运用高压注浆法处理灌注桩断桩

运用高压注浆法处理灌注桩断桩 摘要：钻孔灌注桩施工过程中受多种不利因素的影响，常会出现断桩情况。本文结合某桩基工程遇到的实际问题，简述了高压注浆法快速处理灌注桩断桩工艺。关键词：高压注浆法 钻孔灌注桩 断桩 前言钻孔灌注桩，是当前各类高层建筑的首选桩基础，其施工工艺比较成熟，单桩承载力大。在实际施工过程中，因地质情况的不均与、现场施工管理不善、现场施工标准控制不严等方面的原因导致夹泥、断桩情况常有发生。如何快速有效的处理断桩问题，是我们桩基施工单位需要解决的一个重要课题。本文通过对某桩基工程中钻孔灌注桩断桩的实例处理，简单介绍了采用高压注浆法处理断桩的施工工艺，以期为在今后施工中处理类似情况提供借鉴。一、工程概况某桩基工程项目总用地面积81574m2，总建筑面积313099m2，场地西部为4幢高8-9层的住宅楼，中东部为1幢集商场、酒店、办公于一体的综合性建筑，其中办公楼高16层，酒店高5-23层，商场高4-5层，下设2层地下室。采用钻孔灌注桩基础，钻孔灌注桩桩径700-1000mm，孔深72米，有效桩长约60米，共752根，砼强度等级为C30。二、断桩实例基坑开挖验收时经当地质监站下属检测中心检测发现CK3桩低应变信号不正常，曲线显示桩身有严重缺陷,见下图1。 图1: CK3桩低应变曲线图 从曲线图可以看出，该桩明显断桩，信号无法往下传递，经武汉岩海专用分析软件分析显示桩顶标高以下9米左右严重夹泥，属于断桩现象。三、断桩原因分析： 1、混凝土供应环节 在灌浆过程中，如果等待混凝土时间过长，再次浇筑混凝土时孔内泥浆沉淀，混凝土断面处的泥浆比重接近甚至大于混凝土的比重而出现夹泥形成的。 2、灌浆环节 A. 导管的埋深太大或太小，埋深太大容易导致砼凝住导管，埋深太浅容易冲翻孔内砼顶面而将沉渣泥浆卷入，造成夹泥至断桩，也容易发生导管拔空的事故。 B. 混凝土堵管或导管漏水严重，拔出导管处理故障后，二次灌浆未将已灌注的混凝土清除干净，就恢复灌注也会形成断桩。导管接口渗漏，使泥浆进入导管，在混凝土内形成夹层，造成断桩。3、塌孔 局部塌孔而造成断桩，出现在流塑状淤泥、流砂、砂砾、贝壳含量集中的高液限土层中。在灌注过程中出现塌孔有可能直接造成灌注中断而断桩。有时候灌注时没有发现塌孔，而在测桩时发现桩径不完整性断桩。项目部查阅了施工记录以及地质勘察报告，经项目组员分析认为造成CK3桩断桩的原因应是地层中流塑状淤泥且贝壳含量较集中导致局部塌孔而引起的。四、选择断桩处理方案根据本工程CK3桩的实际情况，因其断裂位置处于桩顶标高5m以下且桩位处于第二道支撑下方，故常规的接桩法和补桩法未予考虑，而是直接考虑采用高压注浆法进行桩身加固。高压注浆法是根据桩径大小用潜孔锤在桩身断面上钻1-2个直径100mm注浆孔,钻至断桩处以下100cm,埋设注浆管,对断桩处进行高压注浆,以置换出断桩部位的泥浆及沉渣等,并用特制的水泥浆液进行固化。五、高压注浆法处理断桩的施工工艺1、成孔本工程采用KQD100型电动潜孔钻机成孔，该钻机是将电能和压缩空气转换成机械能来破碎混凝土的一种机械。该机钻孔直径在80-100mm，经济钻孔深度25米。潜孔锤就位后调整好潜孔锤的垂直度，开机在桩身上钻出1个直径100mm的孔，孔深需达到断桩位置以下1米左右。2、洗孔在成孔过程中，质量较好的混凝土在潜孔钻的冲击下变成粉末被高压空气冲出孔外，钻进至断桩处因混凝土不完整，含泥量较大，故返上来不是粉末，而是湿润的细颗粒。此时暂停钻进，加大空气压力并保持钻头水平旋转，利用高压空气切割并上返胶结不良的混凝土从而达到洗孔的目的。3、放置注浆管注浆管选用32mm的焊接钢管，一只孔内放置两根注浆管，一根到达孔底，另一根只需2m左右，用堵漏王封闭桩顶区域注浆管与孔壁之间的缝隙，防止注浆时浆液外漏，如图2。4、配制浆液水泥浆液采用较桩身混凝土高一标号的硅酸盐水泥与清水拌制而成，水灰比0.45。同时掺入15%的环氧树脂及相应的固化剂，如图3。图 3图 25、高压注浆（1）注浆泵：选用BW250/10型高压注浆泵，该泵切割能力强,处理沉渣、夹泥效果较好。（2）注浆软管：必须用同直径的高压PVC软管作为注浆管。（3）贮浆设备：约1m3储浆桶，储浆罐设搅拌器，用来防止浆液沉淀。（4）一次注浆：开动注浆泵，注入水灰比为0.45的含有环氧树脂的水泥浆。待水泥浆从出浆口流出后，关闭注浆泵，用堵头将出浆口封闭，然后再次开动注浆泵，为使浆液得到充分扩散，应压一阵、停一阵，当浓浆从桩身周围以及桩体上部冒出时，停止压浆，并用堵漏王堵实压浆口。（5）二次注浆：一次注浆完成2小时后再次注入含有环氧树脂的水泥浆，并增大灌浆压力至5Mpa，关闭进浆闸，稳压闷浆30min。（6）注浆终止条件，主要有以下两点:A. 桩周地面冒浆，间歇2小时后再次补注。B. 泵压力明显增大时应停注0.51小时，最后关闭进浆阀，稳压闷浆30min，压浆工作即可结束。六、运行效果检查根据方案，CK3桩采用高压注浆法加固桩身，共注入含有环氧树脂的混合水泥浆2800公斤，三天后检测结果表明断桩部位处理效果良好，如图4。图 4注浆后低应变检测曲线：上部信号反射良好，仅显示10米左右轻微缩径，经质检站下属检测中心判定为II类桩。七、结束语通过实践证明，高压注浆法处理断桩施工具有：施工工艺简单、施工速度快、施工安全性高可操作性强、无需大型施工机械设备、处理效果好等特点。采用高压注浆法处理断桩施工既能满足桩基工程质量要求，又能节约成本，而且效果显著。其它环节附图： 附图1：空压机及储气罐 附图2：钻进过程1 附图3：钻进过程2 附图4：调制环氧树脂混合水泥浆 附图5： 高压注浆