桥梁钻孔灌注桩质量缺陷处治工艺

吴美军刘坚

摘要：归纳了钻孔灌注桩成孔方法及钻孔中常见问题，重点介绍了几种较实用的质量缺陷桩处治方法的施工工艺、施工措施，供同行交流。

关键词：钻孔桩；质量缺陷；处治工艺

Abstract: summarizes the cast-in-place pile in drilling hole method and into the common problems, the paper introduces some practical methods of quality defects will pile construction technology, construction measures, for academic exchanges.

Keywords: drilling pile; Quality defect; Handling technology,

中图分类号：U443.15+4 文献标识码：A文章编号：

一、缺陷桩的处治施工工艺

1．1桩芯凿井法补强缺陷桩

某项目高架桥4b-1#桩基，桩基类型为支承桩，桩底设计为中风化砂岩，c25水下混凝土，桩径2.5m，桩长30m，桩检情况为，该桩顶下6.55m至7.5m段声波异常，产生缺陷的原因是由于设备出现机械故障耽误了一个半小时，以至发生漏浆或坍塌的沉淀物在继续浇注混凝土时卷入混凝土中，判定为III类桩。

（1）、机械设备情况

钻机GPS-15型（配套Ф900mm滚刀钻头一个），空压机一台，卷扬机一台。

（2）、处理方案

在4b-1#桩基的中心钻孔（孔径Ф900mm），直达缺陷部位，再用人工全部凿除缺陷部位后浇筑砼，施工步骤为：钻孔→缺陷部位凿除→c30砼灌注。

（3）、施工方法

1）钻孔

桩中心位置采用GPS-15型钻机、带Φ900mm滚刀钻头进行反循环钻孔，孔径Φ900mm，孔深至缺陷部位以下0.5m。反循环回转钻进无冲击、无振动，即保护原桩桩周砼及钢筋笼，又为处理缺陷部位开出施工便道。钻进过程中经常检查桩径、垂直度、钻机位置是否正常等，填写钻孔桩施工记录并及时交接。

2）、缺陷部位清凿

当孔钻深至8.00米（自桩顶量起）处时钻孔结束，在用抽水机将孔内的积水抽干，由于缺陷部位已进入岩层，保证人工将原有的砼清凿时作业面进行无水作业。

3）、砼灌注

桩缺陷部位清凿结束后，浇注砼，砼灌注做到：

A、新浇注砼比原设计强度高一个等级将采用30#混凝土浇筑加早强剂，坍落度落度控制在16～18cm，以利于砼密实。

B、砼浇注将采用导管或溜桶灌注砼，用人工振捣密实。

4）、质量保证措施

在桩基处理完成之后，将进行桩基处理的质量鉴定。由专门的检测机构，待桩基补强混凝土达到七天后进行超声波检测及试件强度的检测，如要进一步检测新老混凝土的紧密性，可取芯进行验证。对处理后的缺陷桩做二次声测，若声测仍有缺陷，则该桩再辅以承载试验，以确保成桩质量及工程的安全性。在综合检测合格后进行下道工序的施工。如再检测不合格，则重新冲孔灌注，争取时间早日完成下部构造。

5）、安全生产措施

A、桩施工应对施工安全予以特别重视，严格按施工安全规范施工，加强安全教育和经常性检查、确保安全。

B、井口砖砌围护必须高出原地面30cm，以防异物掉入砸伤井内作业人员。孔口设移动式活动安全盖板或围安全网，防止土块，操作人员掉入孔内。

C、出砼渣的吊桶、吊钩、绞绳必须经常检查。

D、人员上下可用绳梯，孔加深后在一定位置设休息平台，并对绳梯及吊桶进行经常性的检查。

E、在井下设防水带罩灯泡照明，用36V低压电，井下作业必要时，向井内机械通风，防有害气体中毒。

F、为保证施工安全，井内人员挂安全带，井下作业戴安全帽，提砼渣时井下设安全区。施工暂停时，孔口必须加盖。

G、建立定时联系记录，记录井下及井壁渗水情况。如孔内有少量渗水则用小水泵抽离，当小的水泵不能排除孔内渗水时，为防止在开仓的过程中出穿孔，用准备好的3毫米钢板全部围住桩体。保存桩基的全部施工记录。

1．2高压旋喷法补强缺陷桩

某项目高架桥1-2#桩基，桩基类型为支承桩，桩底设计为中风化砂岩，桩径1.8m，桩长28m。桩检情况为桩身27.5m-28m波形异常，桩基桩身存在缺陷。经过对桩基进行钻孔取芯验证后，桩基混凝土芯样在底部严重离析，骨料松散，无胶结，判定为III类桩。针对上述情况对缺陷桩基采取单管高压旋喷法对桩基事故部位进行冲洗并注浆。

（1）、单管高压旋喷机的组成

单管高压旋喷机由一台高压泵、一台锚杆机、以及搅拌桶和配套高压浆管组成。

（2）、单管高压旋喷机的性能

1）、单管高压旋喷机的高压泵采用GPB-90型高压旋喷注浆泵。

GPB-90型高压旋喷注浆泵为高压旋喷注浆提供高压动力，用于新建建筑物、高速公路、高速铁路、地下铁路等软弱地基强化加固补强等方面，可送含有一定粘度的液体及高密度水泥浆。GPB-90型高压旋喷注浆泵采用90KW电机，50柱塞直径，可额定排除0～34Mpa压力。

2）、单管高压旋喷机的锚杆钻机采用MGJ-50型锚杆工程钻机。

MGJ-50型锚杆工程钻机是一种机械动力头式，液压给进型工程钻机，是锚杆加固工程及其他工程地质钻孔较为理想、实用的机型，其钻头喷组直径为2.0～2.5mm，主机功率为11KW，提升速度0～25cm/mim,旋转速度为0～25r/mim。

（3）、工作流程

施工采取如下工艺：钻机开孔—旋喷钻就位—下钻至设计深度—开始高压注浆—旋转喷射、提升搅拌成桩—提清洗注浆管—孔口回填注浆。

（4）、注浆工序

1）钻机开孔

在缺陷桩桩顶钻3个直径为100mm的孔，在钻进过程中必须保证垂直度，确保钻孔与桩基轴线平行，防止钻孔偏斜，碰触桩基钢筋或者从旁边穿出桩基。

2）埋设注浆管

在3个注浆孔钻好后，并保障畅通时，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。

3）压水试验

压水试验不仅起到疏通压浆管道的作用，而且有关压浆的操作经验参数根据压水试验结果做相应的调整。压水试验可也将桩底沉渣，泥浆清除。将清净的高压水注入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。

4）注浆

待清孔清理干净后，采用425R水泥浆液水灰比为0.6，特情况下，采取加注早强剂，使其快速成桩。在配制浆液过程中，仔细称量加水量和外加剂量，搅拌均匀，做好试件。

在浆液的各项指标满足要求情况下，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，并排掉100升浆液为止，然后再将水泥将注入2号管，同时先打开1号和3号管，待有均匀浆液排出，并排掉100升浆液为止，最后再将水泥浆注入3号管，重复上述操作。

5）、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。应及时向浆液中加入外加剂，间歇注浆，多次注浆保证质量。

（5）、施工中采取的质量措施

1)、用100型钻机开孔，以确保旋喷机顺利钻进。

2)、钻机下钻时，应及时调整桩机立轴垂直，确保垂直高度偏差小于1﹪

3)、严格按设计浆压和流量施工，施工浆压不小于23Mpa。

4)、下注浆管时，应先在地表进行注射试验，是否各机械达到参数，调整正常时才能下管，防止喷咀堵塞。

5)、对桩缺陷部位反复切割清洗，带孔口部位返水由浊变清，由返沙变为无反沙。而后采用水泥进行高压注浆，其水灰比为0.6.高压注浆将孔内清水排除，喷嘴在缺陷部位反复喷浆，上下移动旋转喷射，当注浆孔内排除的浆液与压进浆液一致时，达到补强目的。

6)、若出现返浆异常，应放慢提升速度，带返浆正常后才能按正常速度施工。

7)、施工中严格按《水工建筑物防渗工程高压旋喷桩技术规范》（SL.1999）和设计要求执行。

8)、实行技术人员随班作业，及时发现和处理施工中的质量隐患。

9）对处理后的缺陷桩做二次声测，若声测仍有缺陷，则该桩再辅以承载试验，以确保成桩质量及工程的安全性。

二、结束语

本文介绍了当前钻孔灌注桩成孔方法、钻孔中常见问题及几种较实用的质量缺陷桩处治方法的施工工艺、施工措施，着重探讨了桩芯凿井法补强缺陷桩及高压旋喷法补强缺陷桩在工程中的应用。通过具体的处治实例 ,说明经过桩芯凿井法、高压旋喷法处治的缺陷桩能达到预期目标，既节省了工期和费用，在质量和使用性能上又能满足要求，此施工技术可为今后同类工程施工提供参考。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。