钻孔灌注桩超深度缺陷压注混凝土处理技术与应用

王永辉

摘 要：伴随社会经济快速发展，我国交通运输需求越来越大。在水文、地质条件及施工技术等因素的作用下，桩基础施工难度越来越大。在深水大直径超长钻孔灌注桩施工中，如何对超深度桩身缺陷进行有效处理，保证施工质量，降低施工成本，得到了相关人员的普遍关注。本文结合具体工程案例，通过钻孔灌注桩超深度缺陷压注混凝土处理技术，并在此基础上形成一定工法，以期为水运工程质量提升提供可靠保障。

关键词：钻孔灌注桩；混凝土处理；桩缺陷段

中图分类号：TU473 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）14-0097-02

1 加固机理

钻孔灌注桩超深度缺陷，可利用压注混凝土的方法对钻孔灌注桩深层缺陷清洗后留下的空洞进行填充，保证处理位置和原桩混凝土质量一致，桩基础满足设计要求，施工过程中因塌孔、沉渣等问题，导致厚层夹层存于桩身深部通过钻孔灌注桩对此缺陷进行处理。

（1）高压旋喷加固原理。通过高压旋喷注浆法处理桩缺陷段附近土体，高压下水泥将可切割土体，且压注土体空隙。其一，土体颗粒结构在水泥浆高压切割下可重新组合；其二，水泥浆粘结松散土体颗粒，可形成较高强度的固结体，此时可大幅提升固结体内摩擦角的黏聚力，进而达到桩周土和桩之间侧摩阻力的有效增强。与此同时，水泥浆旋喷可产生止水帷幕，为清洗、置换缺陷桩段提供便利。（2）置换加固原理。在缺陷外侧桩基础附近，选取高压旋喷桩构成围护结构，避免清洗缺陷时，出现塌孔问题。通过取芯钻机向缺陷部位准确钻孔，随后高压切割清洗缺陷部位，将泥沙、松散混凝土清理干净。完成清理工作后，将纯水泥浆压注到缺陷位置，并把缺陷位置的杂物，如泥沙、水等向孔外置换，保证缺陷上下位置结合良好，促使处理位置和原桩混凝土品质相同，桩基础满足设计要求。

2 工程案例

某航道工程桩基础选取8条直径Φ250cm钻孔灌注桩，96m为设计桩长，-97.0m为桩底标高，-1.0m为桩顶标高，-11.0m为河床面标高，+7.0m为施工平台顶面标高。其中缺陷位置存于#1桩63到67m桩基混凝土之间，选取钻孔灌注桩超深度缺陷压注混凝土处理，可达到施工设计要求。缺陷检测本文选用超声波、抽芯检测法，具体如下：

混凝土完整性可选取超声波检测，异常情况出现于-63到67m之间，具有较低波速，由此得出存在混凝土夹泥、离析问题。通过检测结构，可对真实情况进行进一步判定，针对此范围做好CT检测，检测剖面共6个，由此断定缺陷存于桩基混凝土-63到67m之间，CT检测和超声波检测结果一致。桩基注浆、旋喷补强可选取小直径芯孔进行处理，施工工序为桩周高压旋喷注浆产生帷幕施工—桩身抽芯钻孔施工—桩身缺陷段补强加固施工。

3 钻孔灌注桩超深度缺陷压注混凝土处理技术的应用

3.1 高压旋喷桩帷幕施工

高压旋喷桩以单管旋喷注浆法进行施工。是指选取钻机成孔，先向处理段设计底标高部位下放专用单个喷嘴喷头，随后通过高压脉冲泵，将水泥浆液形成高压喷射流，由喷嘴喷出切割搅动土体，于此同时旋转、提升喷杆，均匀混合土体与水泥浆液，待凝固后形成圆柱状固结体。施工流程为放样旋喷桩桩位—设备就位，向设计深度进行钻机引孔—向孔底下放喷头、喷杆，并与导流器连接—按照设计参数由下至上顺序旋喷注浆—根据设计压力、提升速度旋喷至设计顶标高—终凝前及时进行孔口补浆，把浆液收缩下沉问题彻底消除——单桩旋喷完成后，即可进行下一阶段施工。

3.2 桩身混凝土抽芯钻孔施工

结束钻孔桩外侧高压旋喷桩帷幕作业后，即可进行桩身混凝土抽芯施工。要求将芯孔（9个）设置到桩内，并将一个孔布置到桩中心位置，附近间隔一定距离进行8孔布设。孔中心与钢筋笼主筋中心之间距离50到60cm时，布设成圆形，可按照桩基础具体情况进行合理设计。

钻孔深度应能从缺陷段穿过，并向完整混凝土内进入1m以上。选取Φ127mm金刚石钻进取芯孔开口，向完整混凝土进入0.8到1.0m时，应选取Φ101mm双管金刚石钻头向孔深指定位置钻进。钻孔垂直度应控制在0.5%以内，完整混凝土选取率控制在95%以上，施工现场需记录好钻孔抽芯工作内容。

完成取芯作业后，即可将Φ127mm钢管安设到孔口，钢管顶部和施工平台高程相同，选用中部与附近2、3个管与泵管相连，因钢管和泵管直径不同，需将锥形泵管接头焊接到钢管顶部，为和泵管连接提供便利，为泵送混凝土提供保障。

3.3 缺陷部位切割清洗

通过导孔反复高压旋喷切割桩身混凝土缺陷段，把桩身混凝土夹泥质物等最大限度进行松散颗粒物切割，随后与气举循环法相结合，选取专用切割清洗液体进行彻底清洗，确保绝大部分松散沉淀物向桩外清除，形成空腔。具体施工步骤如下：

3.3.1 高压旋喷切割

结束钻孔抽芯作业后，按照钻孔抽芯状态进行桩身混凝土缺陷段确定，在此段上下1m左右一个孔一个孔地选取清洗液体进行高压旋喷切割，需反复进行。具体施工参数为25到28mpa旋喷压力；每分钟转动速度为10到15r；每分钟提升速度为5到10cm之间。在切割清洗顶板、底板时，分别向上、下45°角进行喷嘴焊接，并多次切割清洗顶板与底板。

3.3.2 气举正、反循环清渣

向孔底位置下放清渣管（Φ89mm），并向清渣管内放置风管，风管底部向孔深30%-70%位置下放，随后将清洗液体注入相近孔，随后将喷射管下放，并进行高压喷射扰动。之后将空气压缩机开启，连续提动清渣管，通过气举正循环法顺着清渣管将缺陷段内的杂物向桩外排除。要求在0.6到0.7mpa之间控制空气压力，每分钟空气排量控制在9到12m3之间。

3.3.3 注射纯水泥浆

第一，配制水泥浆液。选取42.5R硅酸盐水泥进行水泥浆液配置，0.8：1为高压喷射注浆水灰比，0.6：1为孔底静压注浆比，并将高效引气剂减水剂适当添加，要求其水泥用量控制1%到2%之间。如存在極为严重的漏浆问题，注浆时可选用间歇补浆法，直至压力提升。

第二，孔底静压注浆、高压旋喷注浆。缺陷段注浆的作用就是置换出清洗液体。通过实验室合理配置水泥将，1d为初凝时间，按照配合比现场拌制水泥将，并对水泥用量加以严控。要求在4到5小时内结束桩身混凝土缺陷位置注浆作业，为后期压注混凝土提供便利，防止水泥浆凝固。

3.3.4 压注混凝土

为确保缺陷段强度满足设计要求，完成注浆作业后，选取大于原桩等级的混凝土置换出孔内水泥浆，在注浆旋喷的过程中，在孔口钢管上连接泵机泵管，并开启其他所有管，将混凝土泵送到孔内，由其他管置换出孔内缺陷段纯水泥浆。为确保能够充分置换，需向其他泵管接口管连接泵管，泵送混凝土，并进行水泥浆置换。此时应对泵送混凝土方量进行准确计算，并对比注浆体积，保证置换水泥浆质量达标。

向孔外全部置换出纯水泥浆后，混凝土将从管口溢出，这种情况下将增大泵压，应及时停止置换混凝土作业。

3.3.5 孔口压浆

完成混凝土置换作业后，利用孔口压浆封闭装置，通过低泵压向孔内进行挤压浆。1到2mpa挤压将压力范围，如压力在2mpa以上，且稳压时间在30分钟时，即可停止压浆作业，并将孔口开关关掉。

3.3.6 检测

完成以上作业后，14天后即可对桩基缺陷修复的后完整性进行检测，选取的方法为超声波、抽芯检测法。

4 结语

综上所述，伴随改革开放的不断深入，我国水运工程行業发展速度也越来越快。为有效解决桩基缺陷问题，本文提出钻孔灌注桩超深度缺陷压注混凝土施工方法进行处理。该施工技术的应用，可有效解决缺陷问题，提高桩基质量，实现工程建设施工经济效益。

参考文献

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