质量缺陷桩基的补强施工

1、质量缺陷桩基的补强施工苏维才，金华山(佛山市高明区路桥建设有限公司，广东佛山 528000)摘 要：介绍了某大桥桩基底部存在的主要缺陷，说明了对缺陷桩基的补强施工及高压水旋喷切割注浆补强方案，并进行了效益分析。关键词：桥梁；桩基；补强；注浆；质量缺陷珠江三角洲某跨内河大桥长1 14898m，宽15m。桥梁桩基均为钻孔灌注桩，由于该桥地质情况复杂，粉细砂层很厚，一般都在20m以上，最厚达到30多m，造成桩基成孔、清孔困难，以致个别桩基清孔时泥浆指标控制不好，钢筋笼下沉就位后沉淀(粉细砂)较厚，甚至采用导管二次清孔后仍无法完全清除钢筋笼底部的沉淀，从而造成桩基质量缺陷。超声波检测发现，15A桩(陆

2、地桩基)、2F桩(水中桩基)、22C桩(水中桩基)桩底有明显质量缺陷，需进行补强处理。这3根桩均为5m嵌岩桩，缺陷部位均在岩面以下，经分析研究，决定对缺陷部位进行高压水旋喷切割和气举清渣后再注浆、压浆补强。 1 高压水旋喷切割注浆补强11 补强原理通过在桩基缺陷部位钻补强孔，利用高压旋喷水将缺陷部位的松散砼及沉渣切割，并利用气举清渣原理清出缺陷部位松散砼及沉渣等杂物，然后将旋喷注浆管下沉至补强孔底部进行高压旋喷注浆，最后再进行压力压浆。为确保补强质量，要求对每个补强孔均进行高压水旋喷切割、气举清渣及高压旋喷注浆。 I2 补强施工程序及技术要求121 钻孔抽芯，埋设井口工作管根据超声波检测报告及

3、桩基抽芯情况，在桩基内增加l2个钻孔作为补强孔，确保有2个钻孔钻到桩底缺陷部位，使补强孔在桩基缺陷部位形成通路，然后在这2个钻孔孔口位置按补强压浆的要求埋设井口工作管。管径采用13cm钢管并加焊钢筋，用水泥砂浆埋置好，使气举清渣清出的杂物不回流及在压力注浆时不松不漏。122 高压水旋喷切割用XY1钻机将钻县及喷头分别下人每个钻孔缺陷部位，使用2JB30型高压泥浆泵提供28MPa以上高压清水，对所有补强孔进行高压旋喷切割，反复多次直到返水较清澈为止，并使2个补强孔连通。为保证切割清洗质量，切割范围在缺陷段深度上下各延伸50cm，同时考虑到补强孔较少及分布不合理等因素，尽量加大压力，延长切割时间。

4、123 气举清渣在一个补强孔下人风管，接上风压机，同时在另一补强孔继续切割，并加入清水。风压机提供排量为3m3min、压力为07MPa的压缩空气，通过风压机将水、渣、气、液、固体混合物清出，分别对各孔进行气举清渣。124 造浆和旋喷注浆采用525斡水泥制作水灰比为08的水泥浆。分别在每个补强孔放人旋喷注浆管，管深至孔底，在补强孔缺陷部位高压旋喷水泥浆，利用反推法将水排出。旋喷注浆压力为25MPa，水泥浆水灰比为0508。125 压力注浆盖好井口管，接好开关及高压管线，将水灰比为05的浓水泥浆挤压进孔内，两孔分别进行，并维持压力(1MPa)超过30min以上。126 复 测请检测单位进行复测，复

5、测质量达到类桩标准后，可交付使用；否则，应重新处理。2 桩基补强施工21 15#A桩补强施工211 15A桩的缺陷情况15A桩桩长4407m，桩身砼标号C30，人岩深度2，61m，超声波检测评定为类桩。该桩共抽6个抽芯孔，其中2#、3孔抽至桩底，其它均偏出桩外。抽芯发现2并孔在孔深42274297m处砼离析破碎，3孔描至桩腐砼芯质量较好，并无沉渣，判定该桩存在部分缺陷，需作补强处理。212 补强过程1)选择补强孔。根据抽芯资料，除2、3。孔抽至桩底外，其它均抽出桩外，个别孔接近桩底。因3孔无缺陷，故不能作为补强孔。经过分析，选择2、1孔作为补强孔，因1孔在4155m处偏出桩外，钻孔深4325m

6、，且该孔在41554305m为卵石层，极有可能与2#孔串通形成补强回路。如果高压水旋喷切割后未能形成补强回路，则要另钻补强孔。2)埋设井口施工管，采用高压清水分别对1、2孔缺陷部位进行高压切割，切割压力28MPa，切害6长度l#孔为41054300m、2#孔为42004320m，均覆盖两孔缺陷位置，反复进行切割。经切割后两孔互相串通，达到预期目的。切割过程中排出泥浆水及粉细砂沉渣等物质。3)采用气举循环清孔方法，分别在其中一孔放人风管，另一孔切割并注水，使用3，25 m3min、08MPa压力的风压机送风，力求将颗粒较大的沉渣排出。气举后排出大量砂砾及卵石等，排出量约1m3，并使两孔扳充填81

7、0m。疑为地层、(卵石、沙层)补充、坍塌所致。4)重新将1、2孔钻至原孔深度，并用高压水重新切割缺陷段，直至返水清澈为止。5)造浆并旋喷注浆，造出水灰比为0508的水泥浆，按先稀后浓的方法，以保证渗透性及强度。分别在两孔切割段进行高压旋喷，喷射压力25MPa，喷浆量为25m3。6)在两孔旋喷注浆后，待水泥浆初凝，再钻穿2孔缺陷段至4320m，并再次对缺陷段进行切割，切割时返出粉细砂及水泥水。在返水清澈后，对2孔实施二次旋喷注浆。7)在2孔返出较浓水泥浆后，加盖进行压浆，压浆压力12MPa，维持30min后停止压浆，关井候凝。213 质量评述由于该桩存在部分缺陷，且抽芯孔较多，很难加抽补强孔，另

8、外由于受地层因素及钻孔内杂物较多等的影响，使切割清洗时间较长(9d)，同时考虑到地层坍塌、孔内无法一次清洗，采用二次切割、二次旋喷压浆的办法(此法即使在砂、砾层也能形成旋喷桩体)，水泥浆用量达39m3，水泥用量达4t，大大增加了补强效果。经检测，该桩补强后达到辽类桩质量标准，收到了良好效果。2。2 21F桩补强施工221 21#F桩的缺陷情况2F桩人微风化岩标高为3369m，终孔标高为3747m，嵌入微风化岩378m。该桩超声波检测评定为类桩，桩底约20m范围内砼局部有明显缺陷，砼均匀性差。该桩共抽4个孔，其中2及4孔抽到桩底，1#孔抽到泥浆护壁。经分析，选用1、2#、4#孔进行补强处理，未钻

9、其它补强孔。222 补强过程1)安装调试设备并埋设井口管后，开始采用高压泥浆泵分别对1、2、4孔缺陷段进行高压清水切割，反复多次，每孔累计切割时间均达1525h，切割压力为28MPa。各孔通过切割均互相串通，并返出大量泥浆及粉细砂质，返渣量约08m3。2)采用压风机气举排渣，返出大量泥、砂等物，总量为35m3。估计桩底与河床连通，原因是桩底人岩不深，加上基岩破碎较多，由于气举产生较大负压，将泥砂带出。3)根据以上情况，停止气举清渣，重新分别对3个抽芯孔进行清水切割返渣，以清赊披底原切割范围内的泥质，至返水清澈为止。4)对各孔底部缺陷部位旋喷注浆，历时85h，共使用126包水泥约68m3水泥浆。

10、在旋喷注浆33m3后孔口才返浆，部分浆液涌出桩外。其中1孔水泥浆面很长时间一直停留在潜水面附近(河床水平面左右)不返浆，暂停注浆1h，再注浆灌满孔口。各孔分别压注水泥浆，直至压力达23MPa，时间保持20min后注浆结束。223 质量评述本次补强考虑到抽芯孔较少(实际上只有2个孔到达桩底)，而且抽芯孔孔位较集中，根据抽芯结果，缺陷主要为桩底沉渣，同时由于该桩较大，所以延长切割时间和加大切割力度，力求用较少的补强孔做好补强工作。清渣量约08m3，压注浆量约7m3。经检测，该桩补强后达到类桩标准。23 22C桩补强施工231 22#C桩的缺陷情况22C桩超声波检测结果为暂不评定桩(在桩底1m范围内

11、有严重缺陷)。抽芯5个钻孔，其中13孔距桩底1526m抽出桩外并打人基岩，4孔在钻进至621 m处因掉钻弃孔，只有5孔抽至桩底。根据5孔资料，该桩只是沉淀超标(沉淀厚度为10cm)，桩身无其它缺陷。考虑到1一3孔接近桩底，加上基岩较破碎等，故将1、2#、3并、5孔作为补强孔。232 补强过程1)补强孔扩孔及埋设井口管后，开始采用高压清水分别对4个抽芯孔进行切割，切割压力为28MPa。各孔切割时间超过20h以上，切割后各孔互相连接，同时返出大量泥浆及部分粉细砂，排渣量约08m3。2)对各孔分别进行气举排渣，此时返出大量河床泥砂，估计补强孔与河床连通，尤其1孔较严重，因此停止气举，继续分别对各孔缺

12、陷部位进行清水切割、清洗泥质物。3)针对该桩补强孔与河床连通的特点，采取二次压浆法处理该桩，即先旋喷注浆，力求将上部地层与桩底隔离，等水泥浆初凝后，再用钻机将原补强孔钻至原孔深，并对其下部(桩底部分)进行清水切割并清渣，最后进行旋喷注浆及压浆处理。由于5孔只是桩底存在问题；第一次暂不处理，先对其它3个孔缺陷部位进行旋喷注浆。其中2孔喷了33m3，3#孔用了22m3，1孔用了19m3水泥浆。喷射压力达25MPa，水灰比0607，水泥用量65to各孔均不返浆，证明与地层明显连通。4)钻穿各补强孔(含5孔)进行二次高压清水切割。切割范围由桩底至以上180m。各孔切割时间均超过8h，各孔均返出水泥浆。

13、1孔返出较多泥砂等。此时1、2、3轻微相通。5)进行第二次旋喷注浆及压浆。先对各孔进行旋喷注浆，其中5孔用06m3、3孔用05m3、2#孔用06m3、1孔用07m3水泥浆后孔口返出纯水泥浆，可判定各孔经二次切割后均产生一定空间，累计达081，0m3。在各孔喷满浆后开始压浆。5、1、2#孔无法压入水泥浆(压力3MPa)，1孔压人08m3水泥浆，且孔压不起压力，故考虑对该孔进行第三次压浆，于是停压。此次共使用36t水泥。6)钻穿1孔进行第三次高压切割清洗，返出物大多为水泥水，少量为沉渣。对1并孔进行第三次旋喷注浆，注入约06m3水泥浆并返纯浆，补浆后压浆压力15MPa，维持40min后停止压浆，压人08m3水泥浆，可见该孔仍存在裂隙。此次共用去18t水泥。233 质量评述本次补强，采用有针对性的三次切割、压浆方法，使补强达到良好效果：由第一次的注不满浆，到第二次的注满浆、个别孔压不起压力，到第三次的孔压起压力。该桩补强共使用近12t水泥，补强后经超声波检测，补强效果明显，改评为类桩。3 效益分析采用高压旋喷切割注浆补强方案对存在质量缺陷的桩基进行补强，可利用原来的抽芯检测孔，必要时可加钻1个补强孔。正常补强一根桩的时间为1015d，补强一根桩的最大成本为45万元(缺陷段清水喷射切割、喷浆置换及孔内压浆的单价为