钻孔灌注桩离析段高压注浆加固处理施工方案

走马垃圾二次转运站工程-对外交通工程

（成渝高速公路走马立交改造工程）

旋挖灌注桩离析段高压注浆加固处理施工方案

1、工程概况

在走马垃圾二次转运站工程-对外交通工程（成渝高速公路走马立交改造工程）桩基工程完成后，经重庆北部新区建设工程质量检测所有限公司声波透射法检测，发现A2-1、A2-2、B11-1、B11-3、A6-4、B9-3桩基声波异常，初步判定为桩底沉渣或混凝土离析；为保证旋挖灌注桩质量，遂对上述6根桩基采用钻芯法探明桩基完整性情况。经钻芯发现表1所列基桩缺陷离析段。现商定采用高压注浆法进行加固补强。

表1桩缺陷部位

图1：声测管与注浆管关系示意图

2、施工方案及技术要求

高压注浆法是应用渗入性灌浆理论，使水泥浆液通过预埋注浆管（或利用超声波测试管、或取芯后的取芯孔），在高压的作用下，克服各种阻力而渗入地层或沉渣的孔隙和裂屑中，与桩底沉渣或地层介质的颗粒固结，起到加固桩基，最终提高钻孔灌注桩的承载力，减小桩的沉降为目的。

高压注浆法是在桩项1／2半径的同心圆弧上平均布孔3～5个(图2)，用XY-1型钻机成孔，孔深控制在缺损深度以下1m左右，成孔后先清孔再高压注浆补强。此方法工艺先进，操作方便，不影响工期。

图2：高压灌浆布孔示意图

注浆工艺为：第一步，首先确定对有质量缺陷的混凝土桩桩身进行抽芯检验；第二步，抽芯检验工作结束后，对混凝土桩身缺陷部位采用高压注浆加固

法技术进行质量处理，达到既彻底消除因桩身混凝土存在的各类质量缺陷问题，又大大地降低建设成本、提高工效、缩短工期的目的。具体介绍介绍如下：（1）钻孔取芯

为确保能将缺陷处夹层物质全部清除桩体之外，使处理工作一次完成，

详细布置钻孔位置．其布设情况为：在基桩钢筋笼内共设置5个钻孔，因缺陷位于基桩的1-2面、1-3面、1-4面、2-3面、2-4面、3-4面，布孔时尽可能使钻孔均匀分布于缺陷范围内，具体布置位置为1-2面、1-4面、1-3面、2-3面、3-4面的中点位置。

用GXY-1型液压钻机，110mm人造金刚石钻头，单套正循环108mm钻具，分别钻取5孔芯样，依据芯样情况和钻取过程中的循环液的返水情况，结合低应变检测成果进行对比，确定下部的高压清洗时间和高压注浆的浆量及泵压，取芯深度控制在缺损以下1.5m左右，以取出下部完整芯样为准。

（2）洗孔

首先在桩头平面五个抽芯孔内分别先后顺序下入6分镀锌厚壁管至孔底。

采用高压旋喷方式喷射洗孔介质通过高压泵自管内泵入，在各桩端持力层缺陷段上下往复进行高压旋转喷射切割清洗，将孔内沉积的岩屑、残渣、泥质浑浊水等从管外壁与桩壁间隙排出，直至孔口返水由浑浊色逐渐呈清澈后，即可进行封闭孔口的程序。

（3）孔口封闭

封闭孔口的封闭板采用110mm、厚6mm的圆形钢板制作，并在封闭板相应部位加工个圆孔，分别将注浆管和排气管穿过，在封闭板与“两管”接缝处满焊，焊缝高度控制在≥10mm宜可，且必须保证焊接牢固。注浆管总长度为孔底至混凝土桩顶抽芯孔口的高度，闭后的顶端面至混凝土桩顶抽芯孔口的高度；排气管长度一般控制在1～2m为宜。尔后在圆形钢板上部的注浆管、排气管周围配置高粘度的早强水泥和少量碎石，并充分捣固密实予以填充，使“两管”人孔后紧紧挤压孔壁，保证在高压注浆过程中加固液不外渗（见示意图3）。

注意：钻孔中每孔加入Φ18～Φ22mm的通长钢筋，每孔2根作为取芯孔桩深的加强筋。

图3：洗孔原理示意图

4.水泥浆配置

采用强度等级42.5普硅水泥配置高压注射水泥浆，水灰比控制在0.45～0.5（水灰比采用与原混凝土相同的水灰比为宜），并掺入3％的三乙醇氨早强剂。加固液的拌制根据注浆孔的需要量进行，要求搅拌均匀，随搅随用，搅拌用水不得使用污水，严防杂物混入加固液内。同时注意注浆过程中加固液的稀、浓顺序，不能颠倒。

5.高压注浆

孔口封闭静置孔内24小时后再进行注浆。注浆前将高压胶管与加工有丝扣的注浆管紧密连接，注浆时开启阀门，达到终灌标准时即关闭阀门、拆卸高压胶管，依上述顺序进入后续注浆孔的注浆工作。

在注浆前先进行压水试验，以检验5个注浆孔的贯通情况，即先泵入稀水泥浆置换出孔内的清水和空气，直至孔口上返纯水泥浆后，再关闭排气管开关；

同时观察5个注浆孔内相互间是否贯通。如2孔或3孔出现不同程度的返水、孔口冒泡现象，则表明桩内有贯通情况。如无上述情况出现，则逐渐加大压力至5～7MPa，使其在实施高压注入加固液前5个孔间尽量达到相互串通和清除桩内残渣的目的。

在实施高压注射加固液过程中，当加固桩桩头出现气泡，表明桩身混凝土内存在空洞、间隙或混凝土松散现象，且具有连通性。此时通过高压注射加固液充填桩身混凝土内存在的空间，从而保证加固桩桩身混凝土的胶结强度。

第1次压入的浆体水灰比采用1：1，待孔内的清水被压出后，再换用水灰比为0．5的较浓水泥浆压入，为使浆液充分扩散，压入水泥浆时应压一阵，停一阵，当浓浆从出浆口冒出时，停止压浆，并用麻袋将其堵实，最后采用水灰比为0．4的浓水泥浆压人．当灌浆压力增大至5MPa时，关闭进浆阀稳压闷降20～25min，压浆工作即可结束。注浆压力和时问可根据桩身混凝土凝结和注浆情况调整（见示意图4）。

图4：注浆示意图

注意事项：一，若桩周土渗透性较大，一旦高压注浆，其水泥浆将会往上或往下渗透；二，离析段混凝土本身较为致密，只有压力很大时水泥浆才能渗

透到混凝土里面去，这两个矛盾的方面就决定了注浆的难度。此种情况下，针对离析段周围地层高渗透性的特点可采取多次注浆扫孔复注的施工工艺；针对离析段可灌注性差的特点，可采用高压稀浆，压出通道，增加可灌性的办法以克服离析不均匀性带来的注浆困难。

表2：注浆主要附件及材料一览

6灌浆处理效果检验

灌浆处理7～15d之后，对此基桩进行超声波复检。经检验缺陷部位超声波信号须达到反射良好，达到设计要求及预期的目标。

7结束语

沿桩身垂直钻孔、高压注浆，虽是一项小的施工处理，但的确是处理钻孔灌注桩的离析质量缺陷的有效办法之一，而且施工快捷，省时，大大降低施工成本。