旋挖钻孔灌注桩孔底残碴加固处理实例

旋挖钻孔灌注桩孔底残碴加固处理实例

贺永飞

信息产业部电子综合勘察研究院

摘要：旋挖桩是近几年才推广使用的一种较先进的桩基施工工艺，具有施工速度快、易于管理、噪声小、机械化程度比较高等优点广泛用于工程建设中。但旋挖桩孔壁护壁相对较差，特别在填土和软土地层，受不同钻机的机械性能、人员操作水平、现场技术管理能力等差异的影响，加之相关行业施工规范不完善，没有形成系统的工法研究，桩底沉渣成为较普遍的质量通病之一。实际工程中，高压旋喷注浆法处理此类缺陷不仅节约工期，成本也低于常规，受到广泛应用。本文针对浙东地区某安置小区旋挖灌注桩桩底沉渣高压旋喷注浆法加固处理应用实例进行介绍。

关键词：旋挖桩沉渣高压旋喷注浆效果分析

1 工程概况及初次检测结果

1.1 工程简介

本工程位于浙东地区，项目总建筑面积约158624.0㎡，主要拟建物为9幢9F中高层住宅、18幢11F高层住宅、4幢1～2F配套用房、配电房及大面积单纯地下室。基础采用旋挖成孔灌注桩，以⑩-3中等风化凝灰岩作为桩端持力层，桩径600mm，桩端进入持力层不小于1倍桩径。砼标号C35，单桩设计抗压承载力特征值2100kN。

1.2 工程地质概况

据岩土工程勘察报告，场地工程地质情况及主要岩土技术参数见下表。

表1 地基土物理力学性质综合参数表

1.3 初次检测结果

1.3.1 静载试验

按设计图纸要求，该桩基工程施工完成后，竖向抗压静荷载检测按《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014要求执行。随机抽检地下室部分3根工程桩进行静荷载试验，结果如下：

表2 试验结果汇总表

试验结果：三根抽检桩极限承载力不满足设计要求。

1.3.2 低应变法检测

低应变测试曲线如下图：

图1 低应变现场实测曲线

低应变检测结果：三根桩实测曲线桩底同向反射明显，疑为桩底沉渣。

1.3.3 钻芯法检测

根据现场条件选取235#桩进行钻芯验证，桩底部分混凝土如下图：

图2 桩底部分缺陷混凝土

钻芯法检测结果：桩底部分混凝土呈流塑状，且带有塌孔过程中沉淀留下、未被循环泥浆带走的沉淀物。

分析原因：项目部查阅了相关施工记录，经项目组员分析认为造桩身缺陷的主要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底部沉渣堆积所致。

2 初步处理方案

根据五方主体会议，暂对该地下室三根试验桩采用高压注浆法进行加固处理，检验效果后进一步讨论加固方案。具体方法为用钻机在桩身断面上钻1个直径100mm注浆孔,钻至桩身缺陷部位以下100cm，埋设注浆管, 由桩侧上返形成通路对桩身缺陷部位进行高压注浆, 浆液首先在桩底沉渣区劈裂和渗透，使沉渣及桩端附近土体密实，产生“扩底”效应，或以置换出缺陷部位的泥浆及沉渣,并用特制的水泥浆液进行固化的施工方法，提高单桩承载力。

2.1成孔

本工程采用HT-100型电动钻机成孔，该机钻孔直径在100mm，钻机就位后调整好垂直度，钻机在桩身上钻出1个直径100mm、深度为25m的孔，孔深基岩以下1米左右。

2.2 高压旋喷清孔

采用两管法高压旋喷清孔，具体参数为：水压24Mpa，水量45L/min，气压0.8Mpa，提升速度5cm/min。清孔时高喷管应放置在桩底以上50cm开始向下清孔，直至清至钻孔深度。为确保沉渣清理干净，采用两遍清孔，清孔完毕利用高压旋喷空压机将孔内水及泥浆吹出孔。

2.3 二次清孔

注42.5标号水泥浆前二次清孔，利用高压旋喷设备的特性，进行二次洗孔后全部出来的是清水了，立马换成水泥浆注浆下放注浆管。

2.4 配制浆液

水泥浆液采用42.5标号的硅酸盐水泥与清水拌制而成，水灰比0.55~0.75之间。

2.5 高压注浆

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。

注浆软管：必须用同直径的高压PVC软管作为注浆管。

贮浆设备：约1m3储浆桶，储浆罐设搅拌器，用来防止浆液沉淀，并将配制好的浆液进行过滤，滤网网眼≤40um。

一次注浆：开动注浆泵，先注入水灰比为0.75稍稀点的水泥浆。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，然后把浆液水灰比调至0.55左右的浓浆，再次开动注浆泵，将注浆压力调整初压的2倍左右，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压力稳定在3MPa左右，停止压浆。

二次注浆：一次注浆完成2小时后再次注入水灰比为0.55左右水泥浓浆，并增大灌浆压力至5Mpa，达到终压稳定在5MPa，此时吸浆量逐步变小，桩身周围地面冒浆，稳定十分钟左右，关闭内高压阀门止浆，稳压闷浆30min。

本次三根桩注浆共用混合水泥浆5100公斤。

3 效果检验

3.1静载试验复检

满足龄期要求后，对本次加固的三根桩重新进行静荷载试验，结果如下：

表3 试验结果汇总表

试验结果：三根抽检桩极限承载力均已达设计要求。

3.2低应变法复检

低应变测试曲线如下图：

图3 注浆后低应变现场实测曲线

低应变检测结果：三根桩实测曲线较注浆前明显改善。

4 整体加固处理方案

根据高压注浆法对三根桩进行加固处理后检测结果，为确保工程质量，项目部决定对该地下室所有工程桩进行高压旋喷注浆法加固处理，施工顺序由东向西北角方向进行，施工采用流水线作业。划定多个小区域，先区域周边桩处理，后向中间桩注浆。桩间距过小应采用跳桩迂回法，连续处理的相邻桩间距不应小于8m，以确保注浆桩基的整体效果。龄期满足要求后，随机加倍抽检进行静荷载试验。结果如下：

表4 试验结果汇总表

试验结果：六根抽检桩极限承载力均已达设计要求。加固整体效果良好。

5 结语

对旋挖灌注桩桩底沉渣进行高压旋喷注浆法处理，与其他方案相比所需工时较短，成本也较为低廉。通过水泥浆液对桩底的渗透和填充，提高了桩的端阻和部分侧阻，从而达到补强和提高承载力的目的。通过静荷载试验证明该补强技术对桩底沉渣补强很有针对性，也十分有效。但该方法在不同地层的推广和使用，经验和技术水平有待通过不同的工程实践进一步积累和提升，比如外加剂的应用、地下水的排除、浆液水灰比和注浆压力的控制等。解决了这些难题后，该项技术在实际工程中将得到更大的推广和应用。

参考文献

[1]《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014

[2]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012