CN103410182A - 桩基单侧卸荷水平顶拉纠偏及断桩补强加固施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了桩基单侧卸荷水平顶拉纠偏及断桩补强加固施工方法，首先将桩体扶正并固定，然后进行注浆和插筋，以实现桩基纠偏及断桩补强。与现有技术相比，本发明对软弱场地中的预制管桩和灌注桩纠偏效果明显,在工程实践中具有较强的可行性，施工简便且质量易控制，可缩短工期，纠偏加固效果良好，经济效益佳，实用性强且安全可靠。

Description

桩基单侧卸荷水平顶拉纠偏及断桩补强加固施工方法

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，更加具体地说，涉及针对事故桩进行纠偏以及断桩补强加固的地基基础处理加固方法。

背景技术

在一般建筑桩基施工中,因施工过程中土层挠动、施工误差、地基勘察误差等不确定因素引起桩基施工过程中出现倾斜或者断裂的事故。目前，桩基常用的补强加固方法：开挖凿桩接桩法、补桩加固法、单侧卸荷水平顶拉纠偏法。开挖凿桩接桩法虽然质量容易控制，但由于断桩较深，开挖过程容易对其他桩造成挠动；补桩加固法施工工期长，造价高，经济效益差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，基于单侧卸荷水平顶拉纠偏法原理，通过技术改进，对倾斜偏位及断裂的工程事故桩进行纠偏及补强加固处理，提出一种简便且易操作的施工方法，对事故桩进行纠偏及断桩加固补强，其施工质量易控制，造价低，施工期短，经济效益好。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

桩基单侧卸荷水平顶拉纠偏及断桩补强加固施工方法，按照下述步骤进行：

步骤1，进行钻孔排土，根据桩基偏位的距离大小（如附图所示，桩基偏位的距离大小为S）在桩基一侧设置卸土孔，其中所述卸土孔用潜水钻机进行设置，钻孔直径d，一般略小于桩径D，卸土孔的数量n＝桩基偏位的距离/卸土孔直径，即S/d，并根据四舍五入取整，钻孔深度（即卸土孔深度）应距离桩断裂处至少2m，其内部采用循环泥浆护壁。

步骤2，利用反力系统将偏位的桩基复位，利用反力支承系统提供水平反力促使倾斜桩复位，将千斤顶和反力架固定安装在反力桩上，将千斤顶的另一端与倾斜桩接触推桩移位，同时利用高压水枪射水清除倾斜桩体与卸土孔之间的土体，消除土体对桩身的压力，借千斤顶初步推桩复位。

在实际施工中，控制推挤桩顶速率，以10-20cm/h为宜，选择一次性推桩复位，也可选择当完成总偏移量的一半时暂停一段时间，例如30min，以便保持高压水枪扩孔后，进行第二次推挤，并将桩顶推至复位；选择在倾斜桩的旁边设置反力桩，若既有桩体间距较小，则可采用相邻桩体作为反力桩，将反力架和千斤顶安装在反力桩上，推桩移位（如附图2所示）。

步骤3，桩体复位后对桩侧进行土方回填并进行加固，在实际施工中选择粘土球进行回填在桩侧的孔穴内，利用粘土球吸水膨胀有利于回填密实（如附图3所示）；在进行加固时，选择建工领域常用的旋喷法对回填土体加固，使桩侧土中的孔隙部分被浆液所充填，散粒被胶结，并较大幅度的增加桩侧一定范围内的土体强度和变形模量，提高桩的承载能力（如附图4所示），旋喷采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比1:1，浆液比重1.5，注浆压力25MPa。

步骤4，在复位后的桩体上设置桩内孔，所述桩内孔的深度要求达到补强位置以下（即桩断裂处之下），例如补强位置以下1—2m处；并在孔内设置注浆管；所述注浆管的一段伸出桩顶，并通过注浆球阀与注浆管路和注浆泵相连，另一端深入桩内孔；在所述桩顶上，注浆管和桩内孔采用采用快硬水泥封堵。

在具体施工时，根据已完成的桩位点布置地质钻机，用地质钻机钻配金刚石钻头，在桩上钻孔（即桩内孔）以便进行压浆处理，钻孔数量和孔径可根据桩径大小做出调整，例如以4Φ100的钻孔为例；所述注浆管采用钢制花管，深入桩内孔的深度为25—30cm（如附图5所示）。

步骤5，利用注浆球阀的分别开启和关闭，以使压入桩内的水在不同的桩内孔之间形成回路，以实现清理操作，以使将断桩部位低胶结、低强度凝固物排离桩位，为后续压浆打开通道。

在实际施工情况下，某两个球阀处于打开状态，另外两个保持关闭状态，用高压水泵向一个孔内压清水，压力不宜大于0.3Mpa，将夹泥和松散的混凝土碎渣从另一个孔冲冼出来，在两两孔间重复进行以上清理操作，直至出水中无砂粒、进水与出水清澈度基本相同时，方可停止清理作业（如附图6所示）。

步骤6，对桩内进行注浆，第一次压入水灰比为0.8的纯水泥稀浆，待孔内原有清水从出浆口压出来后，再用水灰比为0.5的水泥浆压入，最后用水灰比为0.4的水泥浆压入，在完成灌浆后进行稳压闷浆，注浆完成后拆除桩内孔口处密封的快硬水泥、注浆管和注浆球阀，在浆液凝固之前向桩孔内插入钢筋或钢筋笼（如附图7所示）。

在实际施工情况中，使用的水泥比原标号（即原桩）高一等级且宜用52.5号以上的水泥，为使浆液能够在桩内孔中得到充分扩散，应压一阵、停一阵，当浓浆从浆口冒出时，停止压浆，关闭出浆口球阀；压入水泥浆的压力（灌浆压力）为2-5Mpa，在完成灌浆后进行稳压闷浆20-30min。

与现有技术相比，本发明提供一种针对桩基施工过程中出现倾斜或者断桩的事故桩进行纠偏及补强加固处理的施工方法对软弱场地中的预制管桩和灌注桩纠偏效果明显,因为软弱土层土压力较小，便于射水取土，也便于使用较小的水平反力顶拉桩顶使其复位，在工程实践中具有较强的可行性，原理简单，施工简便且质量易控制，可缩短工期；纠偏加固效果良好，经济效益佳，实用性强且安全可靠。

附图说明

图1为在偏位桩的一侧（即前侧）设置卸土孔的结构示意图，其中S为桩基偏位的距离大小。

图2为扶桩过程示意图，其中1为倾斜桩，2为反力桩，3为千斤顶，4为反力架，5为高压水枪，6为卸土孔，7为桩断裂处。

图3为粘土回填示意图，其中7为桩断裂处，8为回填粘土。

图4为旋喷加固土体示意图。

图5为在复位桩上设置内孔的结构示意图，其中9为桩内孔，10为注浆管，11为快硬水泥，12为注浆球阀。

图6为清理桩内孔的示意图，其中A、B、C、D为四个注浆球阀（即注浆管，桩内孔），空白圆圈表示开孔，即球阀打开；带有斜线的圆圈表示封孔，即球阀关闭。

图7为桩内孔插筋结构示意图，其中7为桩断裂处，13为钢筋，14为水泥浆。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

如附图1—7所示，本发明的施工方法的整个过程和施工结构。

步骤1，进行钻孔排土，根据桩基偏位的距离大小在桩基一侧设置卸土孔，采用潜水钻机在桩前钻孔取土及泥浆护壁，避免人工挖土及边坡支护；钻孔数量为1个，钻孔深度距离桩断裂处2m，其内部采用循环泥浆护壁；

步骤2，选择相邻桩体作为反力桩（验算反力桩的抗弯、抗剪承载能力），将反力架和千斤顶安装在反力桩上，推桩移位；以10-20cm/h控制推挤桩顶速率，当完成总偏移量的一半时暂停一段时间，例如30min，以便保持高压水枪扩孔后，进行第二次推挤，并将桩顶推至复位，

步骤3，桩体复位后对桩侧进行土方回填并进行加固，在实际施工中选择粘土球进行回填在桩侧的孔穴内，利用粘土球吸水膨胀有利于回填密实；在进行加固时，选择建工领域常用的旋喷法对回填土体加固，使桩侧土中的孔隙部分被浆液所充填，散粒被胶结，并较大幅度的增加桩侧一定范围内的土体强度和变形模量，提高桩的承载能力，旋喷采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比1:1，浆液比重1.5，注浆压力25MPa。

步骤4，根据已完成的桩位点布置地质钻机，用地质钻机钻配金刚石钻头，在桩上钻孔（即桩内孔）以便进行压浆处理，钻孔为4Φ100，桩内孔的深度要求达到补强位置以下1.5m处，（即桩断裂处之下）；所述注浆管采用钢制花管，深入桩内孔的深度为30cm；所述注浆管的一段伸出桩顶，并通过注浆球阀与注浆管路和注浆泵相连，另一端深入桩内孔；在所述桩顶上，注浆管和桩内孔采用采用快硬水泥封堵。

步骤5，利用注浆球阀的分别开启和关闭，以使压入桩内的水在不同的桩内孔之间形成回路，以实现清理操作，以使将断桩部位低胶结、低强度凝固物排离桩位，为后续压浆打开通道。以四孔为例，C、D孔密封堵住，A、B通道连通，往A孔注水，B孔出水，直到出水干净不夹泥；同理A、C连通，B、D密封堵住；A、D连通，B、C封堵；B、C联通，A、D封堵；B、D联通，A、C封堵；C、D联通，A、B封堵；最后往A注水，B、C、D封堵，直到桩周地面冒浆。至此桩体内部泥渣清理完毕。

步骤6，对桩内进行注浆，第一次压入水灰比为0.8的纯水泥稀浆，待孔内原有清水从出浆口压出来后，再用水灰比为0.5的水泥浆压入，最后用水灰比为0.4的水泥浆压入，在完成灌浆后进行稳压闷浆，注浆完成后拆除桩内孔口处密封的快硬水泥、注浆管和注浆球阀，在浆液凝固之前向桩孔内插入钢筋或钢筋笼

采用压浆量与压力双控，主要有:（1）注浆量达到设计要求；（2）如桩周地面冒浆，间歇2—3小时后再次补注，累计使注浆量达到要求；（3）如泵压力超过设计值时应停注0.5—1小时，最后关闭进浆闸，稳压闷浆20-25min，压浆工作即可结束，压浆量的计算Q=λπDL（D——桩径，L——桩长，λ——注浆率），压入水泥浆的压力（灌浆压力）为2-5Mpa，在完成灌浆后进行稳压闷浆20-30min；在进行注浆时，可根据设计要求往水泥浆里加适量减水剂、早强剂、微膨胀剂。

在工程实际中，在桩基施工过程中出现了较多桩身倾斜和断桩的事故桩，使用上述方法对100根事故桩进行了修复，并委托第三方检测机构对出现问题的事故桩进行低应变检测，纠偏完成20天后进行。纠偏加固后的事故桩基本通过检测，检测结果符合《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）的要求（见表1），桩身完整性达到Ⅰ、Ⅱ类桩标准（桩身完整性分类见表2）。

表1桩身完整性判断

表2桩身完整性分类表

桩身完整性类别	分类原则
		Ⅰ类桩	桩身完整
Ⅱ类桩	桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥
		Ⅲ类桩	桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响
Ⅳ类桩	桩身存在严重缺陷

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.桩基单侧卸荷水平顶拉纠偏及断桩补强加固施工方法，其特征在于，按照下述步骤进行：

步骤1，进行钻孔排土，根据桩基偏位的距离大小在桩基一侧设置卸土孔，其中所述卸土孔用潜水钻机进行设置，钻孔直径一般略小于桩径，卸土孔的数量＝桩基偏位的距离/卸土孔直径，并根据四舍五入取整，所述钻孔深度即卸土孔深度应距离桩断裂处至少2m；

步骤2，利用反力系统将偏位的桩基复位，利用反力支承系统提供水平反力促使倾斜桩复位，将千斤顶和反力架固定安装在反力桩上，将千斤顶的另一端与倾斜桩接触推桩移位，同时利用高压水枪射水清除倾斜桩体与卸土孔之间的土体，消除土体对桩身的压力，借千斤顶初步推桩复位；

步骤3，桩体复位后对桩侧进行土方回填并进行加固，选择粘土球进行回填在桩侧的孔穴内，利用粘土球吸水膨胀有利于回填密实，选择旋喷法对回填土体加固，使桩侧土中的孔隙部分被浆液所充填；

步骤4，在复位后的桩体上设置桩内孔，所述桩内孔的深度要求达到补强位置以下即桩断裂处之下，并在孔内设置注浆管；所述注浆管的一段伸出桩顶，并通过注浆球阀与注浆管路和注浆泵相连，另一端深入桩内孔；在所述桩顶上，注浆管和桩内孔采用快硬水泥封堵；

步骤5，利用注浆球阀的分别开启和关闭，以使压入桩内的水在不同的桩内孔之间形成回路，以实现清理操作，以使将断桩部位低胶结、低强度凝固物排离桩位，为后续压浆打开通道；

步骤6，对桩内进行注浆，第一次压入水灰比为0.8的纯水泥稀浆，待孔内原有清水从出浆口压出来后，再用水灰比为0.5的水泥浆压入，最后用水灰比为0.4的水泥浆压入，在完成灌浆后进行稳压闷浆，注浆完成后拆除桩内孔口处密封的快硬水泥、注浆管和注浆球阀，在浆液凝固之前向桩孔内插入钢筋或钢筋笼。

2.根据权利要求1所述的桩基单侧卸荷水平顶拉纠偏及断桩补强加固施工方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述钻孔内部采用循环泥浆护壁。

3.根据权利要求1所述的桩基单侧卸荷水平顶拉纠偏及断桩补强加固施工方法，其特征在于，在所述步骤2中，控制推挤桩顶速率，以10-20cm/h为宜，选择一次性推桩复位，也可选择当完成总偏移量的一半时暂停一段时间，例如30min，以便保持高压水枪扩孔后，进行第二次推挤，并将桩顶推至复位。

4.根据权利要求1所述的桩基单侧卸荷水平顶拉纠偏及断桩补强加固施工方法，其特征在于，在所述步骤2中，选择在倾斜桩的旁边设置反力桩，若既有桩体间距较小，则可采用相邻桩体作为反力桩，将反力架和千斤顶安装在反力桩上，推桩移位。

5.根据权利要求1所述的桩基单侧卸荷水平顶拉纠偏及断桩补强加固施工方法，其特征在于，在所述步骤3中，旋喷采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比1:1，浆液比重1.5，注浆压力25MPa。

6.根据权利要求1所述的桩基单侧卸荷水平顶拉纠偏及断桩补强加固施工方法，其特征在于，在所述步骤4中，所述桩内孔的深度要求达到补强位置以下1—2m处；所述注浆管采用钢制花管，深入桩内孔的深度为25—30cm。

7.根据权利要求1所述的桩基单侧卸荷水平顶拉纠偏及断桩补强加固施工方法，其特征在于，在所述步骤4中，根据已完成的桩位点布置地质钻机，用地质钻机钻配金刚石钻头，在桩上钻孔（即桩内孔）以便进行压浆处理，钻孔数量和孔径可根据桩径大小做出调整，例如以4Φ100的钻孔为例。

8.根据权利要求1所述的桩基单侧卸荷水平顶拉纠偏及断桩补强加固施工方法，其特征在于，在所述步骤5中，将两个球阀处于打开状态，另外两个保持关闭状态，用高压水泵向一个孔内压清水，压力不宜大于0.3Mpa，将夹泥和松散的混凝土碎渣从另一个孔冲冼出来，在两两孔间重复进行以上清理操作，直至出水中无砂粒、进水与出水清澈度基本相同时，方可停止清理作业。

9.根据权利要求1所述的桩基单侧卸荷水平顶拉纠偏及断桩补强加固施工方法，其特征在于，在所述步骤6中，使用的水泥比原标号（即原桩）高一等级且宜用52.5号以上的水泥。

10.根据权利要求1所述的桩基单侧卸荷水平顶拉纠偏及断桩补强加固施工方法，其特征在于，在所述步骤6中，为使浆液能够在桩内孔中得到充分扩散，应压一阵、停一阵，当浓浆从浆口冒出时，停止压浆，关闭出浆口球阀；压入水泥浆的压力（灌浆压力）为2-5Mpa，在完成灌浆后进行稳压闷浆20-30min。

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