进行成孔时，桩端沉渣过厚情况比较普遍，严重影响桩的承载力，当出现该质量缺陷时，采用压力灌浆法结合CGM高强无收缩灌浆料对桩端进行加固，处理后的桩承载力基本能达到原设计要求。

桩端沉渣过厚；压力灌浆法；CGM高强无收缩灌浆料

1　工程概述

本工程基础采用直径为800mm旋挖灌注桩，桩数量为532根，桩长约12～25m，桩身混凝土强度等级为C30，以第5○-3中风化层为持力层，要求桩端嵌入设计岩层内深度≥0.8m，桩长约12～25m，单桩竖向承载力特征值≥2400kN。

根据设计要求，针对该532根冲孔灌注桩，基桩检测采基桩竖向抗压静载试验检测、基桩钻芯法检测、基桩高应变法、基桩低应变法检测等方法进行检测，根据桩基检测结论，该532根冲孔灌注桩的竖向抗压静载检测、钻芯法检测及低应变法检测均全部合格。

但高应变法检测结论为C1及C10判定为Ⅲ类桩，桩身完整性评价为桩底有明显缺陷，其中C1动测承载力为4258kN，C10动测承载力为4641kN，无法满足设计要求，必须按照有关规定要求进行处理。

2　原因分析

经复查施工记录及施工日志，C1桩的施工日期为2013年6月23～24日，C10桩的施工日期为2013年6月2～4日。根据实际施工情况，C1桩的成孔时间超过28h，C10桩的成孔时间超过60h。由于中风化花岗岩层硬度高，旋挖钻孔成孔速度慢，导致成孔施工时间长，因此在浇筑混凝土时可能孔壁在浆液长时间浸泡下会出现松动及塌孔的情况。而且循环泥浆经过长时间使用，稠度有所下降，因此在清孔时会出现清孔不彻底的情况，通过上述分析，导致桩底明显缺陷的原因可判定为桩底沉渣过厚。

3　补强处理方案

针对C1及C10两根桩的桩底缺陷情况，拟采用压力灌浆法对桩底进行补强加固处理。压力灌浆法利用钻机在桩顶钻孔至桩底，再进行封闭式的压注纯水泥浆液，使桩身局部破碎、松散、胶结不好的混凝土的空隙注满水泥浆液，令其重新进行胶结，并与胶结完好的混凝土形成一个受力整体，加强桩身整体强度。

同时，由于桩端承载力未能满足设计要求的2400kN，如采用常规的灌浆做法，灌入纯水泥浆液能加强桩身完整性，但对提高桩端承载力的效果不明显，有可能灌浆后桩端承载力仍无法满足设计要求，且水泥浆的凝固期较长，需达到龄期28d后才能进行复检，对工期影响非常大，因此本项目灌浆材料采用CGM高强无收缩灌浆料代替水泥浆进行灌注。

CGM高强无收缩灌浆料就是水泥基灌浆材料是以高强度材料作为骨料，以水泥作为结合剂，辅以高流态、微膨胀、防离析等物质配制而成，具有自流性好，快硬、早强、高强、无收缩、微膨胀的特性：

（1）自流态：现场只需加水搅拌，可直接进行灌注，砂浆自流，施工免振，确保无振动、长距离的灌浆施工。

（2）早强高强：浇后3d强度高达40MPa以上，28d后强度达到60MPa以上，缩短工期。

（3）微膨胀：灌注体长期使用无收缩，保证基岩与基础紧密接触，并适当的膨胀压应力提高基础承载力。塑性膨胀和硬化期膨胀的双重效应，确保有效承载面（EBA）大于90%，均匀传递荷载。

（4）低碱耐蚀：严格控制原材料碱含量，适用于有腐蚀性地下水的工程。

（5）同时其具有无毒、无害、不老化、对水质及周围环境无污染，自密性好、防锈等特点，在施工方面具有质量可靠，降低成本，缩短工期和使用方便等优点。

（6）产品性能

表1　

4　施工工艺

压力灌浆法施工工艺流程：造孔→注浆管埋设→高压清水洗孔→压水试验→配备灌浆料→压浆→封孔→桩复检。

（1）造孔及埋管：利用抽芯用的地质钻机在桩中钻两个孔：①用做进浆孔；②用作出浆孔，孔深要求达到基岩，并抽取岩芯查看持力层具体情况。同时采用φ50压浆管在进浆孔内埋设，从孔口埋设至需补强位置往上0.5m，并将其固定好。

（2）洗孔及水压试验：利用水泵，使用0.5～1MPa的压力水向一个孔内压入清水，将孔底夹泥和松散的混凝土碎渣从另一个孔冲洗出来，排渣时间应充分保证，注入清水利用水循环将杂物排出桩身，当出水口的水由浊变清时，再换另一个孔处理，直至所有孔排除均为清水为止，则清孔结束。在清孔过程中，同时进行压水试验，压水试验不仅起到疏通注浆通道的作用，而且注浆的有关参数也应根据压水试验结果做出相应调整。

（3）封闭式压浆：孔内清洗完毕后，用压浆设备置换清水，在未封闭口前通过压浆管压入水灰比为0.8的纯水泥浆液，把抽芯孔内的水全部置换溢出来，当孔口出现大量浓水泥浆时且此浆与注入的浆液比重基本相同时，可封闭出浆口开始进行注浆作业。

（4）搅拌灌浆料：按产品合格证上推荐的水料比确定加水量，拌和用水应采用饮用水，水温以5～40℃为宜，采用机械搅拌，搅拌时间一般为1～2min，在满足施工流动度的条件下尽量降低用水量，严禁使用明显沁水的搅和料进行灌浆。

（5）为保证压浆效果，注浆压力一般控制在2～3MPa，稳定时间为15～20min，当注浆压力逐步上升，表明内部空隙逐步被水泥浆充填，当压力升到4～5MPa、单位吸浆量不小于1L/min时，即闭浆稳定15～20min，若压力不再下降，标明内部空隙均被填充满，可终止压浆作业。

（6）在注浆时，注浆压力随注浆进展呈现出由低到高的变化规律。若注浆中压力突然急剧下降，表明发生冒浆或漏浆现象，应在浆液中加入相应的添加剂或采取间歇灌浆措施以确保注浆效果。

在完成该两条桩压力灌浆后，对所使用的CGM高强灌浆料进行见证取样抽检，检验结论如表2。

表2　

该高强灌浆料在3d龄期的抗压强度已达到56.5MPa，远大于原设计桩身混凝土强度C30，因此在完成灌浆后7d进行高应变检测复检，复检结果均为合格，判定为Ⅱ类桩。

5　结语

采用CGM高强无收缩灌浆料作为混凝土灌注桩基础质量缺陷补强的灌浆料，利用其早强、高强、无收缩、微膨胀等特性，可以提高灌浆体的早起抗压强度，加快施工进度，并且在完成灌浆料后避免出现水泥灌浆料收缩的问题，确保了桩基础的质量。同时，CGM灌浆料的高强度特性，能对因桩端沉渣过厚导致承载力下降的桩基础起到很好的加强作用，在灌浆料充满桩端沉渣层并达到强度后，使桩端持力层的承载力得到大大的提高，基本可以解决因桩端沉渣造成的桩基础缺陷。

TU746.3

A

1673-0038（2015）20-0049-02

2015-3-10

曹展标（1982-），男，中级工程师，本科，主要从事施工管理工作。