人工挖孔灌注桩缺陷高压注浆处理.pdf

人工挖孔灌注桩缺陷高压注浆处理 1.前言 市场经济新体制中开放促改革、改革推发展、发展带开放的良性互动战略中铁路市场作为国民经济大动脉、国家重要基础设施和大众化的交通工具，铁路路基施工等级在不断提高，锚固桩与约束桩在路基加固与防护中显得尤为重要，桩径较大，桩长较长，技术、安全难度比较大，桩基在施工过程中水文、地质条件的复杂以及其他不可预见的因素较多，难免出现各种缺陷，在人工挖孔灌注桩桩身缺陷处理过程中，如何成功处理，保证工程质量，减少施工成本，越来越倍受关注。XXX 铁路，XXX 右侧 XX 号桩长 14m,桩径*1.5m，桩基从桩底1.2m 处有缺陷；XXX-XXX 右侧 XX 号约束桩，桩径*1.5m，桩长 22m,缺陷位置：1-2 面 0.8m、2-4面 1.0m、3-4 面 1.0m 位置处均有缺陷存在。缺陷处理的方法较多，如：原位复桩法，接桩法、桩芯凿井法、补桩法等，但此些方法施工难度大、周期长、费用高。为了达到成功处理缺陷的目的，确保路基工程质量，我中铁一局云桂七标项目三分部使用了人工挖孔灌注桩缺陷高压注浆处理技术，处理完毕后，检测均为合格，此技术受到业主、监理等单位的好评，为今后类似工程桩基础处理提供经济、可靠、实用的施工技术。2.工法特点 本工法主要特点是通过压注水泥浆充填桩身缺陷混凝土清洗后所留的空隙缺陷，使桩体缺陷部位强度增强，确保桩基检测符合设计要求。3.适用范围 本工法适用于人工挖孔灌注桩，由于桩身混凝土严重蜂窝、离析、松散、强度不够，桩底成渣过厚等缺陷处理。4.工艺原理 利用专业钻芯取样机具,钻至缺陷位置以下 50cm,采用高压水泵对缺陷位置进行清洗，清除泥砂、松散离淅的混凝土，清除完毕，向缺陷部位注纯水泥浆，将缺陷部位的水、残留的少量泥沙置换出来，增强缺陷位置的强度，确保桩基础符合要求。5.施工工艺流程及操作要点 施工工艺流程图 ）施工准备 声波检测 确定缺陷部位 编制缺陷处理方案 现场准备、钻具就位 开始钻进 钻进完毕 第二次注水冲洗 压注浆液 声测管疏通、灌水 提取芯样 第一次注水冲洗 试验确定纯水泥浆比重 管口封闭 专业钻机 高压水泵 原材料检测 1、利用超声波检测桩基础缺陷位置，根据波速确定缺陷位置混凝土强度分布情况；2、实验室进行水泥浆配置试验，确定纯水泥浆比重；3、施工机械、材料、水电、人员等均需满足现场施工需要。施工工艺 5.3.1 钻孔取芯施工 现场钻孔条件具备后，技术人员严格按照缺陷处理方案，将孔位放样出来，钻机就位后，开始进行钻孔取芯，芯样按照顺序摆放整齐，便于现场岩样分析。￥1、依据超声波检测缺陷情况，制定具体的缺陷处理方案，本次利用xxx 线路右侧 XX 号桩作为示例，在桩内侧布置 6 个钻孔，分别设在与 12 断面、34 段面声测管并排位置，钻孔位置距钻孔主筋位置 20cm，现场根据实际情况可稍做调整。2、钻孔深度要求穿过缺陷段进入完整混凝土不小于0.5m。3、钻芯采用110mm 钻头进行钻进。4、钻孔垂直度要求不大于%，完整砼采取率不小于 95%，现场要及时作好钻孔抽芯记录，准确进行芯样描述以及划分缺陷段的深度位置及分布范围。取芯完毕后，首先采用钻机将孔内杂物及混凝土离析骨料进行初步清洗。5、在每个钻孔内安装两根10mmPVC 管，管子长度为管底距钻孔底部保持5cm 的距离，管顶高出桩顶 50cm，以方便二次压水冲洗及注浆。6、PVC 管安装完毕后，首先采用止浆塞封闭，然后采用高强度水泥砂浆速凝密封处理，待达到一定强度（4MPa 以上）后可转入下一步清洗施工。5.3.2 二次压水冲洗 压水冲洗是注浆施工前必须的重要工序。首先将各个钻孔孔口严格密封，其次将注浆管安装在其中一个 PVC 管上，另外一个 PVC 管保持通畅，然后开始压水，压水过程中要仔细观察，其余 PVC 管的出水情况，注浆时需依据此情况来确定先后顺序。清洗时，压力应控制在，以保证将缺陷位置处的泥砂、松散离淅的混凝土冲洗干净，当清洗出来的液体没有杂物且比较干净时，则认为杂物已清洗干净，可停止冲洗。5.3.3 注纯水泥浆 1、水泥浆液配制 水泥浆液采用硅酸盐水泥配制。高压喷射注浆水灰比采用1，并掺入水泥用量 12的高效引气剂减水剂（当漏浆严重时则采用间歇补浆的方法进行注浆，直到压力上升为止）。2、压注水泥浆 水泥浆由实验室配置，初凝时间 24 小时，现场拌制水泥浆根据试配比重控制水泥用量。根据方案中取芯深度，将两根10mmPVC 管下至距孔底 5cm 处，管顶高出桩顶 50cm,并将桩顶采用止浆塞及水泥砂浆严格封死，开始注浆。为了保证缺陷部位强度，清洗完毕后用水泥浆将孔内的水置换出来。首先利用清洗时出水情况，来定注浆顺序，先注两个相通的钻孔，最后注不相通的钻孔。将泵机泵管接到事先设计的孔口 PVC 管上，其余各管打开，向孔内压注水泥 浆，将孔内缺陷部位水从其他管内置换出来。为保证置换充分，将泵管依次接到事先设计的其余几个泵管接口管上。当每个管口均冒出水泥浆时，此时泵压增大，即停止水泥浆注入，并将管口封堵。5.3.4 检测 处理完毕，待 28 天龄期采用超声波检测缺陷处理情况。6.劳动力组织 施工人员配置表#类别 岗位名称 人数 职 责 范 围 备 注 管理 人员 施工技术员 1 负责施工管理）质量安全员 1 质量、安全检查、监督 施 工 人 员 钻机工 2 成孔清孔、压浆 制浆工 2 水泥浆 修理工 1 设备维修 泵机操作员 1 泵机操作 合 计 8 7.材料与设备 序号 名 称 型号 数量 备注 1 地质钻机 Y-100 型 1 台 2)高压注浆泵BW160 型 1 台 3 搅拌设备/1 套 4 潜水泵 12-25-11 套 5 水车 10t 1 台 6 水泥 硅酸盐水泥 /7 PVC 管 10mm/8.质量控制 质量要求 1、桩身混凝土缺陷段加固体充填饱满，完整性较好.2、缺陷加固后超声波检测完整性，要求达到合格标准.质量保证措施 8.2.1 钻孔 1、孔位：由现场技术人员依照施工方案将孔位放出，质检员应对孔位进行复核，孔位误差不大于5cm。2、孔径：钻孔孔径不小于110mm。3、钻孔垂直度：钻孔施工时应采取预防措施，钻孔垂直度偏差不超过%。4、孔深：钻孔深度要求穿过缺陷段进入完整混凝土不小于 0.5m，误差不大于5cm。8.2.2 清洗、注浆 1、钻孔经验收合格后，方可进行初次清洗及二次清洗。2、当注浆管下入孔内后，应采取措施防止管子堵塞、破损而无法注浆。3、施工中应如实记录各项参数、浆液材料用量、异常现象及处理情况等。8.2.3 配制水泥浆 1、所用水泥、外加剂必须符合有关质量标准。水泥在施工过程中应抽样检查，不得使用受潮结块的水泥。制浆材料称量可采用重量或体积称量法，其误差应不大于 5%；2、水泥浆的搅拌时间，使用高速搅拌机不少于 3min；使用普通搅拌机应不少于 5min。自制备至用完的时间应少于 3h；3、浆液应在过筛后使用，并定时检测其密度。8.2.4 压注水泥浆 1、浆液在配制时应严格按照配比进行，压注时应保证足够的压力。2、泵管与孔内 PVC 管连接时要顺畅，不能出现破损等现象，否则极易造成堵管。9.安全措施 安全注意事项 1、施工作业平台表面需平整、坚实。2、压注浆液时，注意观察泵压，压力过高时，应停止压注。泵管与孔口管接口附近严禁站人，防止因泵压过高发生暴管伤人。安全操作措施 9.2.1 机械安全操作 1、设备操作人员应对机械设备进行经常维修，操作人员持证上岗；2、必须按照机械使用说明正确进行机械装拆，一切机械和动力机座必须稳固、放置和移动时应防止失稳引起倾斜、倾倒；3、各种机电设备开动前必须进行全面检查，合格后方可起动，调试正常后才能进行工作，必须具有可行防护和接地装置。9.2.2 电气防护 1、工地接电、用电应由持证人员进行操作；2、施工现场必须采用三相五线制，并按规范要求使用一电网一闸一漏电制，严禁一闸多机；3、工程中需用电焊和乙炔，必须采取有效防火措施，操作人员必须持操作证。10.环保措施 采用本工法施工应明确环境保护的相关责任制，对环境因素进行分析、评价，采取有效的措施，将环保工作纳入日常工作操作程序，对环保工作实施监控。对机具设备的废油、油棉纱头、废油漆等油性废物，为防止流失污染环境，采用在相应施工地点配置贮存容器进行回收，再统一运输到指定地点集中处理。*本工法对环境造成影响的主要控制点是钻孔、芯样、清洗液体拌制、注浆和压注浆液等几个环节。同时要做好搅拌设备的维护，减少搅拌液体的外溢，抑制水泥粉尘的产生，对水泥粉尘污染采取有针对性的措施进行控制，保持场地整洁。并安排洒水车定时洒水。注浆施工中溢出的水泥浆同样排放到储渣桶内，运往指定地点排放。钻出来的芯样要收集，并运往弃土场，不得随意乱扔。水泥浆压注完毕后，要清理现场，将洒落的水泥浆块及其它污染物，采用人工配合机械将其 铲掉并运往弃土场。本工法施工机具零件较多，分类摆放要整齐，做到文明施工。芯样摆放整齐，不得随意乱扔。11.工程实例及效益分析 经济效益分析 11.1.1 方法对比 缺陷桩基础常规处理方法大至有三种：一是原位复桩法，将废桩处理掉，在原位置重新浇注一根新桩；第二是补桩法，将原桩废弃，在旁边增加两条桩代替原桩受力；第三是接桩法，将缺陷部位以上的部分凿除掉，清除缺陷，重新浇注凿除部分。利用方法一、二、三处理桩体缺陷时，工艺复杂、危险系数较高、造价比较大、施工周期比较长。与以上缺陷处理方法相比，此工法工艺简单，施工周期较短、风险较小、造价较低。11.1.2 经济对比 1、补桩法处理费用：单价为元/m，缺陷桩根数为 5 根，共计 324 m 总计：324m*元/m=元 2、高压注浆处理费用：单价为 137 元/m，缺陷桩根数为 5 根，每根桩钻 6 个孔，共计 493.8m 总计：493.8m*137 元/m=元 3、经分对比后高压注浆费用可节约元。工程实例 1、XXX 铁路 XXX 线路右侧 XX 号、XX 号约束桩。XX 号桩长 12m,桩径 2.25m*1.5m,桩基从桩顶向下 6m 处有缺陷；XX 号桩长 14m,桩径*1.5m，桩基从桩底1.2m 处有缺陷。我分部采用高压注浆方法对缺陷位置进行处理，处理完毕 28 天后，经超声波复检，XX 号、XX 号均为 I 类桩。通过我项目部的实践应用，本工法在处理人工挖孔灌注桩缺陷上优势更为突出，工法操作简单，设备机具简单，劳动力配置少，处理后桩基质量效果较好，值得推广应用。