论文部分内容阅读
摘要：介绍了某城市广场桩基存在的主要缺陷，以及对缺陷桩基的高压注浆补强方案，并进行了效益分析。
关键词：高压注浆；桩基；补强
广东某城市广场工程桩基采用钻孔灌注桩，桩径为Φ1200mm和Φ1500mm两种，桩长为16.0m~26.0m,采用旋挖法施工，共计施工灌注桩662条。由于该广场地质情况复杂，粉细砂层较很厚，一般都在10m以上，最厚达到16m，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。经抽芯及超声波检测发现，部分桩身夹泥砂、砼离析，桩底胶结不完整、有沉渣等质量缺陷，其中13条桩需进行补强处理。经分析研究，决定对缺陷段采用预埋钢管、高压水切割、气举排渣清孔、注压入高强度特种水泥浆液进行桩基补强。
1补强方法
1．1补强原理
通过在桩基缺陷部位钻补强孔（或利用原有抽芯孔），利用高压泵产生高压水喷射流，对缺陷部位的松散砼及沉渣进行切割清洗，并利用气举清渣原理清出缺陷部位松散砼及沉渣等杂物，形成缺陷段内的“空体”，然后向“空体”内注压入高浓度特种水泥浆液，经填充固结以达到补强的目的。
1．2补强施工工艺流程及技术要求
1．2．1工艺流程
施工准备→技术交底→孔口管埋设→高压切割洗孔→气举清渣→水泥浆拌制→高压注压浆→关闭阀门稳压→二次注浆→检测交付使用。
1．2．2钻补强孔，孔口埋设钢管
根据桩基抽芯情况，可利用原来的抽芯检测孔，必要时可增加1个钻孔作为补强孔，确保每个钻孔钻到桩身缺陷部位以下0.5m，使补强孔在桩基缺陷部位形成通路，并扩大孔口孔径至150mm，深0.7m,然后按补强压浆的要求埋设两条工作钢管。一条为1寸注浆管，长度直到桩孔底部，注浆管体在桩身缺陷部位上下0.5米范围周身加工出浆小孔；一条为89mm排渣管，长度为1.0m。孔口用水泥砂浆密封好，封口段长度为0.5m，使气举清渣清出的杂物不回流及在压力注浆时不松不漏。
1．2．3高压水切割洗孔
连接好注浆管，使用2JB—30型高压泥浆泵提供25MPa以上高压清水，对所有补强孔进行高压切割洗孔，反复多次直到返水较清澈为止，并使补强孔相互连通。为保证切割清洗质量，尽量加大压力，延长切割时间。
1．2．4气举清渣
在一个注浆孔接入风管，启动风机，同时在另一补强孔继续加入清水切割。风压机提供排量为3m3／min、压力为0．7MPa的压缩空气，通过风压机将水、渣、气、液、固体混合物清出。应分别对各孔进行气举清渣。通过高压水切割和气举清渣，使桩身缺陷段各孔相互串通，并最终达到水清砂净的目的。
1．2．5水泥浆液配制
水泥選用42.5R以上普硅水泥，水灰比为1：1，外加剂选用水剂环氧树脂，环氧树脂掺入量为水泥重量的1.0~2.5%，环氧树脂固化剂掺入量为环氧树脂重量的20%。水灰比及外加剂掺入量根据施工现场配制后的浆液以机械泵输送顺利为原则进行。
施工现场配合比
水灰比 水泥（Kg） 水（Kg） 环氧树脂（Kg） 环氧树脂固化剂（Kg） 制成浆量（m3）
1：1 750 750 7.5~18.75 1.5~3.75 1.0
1．2．6压力注浆
压力注浆采用单孔注压浆和多孔联合注压浆法，连续进行一次完成。注浆压力2.5～5.0Mpa。选择连通性较好的一个孔作为压浆孔,其余孔为排浆孔。首先接好注压浆管，然后从注压浆管内注入预先配制好的浆液，替换出缺陷段内及各孔内的清水，待排浆管排出的浆液比重与注入浆液比重一至后即可改为压浆。压浆时首先关闭出浆各孔口开关，并继续往注浆孔内压浆，当孔口压力达到2.5MPa以上并稳定10min后，即可结束压浆，并关闭注浆管阀门进行稳压。
注压浆时，注意保证浆液的排出循环时间。事先应校验压力表，以保证压力足够和有效。还应保证管道的密封性，泵送浆液时应连续均匀，严防空气进入,并做好施工记录。
1．2．7二次注浆
二次注浆在一次注浆约1小时候进行，参数同第一次注浆参数。
1．2．8检测、交付使用
经检测单位进行复测，13条桩复测质量全部达到Ⅱ类桩标准，可交付使用。
补强施工及抽芯现场照片
2质量保证措施
2．1施工前应进行详细的技术交底，使所有参与人员做到心中有数，明确各自的责任，工作时得心应手，以确保施工质量。
2．2施工时，应小心谨慎，认真操作，严防铁件等杂物掉入芯孔中造成堵塞。
2．3钻补强孔时，应确保孔位及孔深准确，同时保证钻孔的垂直度。
2．4桩底杂物清洗与切割时，应保证水流有足够的压力和足够的清洗时间，清洗至回水流无杂物和清晰干净时方可认为清洗结束。清洗与切割时，应依次轮流更换进水口及出水口。
2．5压浆用浆液应用拌浆机拌和均匀，事先应将拌浆机中杂物清除干净，浆液压注前应用筛网过滤严防堵孔。压浆时应有足够的压力和循环时间。压入浆液的比重与流出浆液的比重相同且等于设计比重点时方可关浆保压。保压时间应足够，压浆应连续进行一次完成。
2．6施工时应作好各项记录。
3安全保证措施
3．1凡是进入施工现场的人员一律要做好劳动保护和培训后上岗。
3．2各种机械应处于良好工作状态，电线路应完好和可靠接地，雨天应将电器设备遮盖好。
3．3高压水管与注浆管应有足够强度，严防破损喷液伤人；压力表应校验，确认完好方准使用；拆卸高压管线及泵压突升，应立即放压，查明原因排除故障后才能继续施工。
3．4清洗排渣、压浆或注浆时，应设排放沟，注意浆液不要随意喷出和流淌，以免污染环境。
3．5施工现场应挂设安全防护标牌，严禁闲杂人员入内；并有专职安全员在场监督方准施工，以保安全；尽量避免夜间施工，不得已时，应做好照明工作。
4结语
本桩基补强工程从设备进场施工至施工完毕、设备退场，总工期为20天，共补强处理桩基13条。经抽芯检测，质量全部达到Ⅱ类桩标准，可交付使用。正常补强一根桩的时间为1～2d，补强一根桩的成本约为5万元。本桩基采用高压注浆补强方案的成功率为100％，与采取补桩或在原桩位重新冲孔成桩等方案相比，该补强方案具有补强效果好、工期短、经济效益显著的优点，处理一根桩在经济上可节约5～10万元左右，时间上可节省15～45d。目前，大直径深桩基础水下混凝土灌注施工质量受到多方面的因素影响,特别是在有承压水的深桩中,稍有不慎,就会出现漏空、夹砂(泥)等缺陷，但这些缺陷往往是在成桩后检测时才发现。如出现这种缺陷即作废桩,将造成巨大损失。有的缺陷是可以通过上述补强方法处理后来满足设计和使用要求,避免造成巨大经济损失的。而且比常规处理方法经济，缩短了工期，这种方法在实际工作中有一定的参考价值。
关键词：高压注浆；桩基；补强
广东某城市广场工程桩基采用钻孔灌注桩，桩径为Φ1200mm和Φ1500mm两种，桩长为16.0m~26.0m,采用旋挖法施工，共计施工灌注桩662条。由于该广场地质情况复杂，粉细砂层较很厚，一般都在10m以上，最厚达到16m，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。经抽芯及超声波检测发现，部分桩身夹泥砂、砼离析，桩底胶结不完整、有沉渣等质量缺陷，其中13条桩需进行补强处理。经分析研究，决定对缺陷段采用预埋钢管、高压水切割、气举排渣清孔、注压入高强度特种水泥浆液进行桩基补强。
1补强方法
1．1补强原理
通过在桩基缺陷部位钻补强孔（或利用原有抽芯孔），利用高压泵产生高压水喷射流，对缺陷部位的松散砼及沉渣进行切割清洗，并利用气举清渣原理清出缺陷部位松散砼及沉渣等杂物，形成缺陷段内的“空体”，然后向“空体”内注压入高浓度特种水泥浆液，经填充固结以达到补强的目的。
1．2补强施工工艺流程及技术要求
1．2．1工艺流程
施工准备→技术交底→孔口管埋设→高压切割洗孔→气举清渣→水泥浆拌制→高压注压浆→关闭阀门稳压→二次注浆→检测交付使用。
1．2．2钻补强孔，孔口埋设钢管
根据桩基抽芯情况，可利用原来的抽芯检测孔，必要时可增加1个钻孔作为补强孔，确保每个钻孔钻到桩身缺陷部位以下0.5m，使补强孔在桩基缺陷部位形成通路，并扩大孔口孔径至150mm，深0.7m,然后按补强压浆的要求埋设两条工作钢管。一条为1寸注浆管，长度直到桩孔底部，注浆管体在桩身缺陷部位上下0.5米范围周身加工出浆小孔；一条为89mm排渣管，长度为1.0m。孔口用水泥砂浆密封好，封口段长度为0.5m，使气举清渣清出的杂物不回流及在压力注浆时不松不漏。
1．2．3高压水切割洗孔
连接好注浆管，使用2JB—30型高压泥浆泵提供25MPa以上高压清水，对所有补强孔进行高压切割洗孔，反复多次直到返水较清澈为止，并使补强孔相互连通。为保证切割清洗质量，尽量加大压力，延长切割时间。
1．2．4气举清渣
在一个注浆孔接入风管，启动风机，同时在另一补强孔继续加入清水切割。风压机提供排量为3m3／min、压力为0．7MPa的压缩空气，通过风压机将水、渣、气、液、固体混合物清出。应分别对各孔进行气举清渣。通过高压水切割和气举清渣，使桩身缺陷段各孔相互串通，并最终达到水清砂净的目的。
1．2．5水泥浆液配制
水泥選用42.5R以上普硅水泥，水灰比为1：1，外加剂选用水剂环氧树脂，环氧树脂掺入量为水泥重量的1.0~2.5%，环氧树脂固化剂掺入量为环氧树脂重量的20%。水灰比及外加剂掺入量根据施工现场配制后的浆液以机械泵输送顺利为原则进行。
施工现场配合比
水灰比 水泥（Kg） 水（Kg） 环氧树脂（Kg） 环氧树脂固化剂（Kg） 制成浆量（m3）
1：1 750 750 7.5~18.75 1.5~3.75 1.0
1．2．6压力注浆
压力注浆采用单孔注压浆和多孔联合注压浆法，连续进行一次完成。注浆压力2.5～5.0Mpa。选择连通性较好的一个孔作为压浆孔,其余孔为排浆孔。首先接好注压浆管，然后从注压浆管内注入预先配制好的浆液，替换出缺陷段内及各孔内的清水，待排浆管排出的浆液比重与注入浆液比重一至后即可改为压浆。压浆时首先关闭出浆各孔口开关，并继续往注浆孔内压浆，当孔口压力达到2.5MPa以上并稳定10min后，即可结束压浆，并关闭注浆管阀门进行稳压。
注压浆时，注意保证浆液的排出循环时间。事先应校验压力表，以保证压力足够和有效。还应保证管道的密封性，泵送浆液时应连续均匀，严防空气进入,并做好施工记录。
1．2．7二次注浆
二次注浆在一次注浆约1小时候进行，参数同第一次注浆参数。
1．2．8检测、交付使用
经检测单位进行复测，13条桩复测质量全部达到Ⅱ类桩标准，可交付使用。
补强施工及抽芯现场照片
2质量保证措施
2．1施工前应进行详细的技术交底，使所有参与人员做到心中有数，明确各自的责任，工作时得心应手，以确保施工质量。
2．2施工时，应小心谨慎，认真操作，严防铁件等杂物掉入芯孔中造成堵塞。
2．3钻补强孔时，应确保孔位及孔深准确，同时保证钻孔的垂直度。
2．4桩底杂物清洗与切割时，应保证水流有足够的压力和足够的清洗时间，清洗至回水流无杂物和清晰干净时方可认为清洗结束。清洗与切割时，应依次轮流更换进水口及出水口。
2．5压浆用浆液应用拌浆机拌和均匀，事先应将拌浆机中杂物清除干净，浆液压注前应用筛网过滤严防堵孔。压浆时应有足够的压力和循环时间。压入浆液的比重与流出浆液的比重相同且等于设计比重点时方可关浆保压。保压时间应足够，压浆应连续进行一次完成。
2．6施工时应作好各项记录。
3安全保证措施
3．1凡是进入施工现场的人员一律要做好劳动保护和培训后上岗。
3．2各种机械应处于良好工作状态，电线路应完好和可靠接地，雨天应将电器设备遮盖好。
3．3高压水管与注浆管应有足够强度，严防破损喷液伤人；压力表应校验，确认完好方准使用；拆卸高压管线及泵压突升，应立即放压，查明原因排除故障后才能继续施工。
3．4清洗排渣、压浆或注浆时，应设排放沟，注意浆液不要随意喷出和流淌，以免污染环境。
3．5施工现场应挂设安全防护标牌，严禁闲杂人员入内；并有专职安全员在场监督方准施工，以保安全；尽量避免夜间施工，不得已时，应做好照明工作。
4结语
本桩基补强工程从设备进场施工至施工完毕、设备退场，总工期为20天，共补强处理桩基13条。经抽芯检测，质量全部达到Ⅱ类桩标准，可交付使用。正常补强一根桩的时间为1～2d，补强一根桩的成本约为5万元。本桩基采用高压注浆补强方案的成功率为100％，与采取补桩或在原桩位重新冲孔成桩等方案相比，该补强方案具有补强效果好、工期短、经济效益显著的优点，处理一根桩在经济上可节约5～10万元左右，时间上可节省15～45d。目前，大直径深桩基础水下混凝土灌注施工质量受到多方面的因素影响,特别是在有承压水的深桩中,稍有不慎,就会出现漏空、夹砂(泥)等缺陷，但这些缺陷往往是在成桩后检测时才发现。如出现这种缺陷即作废桩,将造成巨大损失。有的缺陷是可以通过上述补强方法处理后来满足设计和使用要求,避免造成巨大经济损失的。而且比常规处理方法经济，缩短了工期，这种方法在实际工作中有一定的参考价值。