灌注桩桩身缺陷及桩端持力层注压浆补强处理技术

1、灌注桩桩身缺陷及桩端持力层注压浆补强处理技术第l4卷第4期2002年11月岩土工程师GeoteehniealEngineerVo1.14No.4Nov.,2002灌注桩桩身缺陷及桩端持力层注压浆补强处理技术雷斌(深圳市工勘岩土工程有限公司,深圳518026)摘要:本文结合工程实践,阐述了岩溶地区冲(钻)孔灌注桩桩身缺陷及桩端持力层注压浆补强处理施工技术要点及施工体会.关键词:灌注桩注压浆补强处理技术TheApplicationofGroutingReinforcingtotheDefectsofBoredPileShaftandBearingTratuminPileTipLEIBinAbstr

2、act:Inthispaperbasedontheengineeringexperiences,authorexpressesthepossibleapplica-tionofthegroutingreinforcingmethodtothedefectsofpileshaftforboredpileandbearingstratuminpiletipintheKarstareaanditstechniqueessentials.Keywords:boredpile;mudremedy;treatmenttechnique1前言广州(新)白云国际机场航站楼位于石灰岩地区,西连接楼及西一指廊,西

3、二指廊部分基础设计为oo,800,lO00,1200mm的冲(钻)孔灌注桩,持力层为微风化石灰岩,桩端要求全断面进入微风化岩0.803.OOm,桩端下完整微风化岩深度不少于3.5倍桩身直径,单桩承载力设计值分别为2500,6000,9400,13500kN.场地岩土勘察资料及实际施工表明,本场区属岩溶强烈发育区,岩面起伏,倾角陡,岩质坚硬,棱尖发育,裂隙纵横,土洞,溶洞分布广泛,地质条件异常复杂.桩基施工于2000年8月开始,2001年4月结束,共完成730根冲(钻)孔桩.施工结束后,经质量监督部门桩孔抽芯检测认定,Ca一16#桩身局部存在不同程度的蜂窝,孔洞现象,C1103#桩端下设计持力层

4、范围内发育溶洞,C126#桩端支承于破碎岩层之上,未满足设计要求.经建设,监理,设计单位和质量监督部门研究,认为需采取补强加固措施进行有效处理.根据检测出缺陷桩的实际情况和特性,对桩身混凝土蜂窝,桩底破碎岩层,桩端持力层范围内溶洞等存在的缺陷,采取了高压旋喷清水切割清洗,气举清渣,旋喷注浆法进行了补强加固.处理后,经小应变动力测试和抽芯检验,桩身质量及桩端持力层完全满足设计要求,补强加固处理取得了预期效果.本文结合工程实践,阐述了岩溶地区冲(钻)孔灌注桩桩身缺陷及桩端持力层注压浆补强处理施工技术要点及施工体会,供参考.2缺陷桩基本情况据广东省建设工程质量安全监督检测总站提供的基桩钻孔抽芯试验检

5、测报告,缺陷桩的基本情况分别为:(1)Ca一16#桩:桩径lO00mm,桩端持力层为完整的微风化岩,桩长16.30m,桩身局部(5.8O7.86m,11.3012.1Om,13.2014.75m,15.5016.1Om)存在不同程度的蜂窝,孔洞现象.(2)C1103#桩:桩径800mm,桩长22.14m,桩端支承于0.75m微风化灰岩,以下为高度1.36m的溶洞.本桩静载荷试验满足设计要求.收稿日期:20020415作者简介:雷斌,男,1963年生.1985年毕业于成都理工学院(原成都地质学院)工程地质专业,获学士学位.现任公司项目经理,高级工程师,持一级项目经理资质和注册监理工程师资格证书.

6、主要从事地基与基础工程,岩土工程监督理等项目的施工管理工作.42岩土工程师2002(3)C126#桩:桩径800ram,桩长20.19m,桩端支承于0.41m的破碎灰岩上.3补强处理技术3.1补强方法对桩端持力层下溶洞(包括桩端破碎岩层),桩身缺陷拟采用高压旋喷清水切割清洗,气举清渣,旋喷注浆法进行补强加固,即:用工程钻机施工一定数量的补强孔,利用高压水喷射流旋喷切割破坏溶洞内,桩身混凝土蜂窝孔洞段填充物的原始结构,把强度低,较松散的填充物,碎屑切割分离出来,然后利用气举反循环方法,将切割分离出来的充填物,碎屑排出,然后再注入水灰比0.40(比重1.89)的水泥浆液(试件强度C30以上),待其

7、固结形成一定强度的水泥固结体,从而达到补强加固的目的.3.2补强处理3.2.1补强孔布置据抽芯资料显示,该工程基桩均以微风化岩为桩端持力层,桩型为端承桩,对桩端持力层的强度要求比较高,置换溶洞充填物的水泥固结体应有较高的强度,且固结体应有足够的饱满度.因此,每桩布置23个补强孔,经高压清水旋喷切割之后,形成各孔间对流,以便采用气举反循环法,将充填的松散物,碎屑彻底清除出来,形成足够大的,能被水泥浆充填的空腔.本次处理基桩Ca一16#原有抽芯孔2个,增加补强孔1个;C1103#,C126#原各有抽芯孔1个,考虑到桩径较小,各增加补强孔1个.抽芯孔重新用钻机清扫孔后,作为补强孔用.3.2.2补强孔

8、施工采用XY一1A型油压钻机,钻具组合为:l10ram金钢石钻头+单动岩心管+50mm钻杆+主动钻杆,钻孔深度穿过溶洞底lm以上,补强孔施工完成后,用水泥砂浆固好井口管,以作压浆闷浆之用.3.2.3高压水旋喷切割破坏充填物高压旋喷用于喷松充填物,施工参数:水压2530MPa,排量6080L/rain,提升速度l015cm/min,转速1015r/rain.3.2.4气举反循环排渣气举反循环排渣时,指定专门人员注意观察排渣情况,并尽可能收集排渣量资料,以确定空体大小,为注压浆计量提供必要依据,要求清至孔口返清水无渣为止.气举反循环技术指标为:气压0.60.7MPa,气压69m/rain,注水量1

9、00150L/rain.3.2.5浆液配制采用P.032.5R水泥配制浆液,高压旋喷使用浆液水灰比为0.80,孔口压浆浆液水灰比0.40,均掺入减水剂(FNDRY6)2%和100型膨胀剂4.50%o.3.2.6旋喷注浆及压浆施工将注浆管下入孔底,采用自下而上,高压旋喷第一次注入水灰比0.80的纯水泥稀浆,以替换孔内清水;高压旋喷注浆的泵压2025MPa,排量5060IMmin;待孔内原有清水从出浆口压出以后,再用水灰比0.40的浓水泥浆压入,为使浆液得到充分扩散,压一阵停一阵;当浓泥浆从出浆口冒出后,停止压浆,堵实出浆口;最后用水灰比为0.40的水泥浆压入,孔口压浆泵压最大0.801.00MP

10、a,排量2030L/rain,并关闭进浆闸,稳压闷浆时间不小于30rain,否则应继续压浆,直到压力稳定为止.3.3主要施工设备主要施工设备及其型号,数量参见表1.施工主要设备型号数量一览表表1序号设备名称及型号数量用途lXY一1型旋喷钻机(改进)l台套旋喷清渣235型高压泵1台套高压喷射的输送3BW一150型泥浆泵1台套注浆,压浆46m/rain空压机1台套气举反循环清渣的输送5其它配套设施一批制浆,注水,压浆等第4期岩土工程师433.4人员组织本补强处理指派项目施工负责人1名,全面负责现场施工管理,质量和安全;项目技术负责人1名,负责现场的技术管理,资料整理,协助项目负责人进行施工管理;技

11、术工人4名,辅助工人4名.3.5工期施工工期主要受缺陷桩情况,补强孔数量,机械设备数量,现场施工条件影响,本次3根桩补强处理在11天内顺利完成,其中Ca一16#,C1103#,C126#桩处理时间分别为4d,4d,3d.4缺陷段处理效果检验补强处理结束28d后,对上述3根补强处理桩进行质量检验,其中:Ca一16#桩进行小应变动力测试,结果显示注压浆后原缺陷段桩身混凝土完整;C1103#,C126#进行了抽芯,按设计要求取样作抗压强度试验,结果全部满足设计强度要求,表明原桩端破碎岩石,桩端持力层范围内溶洞得到有效处理.5施工体会(1)补强处理方案应会同建设,设计,监理单位共同研究,确定,确保技术

12、可行,有效.(2)补强孔每桩一般需要23个,可充分利用原抽芯孔,以减少补桩费用,同时尽可能在桩截面上均匀布置.(3)高压清水旋喷切割与气举反循环清渣要求轮换进行,反复多次,尽可能把缺陷段内的碎石,砂,泥质等充填物排出孔口,为灌浆处理创造良好条件.若桩底缺陷段仍有少量碎石和粗砂残留时,则改联合注浆为各孔高压旋喷注浆.(4)循环排渣施工时,排出孔外的渣屑,尽可能收集,计量.(5)在注浆过程中,若发现漏浆,则可采用断续注浆法,每次间隔时间控制在3060min之间,直至孔口返浆.(6)在高压旋喷注浆后,在每个注浆孔内放入一根b32mm钢筋,最后进行孔口压浆处理,以保证处理效果.(7)对于桩端持力层范围

13、内溶洞处理段的检测,为减少抽芯工作量,可在完成注压浆补强处理施工1d后,先扫通其中一个补强孔作为注浆效果检验孔,28d后进行目的段抽芯检验.参考文献1中华人民共和国建设部标准:建筑地基处理技术规范(JGJ7991)2广东省标准:建筑地基基础施工及验收规程(DBJ1520191)3广东省标准:建筑地基基础设计规范(DBJ15391)4广东省建设工程质量安全监督检测总站:新白云国际机场航站楼西连接楼及西一,西二指廊基桩钻孔抽芯试验检测报告,2001年6月30日?资料信息?岩土工程的实践与发展等岩土工程系列研讨会论文集对折优惠,欢迎邮购岩土工程系列研讨会之七论文集岩土工程的实践与发展收编了研究论文与成果81篇,内容包括岩土力学的基本理论原理,岩土工程标准化与信息技术的发展,浅基础与桩基础等的设计计算理论与施工方法,深基坑开挖与支护技术,软基加固处理及岩土工程勘察和测试技术等.16开本胶印,正文460页,计73万字,由上海交通大学出版社正式出版.原每本定价55元,邮费5元,现特价每本3O元(含邮费).岩