高压注浆法处理灌注桩缺陷的工程实例

伍文

【摘要】本文通过工程实例，对高压注浆法处理灌注桩缺陷的具体施工工艺、特殊情况的处理和效果进行了论述。

【关键词】桩基缺陷处理；高压注浆法；特殊情况的处理

【Abstract】Project example， high-pressure grouting method pile defects concrete construction technology， processing and effects of the special circumstances discussed.

【Key words】Pile defect treatment；Grouting method；Special case handling

1. 高压注浆法处理桩基缺陷概述

在我国现代建筑物中，灌注桩因其具有承载力高、无挤土、无振动、能贴近已建建筑物施工、适应性强等优点，已在桩基工程中得到广泛应用。但是机械灌注桩的质量事故时常发生，严重影响了其承载力。灌注桩的质量事故发生后，如果单纯的采取补桩或在原地凿除重浇的方法，往往费用很高，有的时候也是不必要的。而采用高压注浆法，可以处理好原钻孔桩胶结不好或较差的地段，使混凝土达到尽可能高的强度，既经济又能够缩短工期。

2. 处理实例

本工程为一26层高的高层建筑，基础采用人工挖孔灌注桩，桩端持力层为中风化粉砂质泥岩，承载力特征值为2000KPa，现有一桩桩径1400mm，桩端扩大头2400mm，桩身砼强度等级为C30，单桩承载力特征值9000KN。经声波检测结果为：桩长19.9m，桩身6.9～7.6m段缺陷明显，评价类别为Ⅱ类桩。基桩芯砼质量评述：钻孔孔深20.1m，砼桩长19.8m，钻入桩端持力层中风化粉砂质泥岩0.3m。0.0～5.5m：混凝土，骨料分布基本均匀，胶结较好，砼芯样完整。5.5～11.5m：混凝土，骨料局部分布不均匀，胶结较差，砼芯样呈短柱状，连续，表面粗糙、麻面，局部见沟槽。11.5～19.8m：混凝土，骨料分布基本均匀，胶结较好，砼芯样完整。桩底无沉渣。19.8～20.1m：中风化粉砂质泥岩，粉砂泥质结构，致密、坚硬。

3. 处理方案

对桩身采用高压注浆充填处理。在桩基上均匀布置4个钻孔，对混凝土骨料局部分布不均匀，胶结较差段采用高压注浆进行补强加固。

4. 灌浆处理主要设计参数与设备

4.1 主要设计参数。

（1）灌浆材料：普通硅酸盐水泥（P.O.52.5）及膨胀材料。

（2）水泥浆配合比：采用分段灌注，浆液由稀至浓进行灌注，水灰比为2：1→1：1→0.8：1→0.6：1→0.45：1。

（3）灌浆压力为1～5MPa，开始应尽量将压力控制在1MPa左右。

4.2 主要设备（见表1）。

5. 具体施工方案

5.1 抽芯成孔。

（1）均匀布置4个灌浆孔，每个孔分担的面积应尽量相等。

（2）用长沙矿探机械厂150型地质钻机成孔，单动双管金刚石钻进取芯，开孔径为110。

（3）采用清水高压循环给水，严禁采用水泥浆护壁。

（4）钻机必须平稳、调平，尽量用低压高速钻进，防止孔身倾斜，垂直度控制在0.3%以内。

（5）孔身必须超过桩身硅胶结差部位为3m，抽芯孔约20m深。

（6）岩芯必须逐一放置岩芯箱内，统一编号，顺序摆放，并作好记录，以便于观察桩身质量，指导灌浆作业。

（7）在钻孔过程中发现塌孔现象时，应先进行注浆固结松散部位，然后再往下钻进。

（8）钻至设计深度后，应先采用钻具进行第一次清孔。

5.2 安装循环注浆装置并高压清洗孔身。

（1）注浆管采用6分的镀锌管，前端2m开8@300孔。

（2）注浆管由上往下放，直至孔底。

（3）在孔口管安装三通连接补芯，且与注浆管连接。

（4）采用自来水高压清洗各孔，压力为3～5MPa，把孔内存留的岩粉铁屑、粘土等杂物冲离孔内并将桩底沉渣置换出来。

（5）清孔标准为：排出的液体基本无浮粒、无混浊。

5.3 压水试验。

（1）灌注水泥浆前应对各孔进行简易压水试验。

（2）封闭返浆阀，加压灌入自来水，观察吸水情况以及孔与孔之间是否连通。

5.4 全孔段高压循环灌浆。

5.4.1 灌浆材料：普通硅酸盐水泥（P.O.52.5）及膨胀材料。

5.4.2 水泥浆配合比：采用分段灌注，浆液由稀至浓进行灌注，水灰比为2：1→1：1→0.8：1→0.6：1→0.45：1。

5.4.3 灌浆压力为1～5MPa，开始应尽量将压力控制在1MPa左右。

5.4.4 灌浆过程应根据吃浆量和压力变化来改变水灰比，这是保证灌浆质量的关键。

具体按如下进行调整：（1）当某一水灰比浆液灌人300L左右或同一水灰比浆液的灌浆时间超过20分钟，可变浓一级。（2）如单位吸浆量及灌浆压力没有改变或改变不明显时，可变浓一级。（3）当压力突然降低或吸浆量增大时，应增大水灰比浓度；反之则减小水灰比浓度。

5.4.5 灌浆要持续进行，不能中断。如特殊原因中断，应在水泥初凝前半小时恢复灌浆；若不能恢复，则应用低压水进行清洗，正常后再重新灌浆。

5.4.6 灌浆结束标准：浆液浓度为0.45：1、压力为4MPa时，稳压持续时间为30min，桩身停止吸浆或吸浆量不大于0.2L/min时，可结束灌浆。

5.5 封孔。

灌浆完毕检查合格后，采用1：1水泥砂浆封孔。

6. 特殊情况处理

6.1 串浆处理：

注浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备条件可采用同时进行注浆，应一泵一孔，否则应将注浆孔堵塞，待注浆结束后，串浆孔再进行扫孔、冲洗，而后继续注浆。

6.2 冒浆、漏浆处理：

应根据具体情况采用封墙、低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆等方法进行处理。

6.3 注浆工作因故中断时的处理。

（1）及早恢复注浆，否则立即进行冲洗钻孔，而后恢复注浆。若无法冲洗，或冲洗无效，则进行扫孔，而后恢复注浆。

（2）恢复注浆后，如注入率与中断前相比减少很多，且较短时间停止吸浆，则应采取补救措施。

（3）对吸浆量大、注浆难以结束地段，采取低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆或掺加速凝剂、回填等方式处理。

（4）注浆过程中，注浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应的措施处理。

7. 工程质量保证措施

（1）钻孔施工：开钻前，严格按照施工布置图，布好孔位。钻机定位要准确，开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不得大于2cm，钻杆度不得大于1°。

（2）配料：采用准确的计量工具，严格按照设计配方配料施工。

（3）注浆：注浆一定要按程序施工，每段进浆要准确，注浆压力一定要严格控制在设计注浆压力范围内，专人操作。当压力突然上升或从孔壁溢浆，应立即停止注浆，每段注浆量应严格按设计进行，跑浆时，应采取措施确保注浆量满足设计要求。

（4）注浆完成后，应采用措施保证注浆不溢浆跑浆。

（5）每道工序均要安排专人负责每道工序的操作记录。

8. 灌浆处理效果总结

经过上述程序对该桩进行处理后，经声波检测已顺利通过验收。而高压注浆处理所需费用远远小于补桩或凿桩重新浇注的费用。由此可见，高压注浆法进行桩基缺陷处理的效果还是非常显著的。但需要注意的是，如果桩底沉渣高度超过0.5m，则单纯采用高压注浆处理就很难达到要求，可采用钢管桩+高压注浆进行处理。

参考文献

[1] 建筑地基处理技术规范.

[2] 汪庆辉、黎胜勇；高压旋喷注浆法处理桩基缺陷的一个工程实例.

[文章编号]1619-2737（2016）03-22-603