钻孔灌注桩桩身缺陷处理方案.docx
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钻孔灌注桩桩身缺陷处理方案
钻孔灌注桩桩身缺陷处理方案
(包含:
概述、处理方案、加固原理、工艺流程、施工工艺及步骤、施工工期、施工设备、安全保证措施)
1.概述
主线基坑深度11.6~14.6m,采用桩撑支护。
既有商鼎路高架跨莆田西路桥为(36+44.5+36)m三跨变截面预应力混凝土连续箱梁桥,桥宽9.0m,冲突桥墩为该联桥东侧中墩(非制动墩),桥墩桩基及承台托换后,桥墩直接作用于隧道结构转换梁上。
托换工程共计4根1.5m钻孔灌注桩,桩长63m,设计桩顶标高为84.331m,桩底标高为21.331m。
检测单位对ZJTH-2超声波检测,检测时发现桩身局部存在信号异常。
桩基检测示意图。
白黄区(东西侧)、白蓝区(西北侧)2区间12.6-13.5米处信号减弱有问题。
为了进一步验证桩身缺陷,采用抽芯法检测,2017年6月14日,采用GK-200型钻机对ZJTH-2进行了抽芯检测(指定最不利面),钻头直径127mm,抽芯长度15.66m。
最不利面抽芯芯样照片
芯样编号
芯样长度(m)
芯样描述
1号
0.46
完整
2号
0.16
完整
3号
0.07
完整
4号
0.16
完整
5号
0.35
完整
6号
0.25
完整
7号
0.175
完整
8号
0.6
完整
9号
0.645
完整
10号
1.78
完整
11号
0.18
完整
12号
0.2
完整
13号
0.5
完整
14号
0.55
完整
15号
0.3
完整
16号
0.465
完整
17号
0.275
完整
18号
0.32
完整
19号
0.285
完整
20号
0.29
完整
21号
0.64
完整
22号
0.8
完整
23号
0.71
完整
24号
0.985
完整
25号
0.53
完整
26号
0.91
完整
27号
0.9
完整
28号
0.61
完整
29号
0.49
缺陷
30号
0.17
缺陷
31号
0.43
完整
32号
0.18
完整
33号
0.29
完整
说明:
累计抽芯长度15.66m,在29号和30号芯样之间存在软弱混夹层,厚度2cm。
2017年6月15日,对ZJTH-2桩基进行了第二个孔位抽芯检测,钻头直径108mm和89mm,取芯长度15.62m,加抽孔位图如下。
加抽孔芯样完整,符合设计要求见芯样照片。
第二孔位抽芯芯样照片
2.处理方案
2.1加固原理
1)高压旋喷加固原理
在桩缺陷段的周围土体采用高压旋喷注浆,水泥浆在高压下对土体进行切割并对土体颗粒结构重新组合;另一方面水泥浆和松散的土体颗粒胶结黏固固结成强度较高的固结体,固结体的内摩擦角和黏聚力都有明显的提高,从而有效地增加了桩周土和桩之间的侧摩阻力;更重要的是,水泥浆旋喷形成的止水帷幕结构保证了后续对缺陷桩段的清洗、置换施工的顺利完成。
2)置换加固原理
在缺陷外侧桩基础周围,利用高压旋喷桩形成围护结构,防止缺陷清洗时出现塌孔。
利用取芯钻机取孔到缺陷位置,采用双重管法对缺陷位置进行高压水和高压气切割清洗,将泥沙、松散离析的混凝土削落。
空压机接通下入孔底的镀锌钢管气举返渣将颗粒物清洗出桩外,然后利用气举下入孔底的管道接通注浆泵向缺陷部位注纯水泥浆,将缺陷部位的水、残留的少量泥沙置换出孔外,接着采用漏斗将C50膨胀混凝土灌入孔内,置换出缺陷部位的纯水泥浆,使缺陷上下部分进行很好的结合,最后对芯孔引管加压憋浆。
2.2工艺流程
桩基础缺陷处理施工流程见下图。
2.3施工工艺及步骤
1)钻孔及安装孔口钢套管
钻孔采用GK-200型钻机,钻孔位置距离中心0.375m,主孔直径127mm,钻孔深度穿过缺陷段进入完整混凝土不小于1m;钻孔垂直度要求不大于0.5%,现场要及时做好钻孔抽芯记录,准确进行芯样描述以及划分缺陷段的深度位置及分布范围。
由于桩顶比周边地面低,为了确保后续清空、注浆、灌注混凝土施工质量,在取芯孔顶部安装内径100mm的钢套管,钢套管伸入孔内0.3m,外露0.3m,钢套管与孔壁之间的空隙采用枪式植筋胶将空隙填满,确保钢套管与混凝土紧密结合。
钢套管顶部车丝扣,盖帽上焊接丝扣式灌浆管,方便后期压浆用。
2)高压旋喷桩帷幕施工
(1)施工参数
参数控制如下:
水泥浆水灰比为0.8:
1,泵压为22~25Mpa;流量为70~100L/min,气压0.7Mpa,保持10~15cm/min提升速度和15~20r/min的转速。
(2)旋喷桩设计要求
旋喷桩垂直度控制在5‰以内,缺陷部位旋喷桩直径控制在50cm左右,不宜过大,缺陷上下段旋喷桩直径不小于70cm;旋喷桩底深度为缺陷底部一下3m,桩顶深度同样为缺陷顶部以上3m;旋喷桩桩身强度达到5Mpa以上,缺陷部位旋喷水泥浆要求不得进入钻孔桩内部,缺陷上下段与灌注桩黏结紧密;水泥采用42.5R硅酸盐水泥,每米旋喷桩实桩水泥用量:
缺陷部位约250~300kg,缺陷上下段约400~450kg。
(3)旋喷孔位布置要点
旋喷桩中心距灌注桩桩边31.5cm,相邻旋喷桩中心间距35cm,保证旋喷桩间结合紧密。
实际施工中在孔底及桩顶面驻喷3~5min,以确保设计桩径。
缺陷段平面图缺陷上下段平面图
旋喷桩立面图
(4)高压旋喷施工关键技术
旋喷时压力未达设计压力控制范围不得开始上提及旋喷;旋喷时每次拆杆要求搭接长度不小于0.2m;缺陷部位采用一次旋喷,缺陷上下段采用二次旋喷以便扩大桩径,使旋喷桩紧贴钻孔桩侧壁;相邻高压旋喷注浆间隔时间不宜少于24h,实际施工中分序跳孔进行,保证不影响相邻孔的旋喷桩浆液固结成桩;下入、拆卸喷射管时,采取措施防止喷嘴堵塞。
实际施工中在2.5mm喷嘴中预先插入一根牙签。
3)高压旋喷切割
将喷射器下入孔内缺陷段上下一定范围,并通过钻杆及高压管与高压泵连接,开动高压泵,同时使喷射器转动并缓慢上堤,对缺陷段反复旋喷切割。
要求切割喷射影响半径0.80-1.00m。
有关施工参数如下:
旋喷压力:
25~28Mpa
转动速度:
12r/min;
提升速度:
5~10㎝/min;
清水排量:
90L/min;
反复进行旋喷切割,直至返出水较清且无泥为止。
4)气举排渣洗孔
利用高压旋喷机配套的6m3以上空压机气举循环法进行清渣,往孔内注入清水的同时气举返渣,将切割剥落的泥砂石通过下入孔内的套管清洗出桩外,达到水清,砂石净的方法结束清渣施工。
清渣施工参数:
气压:
0.60-0.80MPa;
气量:
6m3-12m3/min;
注水量:
3-6m3/min
5)注纯水泥浆
(1)水泥浆液配比
压浆水泥浆配比采用桥梁孔道压浆配合比:
水泥采用42.5普通硅酸盐水泥;孔底静压注浆水灰比采用0.34:
1;HT-HPC高效减水剂掺入水泥用量的3%;膨胀剂掺入水泥用量的10%。
具体配比如下。
(2)孔底静压注浆
缺陷部位注浆的目的是为了将清洗的液体置换出来。
将注浆管下入桩底(利用气举管),接通注浆泵向桩底注入浓浆,直至孔口冒出浓浆为止。
桩身混凝土缺陷段注浆工作必须在3h内完成,以便后续灌注混凝土不会凝固,因此各工序须连续并紧密配合一气呵成。
6)灌注混凝土
为了保证缺陷部位强度,注浆完毕后立即在埋设有100mm内径钢套管的孔位上设置锥形料斗,往孔内注入C50细石混凝土,同时采用特制的20m软轴振捣棒伸入孔内进行振捣密实,将孔内的水泥浆置换出孔外。
7)孔口压力挤浆
混凝土置换完毕,通过在钢套管顶部安装封闭压浆装置,采用低压泵向孔内进行挤压浆。
挤压浆压力为1~2Mpa,当压力超过2Mpa并稳压30min停止压浆,并关闭孔口开关。
8)检测
处理完毕,等强7天后进行超声波检测修复后的完整性。
3.施工工期
进场设备安装、调试1天,孔口安装钢套管以及等强2天;高压旋喷围护结构施工3天;桩身缺陷清洗1天,压浆、灌注混凝土1天,总计7天。
4.施工设备
序号
设备名称
规格
单位
数量
1
物探钻机
GK-200
台
1
2
高压注浆泵
GZ-40
台
1
3
旋喷钻机
无锡D135
台
1
4
浆液搅拌机
L350
台
1
5
电焊机
BX6-140-2
台
1
6
高压输浆管
Φ23
米
120
7
潜水泵
2.2KW
台
1
8
空压机
LG-3/8
台
1
9
低压注浆泵
2TGZ
台
1
10
混凝土罐车
台
1
5.安全保证措施
1)严格执行安全生产制度。
工作时,集中思想,安全操作,遵守劳动纪律,认真执行岗位责任和检查制度;
2)各类机械使用前,应全面认真检查,严禁机械带病使用;
3)各类机械使用时,应由专人负责,发现问题,应立即停机维修;
4)各类机械均配有防护措施,严禁在无防护措施的情况下进行机械操作;
5)工程施工时的注意事项:
(1)各种器具放稳,防止伤人,上班时不许打盹,严禁用脚代替手进行操作。
(2)配电箱应配有漏电保护装置,电缆电线绝缘良好;不得与金属物绑在一起,不得碰压拉磨、严禁施地铺设;临时停电,应拉闸加锁。
(3)不准坐在电气设备上休息,禁止跨越正在工作的牵引钢丝绳,严禁用手抓握正在运行的钢丝绳。
(4)工地有各类工具的专用箱,使用时要有保险绳,上下物品和工具要传递,不得抛扔,以免伤人。
(5)夜间施工时要有足够的照明,确保施工人员有良好的视线。
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- 钻孔 灌注 桩桩 缺陷 处理 方案