浅谈灌注桩桩底缺陷的处理方法

浅谈灌注桩桩底缺陷的处理方法摘要：灌注桩基础在公路、市政、铁路等领域应用广泛，具有施工方便，承载力高，适应性强等特点，然而在桩基检测过程中出现了许许多多形形色色的缺陷桩，不同程度上影响了桩基承载力。

施工企业需不断积累和总结现场施工经验，根据不同的桩底缺陷采取了相应不同的处理方案。

关键词：桥梁桩底缺陷注浆加固在桥梁桩基础施工过程中，由于地理环境、机械设备及人为因素等原因，难免会出现个别的缺陷桩。

本文介绍桩基检测过程中发现的桩底缺陷问题，采取注浆加固的处理方法，在确保桩基承载力满足规范及设计要求的同时，减少了因返工带来的进度及经济损失。

1、高压注浆加固（主要针对桩底沉渣过厚等问题，处理深度不超过50cm。

）1.1 确定桩底缺陷位置通过超声波检测法，准确判断桩底缺陷位置。

通常可能是桩底一定高度整个横断面有问题，也可能是桩底一定高度局部横断面有问题。

本文仅针对桩底一定高度整个横断面举例说明，其它类似问题结合实际情况处理。

1.2 确定注浆孔位置在桩顶等边布设3个钻芯孔（以桩中心为圆心，直径为40cm左右的圆周上，以桩径1.5m为例）。

1.3 制定处治方案，进行技术交底。

1.4 主要材料准备水泥浆：采用强度等级为42.5的优质普通硅酸盐水泥与清水配制而成，水泥浆液水灰比为l~1.2，刚开始注浆水灰比选大值，即按着先稀后浓的原则配制浆液，再按水泥用量的l%加入防水剂，以增大水泥浆的和易性和流动性，配制水泥浆时取样制作试件。

1.5 主要施工机具高压泵(压力35MPa)1台套、地质钻机2台（钻芯和旋喷两用，柴油动力或电力动力，推荐选用电动，钻机钻进过程中，稳定性好），空气压缩机l 台、配浆箱2个、钻杆及高压胶管喷射器等。

1.6 施工工艺定位钻孔—预埋孔口管—高压清水喷射清洗—空压机气举清渣—缺陷段高压注浆—孔口补浆—孔口压浆1.6.1 定位钻孔根据注浆孔布置图现场定出钻孔孔位，再将钻机移至孔位上进行钻孔。

1.6.2 埋设注浆管在3个注浆孔钻好后埋设注浆管，确保通畅。

将30mm的注浆管插入孔底，顶部用水泥浆与桩基连接密封，保障在注浆时不漏气，保证整个注浆系统的气密性。

每根注浆管的外露部分至少连接2个三通外接接头，并安装阀门，并对每个注浆管进行编号。

1.6.3 高压注水清渣压水试验不仅起到清除沉渣的作用，也可疏通压浆管道。

将干净的高压水注入1号管，同时关闭2号管，打开3号管，直到翻出来的水变清为止，然后再将2号管打开，3号管关闭，重复上述操作。

然后再将高压水头分别注入2号管和3号管，又重复循环上述操作。

有关压浆的操作经验参数根据压水试验结果需做相应的调整。

1.6.4 高压注浆注浆待沉渣清理干净后，根据配比配制浆液。

在配制浆液过程中，仔细称量水泥用量、加水量及外加剂用量，搅拌均匀，做好试件。

在保证浆液的各项指标满足要求的情况下，将水泥浆注入1号管，同时打开2号管和3号管，加压开始注浆。

通过注浆，将其它管内的清水都置换出来，直到管内翻出浆液。

当管口返浆浓度与注浆浓度基本一致时，停止注浆。

然后再将水泥浆注入2号管，同时先打开1号管和3号管，重复上述操作。

最后再将水泥浆注入3号管，同时打开1号和2号管，重复上述操作。

将注浆接口接在1号管，同时关闭2号管和3号管，将注浆压力达到7~10mpa时，持续5分钟。

然后再将注浆接口接在2号管，同时关刚3号管和1号管，将注浆压力达到50帕时，持续5分钟，最后将注浆接口接在3号管，同时关闭2号管和1号管，将注浆压力达到7~10mpa时，压浆稳定时间8-12min分钟。

将所有阀门全部关闭，拆除注浆设备并清洗。

浆液用量的计算Q=k×π×D×D×h×λ/4式中：Q—单根桩压浆量估算量（m3）K—浆液注入系数，k取1.2；D—分别为桩身设计桩径(m);h—缺陷部位处理总高度；λ—桩底浆液扩散系数，取λ=3~51.6.5 注浆压力控制及终止条件注浆压力不能超过持力层的地基强度和桩身砼的抗压强度，本文举例该桩基为嵌岩桩，注浆压力为7~10Mpa，压浆稳定时间8-12min。

对于桩底注浆，注浆量达到计算注浆量后，即可停止注浆，或注浆压力增加2~3Mpa，稳压5min后压浆阻力仍然很大时即可停止注浆。

1.6.6 注意事项①钻孔定位要准确，钻机安装平稳牢固，机座水平，立轴垂直，做到三点一线（即：孔位、立轴、天车在同一直线上），防止钻孔偏斜，碰触桩基钢筋笼，以保证钻孔垂直不偏移。

②钻孔时，钻进要稳定，以保证取芯率，取出的混凝土芯样按回次从上到下在平整的地面上从左至右摆放整齐（特别是缺陷段岩芯），并及时做好施工记录，准确记录缺陷段范围、深度。

③旋喷切割施工时，应严格按设计的旋转、提升速度进行，对桩身、桩端缺陷段进行彻底喷射、清渣，保证孔底沉渣符合要求，并实测孔深。

④配制浆液，水泥及外加剂要保证质量，并随时测量浆液的比重，保证浆液浓度达到设计要求。

浆液应通过0.14X014～0.18X0.18mm目筛孔，以免混入水泥袋屑或其他杂物。

配制浆液应在初凝时间内用完，不得隔日使用或掺水泥后再用。

⑤喷射注浆压浆施工，要严格按设计参数要求，喷射浆液要多孔轮换进行，待孔口返出浆液与注入浆液一致后才能关闭孔口开关。

⑥控制注浆参数，提高注浆效果。

在注浆过程中，注浆压力，浆液稠度，注入率和注浆量在注浆过程中都是变化的，于是合理的控制其变化对提高注浆效果十分重要。

注浆压力随注浆量的增加出现由低到高的变化规律，如果在注浆过程中注浆压力突然急剧下降，表明局部有漏浆或漏气现象发生，及时检查注浆管道，有可能是注浆管道损坏，也有可能桩基周围出现裂隙现象。

应及时间歇注浆，多次注浆保证质量。

2、高压旋喷注浆加固（主要针对桩底混凝土松散或混凝土夹泥等问题，处理深度在50cm至100cm范围。

）高压旋喷注浆与高压注浆的操作步骤基本相同，这里仅说明一下不同的地方。

2.1处理方案2.1.1 缺陷部位切割、清洗，清除桩底沉渣。

桩底沉渣是导致缺陷的主要原因，对桩底的沉渣清除干净，再进行桩底注浆处理，确保桩底强度。

2.1.2 高压旋喷注浆，掺和小于15mm卵石。

该阶段主要对桩底缺陷部位及桩周3个钻孔的缺陷部位逐一进行高压旋喷注浆，同时掺入粒径小于15mm卵石，提高缺陷部位高压注浆强度。

2.1.3 双液注浆。

双液注浆采用的主要浆液：水泥浆和水玻璃。

其目的主要是提高缺陷处理部位密实度和强度。

2.2 技术参数2.2.1 缺陷部位切割，清洗的主要技术参数。

缺陷部位处理采用高压旋喷机进行缺陷部位的泥浆清洗、胶结较差离析混凝土的清除，清理范围主要是桩底缺陷范围，冲洗液为清水，循环冲水方式。

清洗标准，循环水返水清澈即达到清洗目的。

2.2.2 高压旋喷注浆，掺和粒径小于15mm的卵石主要技术参数。

①高压旋喷注浆：注浆压力25-35MPa，注浆流量100L/min，旋转速度15r/min，提升速度15cm/min，水灰比1:1（42.5水泥）。

②粒径小于15mm的卵石在高压旋喷过程中，按照旋喷提升的速度注浆沿旋喷杆加入，加入量按照计算需加入总量的三分之一灌入单孔，充填量为预估缺陷体积的60％左右。

③当高压旋喷处理完一个钻孔后，再按照同样要求高压旋喷完成后面两个孔。

④高压旋喷注浆处理钻孔为基桩周边三个。

2.2.3 双液注浆。

①双液注浆是当桩身周围三个孔处理完成后，马上进行桩中心一个孔的处理。

②双液注浆水泥浆水泥浆浓度水灰比0.8:1，水玻璃模数3.2-3.3，浓度25-30Be。

3、作用机理3.1 改善原来的地质条件，提高承载力。

在灌注桩的成孔过程中，成孔机械对桩的周围地层有一定的扰动作用，减弱了整个桩基的承载力。

在混凝土的灌注过程中，由于孔壁的泥皮对整个桩基的摩擦力减弱，也影响整个桩基的承载力。

桩底注浆通过渗透，劈裂，和挤密作用，使桩端受力层在一定范围内形成浆液和土的结合体，从而有效改善受力状态，修复和提高受力土体的强度。

3.2 灌注桩在浇筑混凝土前，由于清孔不干净，桩底沉渣存在直接影响和严重降低桩底承载力的发挥，通过注浆可以将桩底的沉渣置换、挤密、固结作用，改善和消除桩底沉渣对承载力的不良发挥。

3.3 急剧提高桩基摩擦力。

在高压注浆的作用下，浆液可以从桩端沿桩侧向上，通过渗透、劈裂、填充、挤密和胶结作用，对桩周泥皮及护壁经泥皮置换和空隙填充，在桩周围形成脉状结石体，大幅度提高桩基摩擦力。

3.4 改善受力状态和荷载，传递性能通过渗透、劈裂、挤密和胶结作用形成桩端扩大头，增大了桩端受力面积，并且注浆加固了桩基的持力层，改善了受力状态。

桩底注浆后，桩基侧面摩擦阻力的提高要先于桩端承载力的提高，在摩擦桩中，效果最好。

3.5 加固效果分析通过对桩基注浆前后的超声波检测结果对比来看，通过桩底注浆，桩底缺陷得到明显改善，效益可观。

实践证明，桩底注浆在桩基加固处理提高综合承载力和减少沉降量方面是一种经济合理，技术先进的方法。

参考文献1、DL/T5200-2004,《水利水电工程高压喷射灌浆技术规范》.2、JGJ/T 211-2010，《建筑工程水泥-水玻璃双液注浆技术规程》.3、张宏《灌注桩检测与处理》.。