CN106638578B - 高压循环注浆微型钢管桩及其施工方法 - Google Patents

Abstract

高压循环注浆微型钢管桩及其施工方法，该微型钢管桩包括微型钢管、水泥静浆填充体、水泥静浆保护层和防漏套桩。施工方法包括6个步骤：1）地质勘查；2）微型钢管桩设计；3）方案制定；4）漏浆层旋喷处理；5）跟管钻进；6）水泥静浆填充体及水泥静浆保护层浇筑，其中防漏套桩应用于地下土体存在漏浆层的工程。本发明结合了微型钢管和水泥静浆各自的优势，采用高压循环注浆技术在微型钢管内外分别形成水泥静浆填充体及水泥静浆保护层，既解决了微型钢管桩在成桩过程中所面临的抱管、卡钻问题又提高了微型钢管桩的耐腐蚀性能及与土体间的摩阻力；同时本发明采用防漏套桩技术较好的处理了跟管钻进及成桩注浆过程中所面临的漏浆难题。

Description

高压循环注浆微型钢管桩及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑桩基技术领域，具体涉及高压循环注浆微型钢管桩施工技术。

背景技术

近年来，随着我国城镇化进程的快速推进，越来越多的建设工程被迫选择在施工空间狭小，地质构造复杂的条件下进行，然而桩基础工程中采用桩径较大的桩型难以满足施工现场空间狭小条件，采用桩径较小的钢筋混凝土桩难以满足承载力要求；另外，受工程设计和施工技术的影响，许多处理不尽完善的地质工况正成为建筑物倾斜沉降的主要危险源，由此产生了建筑物的纠偏加固难题。目前，微型钢管桩作为一种小径高强的桩型既能较好的平衡桩径和承载力问题又可在桩基础类型建筑物的纠偏加固中托换原基础桩实现纠偏加固一体化，在地下建设工程中占着越来越重要的地位。然而，现有微型钢管桩在工程应用中存在以下三大问题：①对于填土地基，微型钢管桩在钻进过程中面临抱管、卡钻问题，成桩困难；②由于微型钢管桩位于地下复杂环境中，受土壤内硫酸盐等盐分的腐蚀严重，若对微型钢管桩的防腐保护处理不当，将直接影响微型钢管桩的使用年限；③微型钢管桩表面相对比较光滑且与土体间为直接接触，因此桩土间的相对摩擦作用较弱，在微型钢管桩受力状态下桩间土难以对其形成较强的摩阻力，使得微型钢管桩的承载力受到了折减，从而在工程应用中微型钢管桩多采用端承桩设计方法，这样必然造成微型钢管桩材料的浪费，并且会延长工程周期，增加工程造价。所以妥善解决微型钢管桩在应用过程中的成桩及耐久性和摩阻力问题已成为微型钢管桩广泛应用于实际工程的技术瓶颈所在。

现有微型钢管成桩多采用以下两种方法，但均不适用于狭小的施工空间环境：①机械一次钻孔至设计的桩端深度，再将微型钢管放入孔内；②采用锤击、静压、振动的方式将钢管下沉至设计的桩端深度。另外，现有提高钢管桩耐久性及增强钢管桩与土体间摩阻力的工程处理措施主要有以下几种方法，但其在微型钢管桩的应用上都存在着严重不足：①涂剂法：通过在钢管外壁涂刷防腐剂提高钢管桩耐久性，但防腐效果的长期性难以保障，且对于深层长桩而言，需要大量防腐剂，由此带来原料成本及涂刷防腐剂工程量的增多，导致工程造价大大增加；②开孔法：在钢管侧壁开孔，通过压力注浆使得水泥浆进入土体形成树根状结构提供较强摩阻力，但开孔造成钢管整体性降低、承载力下降，同时劈裂注浆易扰动桩周土体，严重影响土的结构性；③内外注浆法：在钢管内外分别放置注浆管注浆，虽能达到水泥浆包裹钢管以提高耐久性和增强摩阻力的目的，但需要较大施工操作空间，不适用于微型钢管桩在纠偏加固过程中所处的狭小空间环境。

针对以上微型钢管桩现有成桩方法及处理措施的局限性，解决微型钢管桩成桩问题及提高耐久性和增强承载力最有效的途径就是提供一种既能避免钢管与土体直接接触又能利用桩间复合土体增强微型钢管桩与土体间摩阻力的新型微型钢管桩，且应在施工空间狭小、地质构造复杂的条件下及桩基础建筑物纠偏加固工程中具有较强的工程实用价值、重要的社会和经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压循环注浆微型钢管桩及其施工方法。

本发明是高压循环注浆微型钢管桩及其施工方法，高压循环注浆微型钢管桩，包括微型钢管1、水泥净浆填充体2、水泥净浆保护层3和防漏套桩4，微型钢管1由多根长度为1m的钢套管通过其自带的螺纹连接方式拼接而成，具体钢套管数量以实际桩长确定，其内部填充水泥净浆填充体2，外部包裹水泥净浆保护层3；或者对于地下土体存在漏浆层6，微型钢管1依次穿过各个漏浆层6处旋喷处理形成的防漏套桩4。

本发明的高压循环注浆微型钢管桩的施工方法，其步骤为：

（1）地质勘察：通过地质勘查查明工程地基各层岩土的类型、深度、分布特征和变化规律，明确不良地质所处位置，判断是否存在导致跟管钻进及成桩注浆过程中返浆无法进行的漏浆层6，若存在，则进一步明确漏浆层6位置及所处土层深度范围；

（2）微型钢管桩设计：根据工程设计资料及上述的地勘报告测量放线确定微型钢管桩所处位置，明确每根微型钢管桩桩长、桩径及所处土层环境，并选择水泥净浆8强度；

（3）制定方案：依据勘察资料，针对是否存在漏浆问题，将微型钢管桩成桩工艺按以下两种方案进行：

方案一：微型钢管桩所处地基土层没有漏浆层6存在，无需预先对微型钢管桩所处地基土层进行处理，其所包含的步骤如下：

步骤1：开挖浇筑泥浆池14、泥浆导流槽15，将设计孔位10与泥浆池14之间通过泥浆导流槽15进行连接，并将拌浆机17、装浆桶16、高压泵18移至泥浆池14周围合适位置；

步骤2：配制泥浆7，造浆材料多采用膨胀土，其分为钠基土、钙基土和锂基土三种，土水按100L水掺加8kg膨胀土为标准，先将所需用水注入泥浆池14，再将所需膨胀土缓慢倒入泥浆池14并持续搅拌以保证泥浆7的流动性；

步骤3：钻机13移至设计孔位10，开动钻机13，钢套管开始钻进；伴随着钢套管钻进，泥浆7经高压泵18加压后，通过高压管19送至钻机13并进入微型钢管1内，同时高压将微型钢管1内泥浆7持续从桩底位置11沿微型钢管1外侧返流至地面所挖筑的泥浆导流槽15，流入泥浆池14；如此进行微型钢管1钻进过程中的泥浆循环，以使微型钢管1外侧被泥浆7包裹，利用泥浆护壁可防止塌孔、钢管抱死现象的发生；另外根据施工现场土质和泥浆7稀释情况，当返流至泥浆池14的泥浆7粘稠度发生改变时应在泥浆池14中注入一定量的水，以保证泥浆7粘稠度及流动性；

步骤4：待第一根钢套管钻至桩底位置11前1小时，配制水泥净浆8，水泥净浆8采用水泥、孔道压浆剂和水按一定配合比配制而成，需满足工程所需强度要求及流动性；水泥净浆8的搅拌顺序为：伴浆机17中先加入全部拌和所需用水→开动伴浆机17→均匀加入全部所需孔道压浆剂→均匀加入全部所需水泥→再搅拌2min；搅拌均匀后，流入装浆桶16，在装浆桶16中应继续搅拌，以保证水泥净浆8的流动性；

步骤5：待第一根钢套管钻至桩底位置11后，立即将抽浆管20从泥浆池14移至装浆桶16，水泥净浆8经高压泵18加压后，通过高压管19送至钻机13并进入微型钢管1内，同时高压将微型钢管1内水泥净浆8持续从桩底位置11沿微型钢管1外侧返流至桩顶设计标高，当微型钢管1外侧桩顶标高处泥浆7全部流出且返出浆液为水泥净浆8时，将钻机13注浆管缓慢拔出，并将微型钢管1内填满水泥净浆8，再对微型钢管1外侧进行补浆作业以保证微型钢管1外壁完全被水泥净浆8包裹；

步骤6：注浆作业完成后应将钻机13及高压管19内的水泥净浆8全部排除，防止残存的水泥净浆8堵塞管路，并回填泥浆导流槽15，移动钻机13至下一个桩位；

或者方案二：微型钢管桩所处地基土层存在漏浆层6，需预先进行旋喷处理以解决跟管钻进及成桩注浆过程中存在的漏浆问题，其所包含的步骤如下：

步骤1：正式开工前，根据工程设计资料及地勘报告，确定所需旋喷处理的土层深度范围；

步骤2：移动钻机13至设计孔位10，更换钻具使钻机13处于旋喷桩施工状态，并使钻头对准设计孔位10；首先进行低压射水试验，用以检查喷嘴是否畅通、压力是否正常；射水试验后，开动钻机13，钻孔至最深漏浆层底部位置12以下1m处；在钻孔的同时，即可配制旋喷浆：首先根据工程所需水灰比计算水泥和水的用量，然会将所需水加入伴浆机17内，开动伴浆机17后再将所需水泥倒入，搅拌10min～20min，拧开伴浆机17底部阀门，流入装浆桶16备用；

步骤3：装浆桶16的浆液，经高压泵18加压后，通过高压管19送至钻机13用于旋喷；为充分考虑地质勘查所存在的误差应对漏浆层6厚度采取修正处理，即从漏浆层6底部设计标高以下1m至该漏浆层6顶部设计标高以上1m深度范围内均进行旋喷，故从最深漏浆层底部位置12开始自下而上依次对各个漏浆层6进行处理，形成多个间距不等的防漏套桩4；

步骤4：喷射作业完成后应将钻机13及高压管19的旋喷浆全部排除，防止残存的旋喷浆浆堵塞管路；并对旋喷处理所形成的防漏套桩4根据当地施工环境按当地施工规范进行养护；

步骤5：防漏套桩4养护期间，开挖浇筑泥浆池14、泥浆导流槽15，将设计孔位10与泥浆池14之间通过泥浆导流槽15进行连接，并将拌浆机17、装浆桶16、高压泵18移至泥浆池14周围合适位置；

步骤6：配制泥浆7，造浆材料多采用膨胀土，其分为钠基土、钙基土和锂基土三种，土水按100L水掺加8kg膨胀土为标准，先将所需用水注入泥浆池14，再将所需膨胀土缓慢倒入泥浆池14并持续搅拌以保证泥浆7的流动性；

步骤7：养护期满及泥浆7配制完成后，移动钻机13至设计孔位10，更换钻具使钻机13处于微型钢管1钻进施工状态；开动钻机13，钢套管开始钻进；伴随着钢套管钻进，泥浆经高压泵18加压后，通过高压管19送至钻机13并进入微型钢管1内，同时高压将微型钢管1内泥浆7持续从桩底位置11沿微型钢管1外侧返流至地面所挖筑的泥浆导流槽15，并流入泥浆池14；如此进行微型钢管1钻进过程中的泥浆循环，以使微型钢管1外侧被泥浆包裹，利用泥浆护壁可防止塌孔、钢管抱死现象的发生；另外根据施工现场土质和泥浆7稀释情况，当返流至泥浆池14的泥浆7粘稠度发生改变时应在泥浆池14中注入一定量的水，以保证泥浆7粘稠度及流动性；

步骤8：待第一根钢套管钻至桩底位置11前1小时，配制水泥净浆8，水泥净浆8采用水泥、孔道压浆剂和水按一定配合比配制而成，需满足工程所需强度要求及流动性；水泥净浆8的搅拌顺序为：伴浆机17中先加入全部拌和所需用水→开动伴浆机17→均匀加入全部所需孔道压浆剂→均匀加入全部所需水泥→再搅拌2min；搅拌均匀后，流入装浆桶16，在装浆桶16中应继续搅拌，以保证水泥净浆8的流动性；

步骤9：待第一根钢套管钻至桩底位置11后，立即将抽浆管20从泥浆池14移至装浆桶16，水泥净浆8经高压泵18加压后，通过高压管19送至钻机13并进入微型钢管1内，同时高压将微型钢管1内水泥净浆8持续从桩底位置11沿微型钢管1外侧返流至桩顶设计标高，当微型钢管1外侧桩顶标高处泥浆7全部流出且返出浆液为水泥净浆8时，将钻机13注浆管缓慢拔出，并将微型钢管1内填满水泥净浆8，再对微型钢管1外侧进行补浆作业以保证微型钢管1外完全被水泥净浆8包裹；

步骤10：注浆作业完成后应将钻机13及高压管19内的水泥净浆8全部排除，防止残存的水泥净浆8堵塞管路，并回填泥浆导流槽15，移动钻机13至下一个桩位。

本发明的有益效果是：①利用高压循环注浆达到泥浆护壁的效果，使得微型钢管桩在成桩过程中避免了抱管、卡钻问题的发生；②通过将微型钢管和水泥净浆的结合，使得外部微型钢管对内部水泥净浆产生约束，同时水泥净浆中的微膨胀剂使得约束增强，合理应对水泥净浆在凝结硬化过程中的收缩问题，其抗压强度明显增强，塑形和韧性显著提高；③采用高压循环注浆技术，使得微型钢管内部填充水泥净浆，外部包裹水泥净浆，既避免了微型钢管与土体直接接触影响微型钢管桩耐久性又通过微型钢管外侧水泥净浆与土体形成桩间复合土体增强微型钢管桩与土体间摩阻力；④对于地下土体存在漏浆层的工程，防漏套桩成功解决了钻孔下放微型钢管时泥浆循环及成桩注浆过程中存在的漏浆问题。

附图说明

图1为高压循环注浆微型钢管桩结构示意图，图2为漏浆地层示意图，图3为旋喷处理效果图，图4为跟管钻进泥浆循环示意图，图5为水泥净浆填充体及水泥净浆保护层浇筑示意图，图6为施工机具平面布置图。附图标记及对应名称为：1—微型钢管，2—水泥净浆填充体，3—水泥净浆保护层，4—防漏套桩，5—非漏浆层，6—漏浆层，7—泥浆，8—水泥净浆，9—浆液流向，10—设计孔位，11—桩底位置，12—最深漏浆层底部位置，13—钻机，14—泥浆池，15—泥浆导流槽，16—装浆桶，17—拌浆机，18—高压泵，19—高压管，20—抽浆管。

具体实施方式

如图1~6所示，本发明是高压循环注浆微型钢管桩及其施工方法，该微型钢管桩包括微型钢管1、水泥净浆填充体2、水泥净浆保护层3和防漏套桩4。微型钢管1由多根长度为1m的钢套管通过其自带的螺纹连接方式拼接而成，具体钢套管数量以实际桩长确定，其内部填充水泥净浆填充体2，外部包裹水泥净浆保护层3；对于地下土体存在漏浆层6的工程而言，微型钢管1依次穿过各个漏浆层6处旋喷处理形成的防漏套桩4。

所述微型钢管桩直径为180mm～360mm，其中微型钢管1依据钢套管规格表选取且直径为150mm～300mm，微型钢管1外侧水泥净浆保护层3厚度为15mm～30mm，实际工程中根据需要具体确定水泥净浆保护层3厚度及微型钢管1管径。

所述水泥净浆填充体2和水泥净浆保护层3所用浆体为孔道压浆剂、水泥、水按比例混合搅拌而成的水泥净浆8，强度为M30~M50，根据实际工程确定所需强度，再计算出水泥、孔道压浆剂、水三者间的配合比，用以指导施工。

所述防漏套桩4位于漏浆层6，通过钻孔旋喷而得，高度为每层漏浆层6底部位置以下1m与每层漏浆层6顶部位置以上1m之间的距离。

本发明的高压注浆微型钢管桩的施工方法，其步骤为：

（1）地质勘察：通过地质勘查查明工程地基各层岩土的类型、深度、分布特征和变化规律，明确不良地质所处位置，判断是否存在导致跟管钻进及成桩注浆过程中返浆无法进行的漏浆层6，若存在，则进一步明确漏浆层6位置及所处土层深度范围；

（2）微型钢管桩设计：根据工程设计资料及上述的地勘报告测量放线确定微型钢管桩所处位置，明确每根微型钢管桩桩长、桩径及所处土层环境，并选择水泥净浆8强度；

（3）制定方案：依据勘察资料，针对是否存在漏浆问题，将微型钢管桩成桩工艺按以下两种方案进行：

方案一：微型钢管桩所处地基土层没有漏浆层6存在，无需预先对微型钢管桩所处地基土层进行处理，其所包含的步骤如下：

步骤1：开挖浇筑泥浆池14、泥浆导流槽15，将设计孔位10与泥浆池14之间通过泥浆导流槽15进行连接，并将拌浆机17、装浆桶16、高压泵18移至泥浆池14周围合适位置；

步骤2：配制泥浆7，造浆材料多采用膨胀土，其分为钠基土、钙基土和锂基土三种，实际工程中依据经济性原则适当选择膨胀土种类；土水按100L水掺加8kg膨胀土为标准，先将所需用水注入泥浆池14，再将所需膨胀土缓慢倒入泥浆池14并持续搅拌以保证泥浆7的流动性；

步骤3：钻机13移至设计孔位10，开动钻机13，钢套管开始钻进；伴随着钢套管钻进，泥浆7经高压泵18加压后，通过高压管19送至钻机13并进入微型钢管1内，同时高压将微型钢管1内泥浆7持续从桩底位置11沿微型钢管1外侧返流至地面所挖筑的泥浆导流槽15，流入泥浆池14；如此进行微型钢管1钻进过程中的泥浆循环，以使微型钢管1外侧被泥浆7包裹，利用泥浆护壁可防止塌孔、钢管抱死现象的发生；另外根据施工现场土质和泥浆7稀释情况，当返流至泥浆池14的泥浆7粘稠度发生改变时应在泥浆池14中注入一定量的水，以保证泥浆7粘稠度及流动性；

步骤4：待第一根钢套管钻至桩底位置11前1小时，配制水泥净浆8，根据计算出的水泥、孔道压浆剂和水之间的配合比和所需用量进行配制；水泥净浆8的搅拌顺序为：伴浆机17中先加入全部拌和所需用水→开动伴浆机17→均匀加入全部所需孔道压浆剂→均匀加入全部所需水泥→再搅拌2min。搅拌均匀后，即流入装浆桶16，水泥净浆8在装浆桶16中应继续搅拌，以保证水泥净浆8的流动性；

步骤5：待第一根钢套管钻至桩底位置11后，立即将抽浆管20从泥浆池14移至装浆桶16，水泥净浆经高压泵18加压后，通过高压管19送至钻机13并进入微型钢管1内，同时高压将微型钢管1内水泥净浆8持续从桩底位置11沿微型钢管1外侧返流至桩顶设计标高，当微型钢管1外侧桩顶标高处泥浆7全部流出且返出浆液为水泥净浆8时，将钻机13注浆管缓慢拔出，并将微型钢管1内填满水泥净浆8，再对微型钢管1外侧进行补浆作业以保证微型钢管1外完全被水泥净浆8包裹；

步骤6：注浆作业完成后应将钻机13及高压管19内的水泥净浆8全部排除，防止残存的水泥净浆8堵塞管路，并回填泥浆导流槽15，移动钻机13至下一个桩位；

或者方案二：微型钢管桩所处地基土层存在漏浆层6，需预先对设计孔位10下漏浆层6进行旋喷处理，其所包含的步骤如下：

步骤1：正式开工前，根据工程设计资料及地勘报告，确定所需旋喷处理的土层深度范围；

步骤2：移动钻机13至设计孔位10，更换钻具使钻机13处于旋喷桩施工状态，并使钻头对准设计孔位10。首先进行低压射水试验，用以检查喷嘴是否畅通、压力是否正常；射水试验后，开动钻机13，钻孔至最深漏浆层底部位置12以下1m处。在钻孔的同时，即可配制旋喷浆：首先根据工程所需水灰比计算水泥和水的用量，然会将所需水加入伴浆机17内，开动搅拌机后再将所需水泥倒入，搅拌10min～20min，拧开伴浆机17底部阀门，流入装浆桶16备用；

步骤3：装浆桶16的浆液，经高压泵18加压后，通过高压管19送至钻机13用于旋喷；为充分考虑地质勘查所存在的误差及施工质量应对漏浆层6厚度采取修正处理，即从漏浆层6底部设计标高以下1m至该漏浆层6顶部设计标高以上1m深度范围内均进行旋喷，故从最深漏浆层6开始自下而上依次对各个漏浆层6进行处理，形成多个间距不等的防漏套桩4；

步骤4：喷射作业完成后应将钻机13及高压管19的旋喷浆全部排除，防止残存的旋喷浆浆堵塞管路；并对旋喷处理所形成的防漏套桩4根据当地施工环境按当地施工规范进行养护；

步骤5：防漏套桩4养护期间，开挖浇筑泥浆池14、泥浆导流槽15，将设计孔位10与泥浆池14之间通过泥浆导流槽15进行连接，并将拌浆机17、装浆桶16、高压泵18移至泥浆池14周围合适位置；

步骤6：配制泥浆7，造浆材料多采用膨胀土，其分为钠基土、钙基土和锂基土三种，实际工程中依据经济性原则适当选择膨胀土种类；土水按100L水掺加8kg膨胀土为标准，先将所需用水注入泥浆池14，再将所需膨胀土缓慢倒入泥浆池14并持续搅拌以保证泥浆7的流动性；

步骤7：防漏套桩4养护期满及泥浆7配制完成后，移动钻机13至设计孔位10，更换钻具使钻机13处于微型钢管1钻进施工状态；开动钻机13，钢套管开始钻进；伴随着钢套管钻进，泥浆7经高压泵18加压后，通过高压管19送至钻机13并进入微型钢管1内，同时高压将微型钢管1内泥浆7持续从桩底位置11沿微型钢管1外侧返流至地面所挖筑的泥浆导流槽15，并流入泥浆池14；如此进行微型钢管1钻进过程中的泥浆循环，以使微型钢管1外侧被泥浆7包裹，利用泥浆护壁可防止塌孔、钢管抱死现象的发生；另外根据施工现场土质和泥浆稀释情况，当返流至泥浆池14的泥浆7粘稠度发生改变时应在泥浆池14中注入一定量的水，以保证泥浆7粘稠度及流动性；

步骤8：待第一根钢套管钻至桩底位置11前1小时，配制水泥净浆8，根据计算出的水泥、孔道压浆剂和水之间的配合比和所需用量进行配制；水泥净浆8的搅拌顺序为：伴浆机17中先加入全部拌和所需用水→开动伴浆机17→均匀加入全部所需孔道压浆剂→均匀加入全部所需水泥→再搅拌2min；搅拌均匀后，流入装浆桶16，在装浆桶16中应继续搅拌，以保证水泥净浆8的流动性；

步骤9：待第一根钢套管钻至桩底位置11后，立即将抽浆管20从泥浆池14移至装浆桶16，水泥净浆8经高压泵18加压后，通过高压管19送至钻机13并进入微型钢管1内，同时高压将微型钢管1内水泥净浆8持续从桩底位置11沿微型钢管1外侧返流至桩顶设计标高，当微型钢管1外侧桩顶标高处泥浆7全部流出且返出浆液为水泥净浆8时，将钻机13注浆管缓慢拔出，并将微型钢管1内填满水泥净浆8，再对微型钢管1外侧进行补浆作业以保证微型钢管1外完全被水泥净浆8包裹；

步骤10：注浆作业完成后应将钻机13及高压管19内的水泥净浆8全部排除，防止残存的水泥净浆8堵塞管路，并回填泥浆导流槽15，移动钻机13至下一个桩位。

本发明的一个实施例：甘肃省兰州市九州经济开发区某小区9号和10号两栋住宅楼，建筑长度49.0m，宽度13.0m，建筑总高度35.5m，框架剪力墙结构，地下一层，地上12层，基础型式为机械成孔灌注桩，桩径分别为800mm、1000mm，桩底扩大头直径分别为1400mm、1600mm，桩端持力层为中风化砂岩，单桩设计承载力特征值分别为1971kN与2462kN。两住宅楼采用同一设计图纸，结构尺寸完全相同。两栋住宅楼均为2008年1月开工建设，2010年6月竣工。2015年开始9号、10号住宅楼整体出现倾斜现象，地下室部分剪力墙及框架柱开裂，上部填充墙及梁柱表面抹灰层出现裂缝。现需对这两栋楼进行纠偏加固，在多种方案综合比较下，决定采用微型钢管桩托换灌注桩纠偏及基础加固技术。以下为该工程微型钢管桩的具体施工流程：

（1）地质勘察：本场地勘探深度范围内地层主要由素填土、卵石、砂岩及片麻岩组成，其中0~33.5m为回填土，33.5~34.5m为强风化砂岩，34.5~40m为中风化砂岩，中风化砂岩层是该建筑物基础较理想的持力层；8m~10m、16m~17m、31m~35m深度范围内由于填土为碎石类土且未进行碾压导致存在漏浆现象。

（2）微型钢管桩设计：根据地质勘查报告等资料，确定9号楼微型钢管桩长为40m，10号楼微型钢管桩长为42m，均进入中风化砂岩深2m；微型钢管桩设计成孔直径为φ198mm，内置φ168mm微型钢管1，微型钢管1采用材质为钻探用地质管材DZ40，屈服强度400MPa，壁厚δ=8mm，水泥净浆8强度选为M50。

（3）制定方案：依据勘察资料，两栋住宅楼的倾斜均是由于基础桩基不均匀沉降所致，即南侧沉降大，北侧沉降小，根据倾斜方向、差异沉降量及地基基础形式，并结合以往的纠偏经验将基础以南北分为两部分，北侧为诱降区，南侧为调整区，施工从9号楼北侧地下室进行开始。为便于钻机13施工，在既有地下室底板下开挖坑洞。坑洞高3m，宽1m，长2.5m。坑洞周围土体采用挂铁丝网喷射C15混凝土5cm厚进行防护。待防护混凝土强度达到设计强度的70%后，吊入钻机13进行微型钢管桩的施工作业。由于8m~10m、16m~17m、31m~35m为漏浆层6，跟管钻进时泥浆循环及成桩注浆过程中存在漏浆问题，故微型钢管桩成桩工艺按方案二进行，其所包含的步骤如下：

步骤1：移动钻机13至设计孔位10，更换钻具使钻机13处于旋喷桩施工状态，并使钻头对准设计孔位10。首先进行低压射水试验，用以检查喷嘴是否畅通、压力是否正常；射水试验后，开动钻机13，钻孔至36m处。在钻孔的同时，即可配制旋喷浆：其中水泥选用普通硅酸盐水泥，水灰比确定为1：1，首先将水加入伴浆机17内，再将水泥倒入，开动伴浆机17搅拌10min～20min，然后拧开伴浆机17底部阀门，流入装浆桶16备用。

步骤2：装浆桶16的浆液，经高压泵18加压后，通过高压管19送至钻机13用于旋喷，自下而上依次对36m~30m、18m~15m、11m~7m进行旋喷处理，形成多个间距不等的防漏套桩4。

步骤3：喷射作业完成后应将钻机13及高压管19的旋喷浆全部排除，防止残存的旋喷浆浆堵塞管路；并对旋喷处理所形成的防漏套桩4进行为期28天的养护；

步骤4：防漏套桩4养护期间，根据地下室情况，综合考虑各个微型钢管桩位置，尽量使多根微型钢管桩施工共用同一泥浆池14，尺寸为2m×2m，同时开挖泥浆导流槽15用以连接设计孔位10与泥浆池14，并将拌浆机17、装浆桶16、高压泵18移至泥浆池14周围合适位置；

步骤5：配制泥浆7，造浆材料根据施工现场实际情况，选用钠基土作为膨胀土，先将所需用水注入泥浆池14，再将所需膨胀土缓慢倒入泥浆池14并持续搅拌以保证泥浆7的流动性；

步骤6：防漏套桩4养护期满及泥浆7配制完成后，移动钻机13至设计孔位10，更换钻具使钻机13处于微型钢管1钻进施工状态；开动钻机13，钢套管开始钻进；伴随着钢套管钻进，泥浆经高压泵18加压后，通过高压管19送至钻机13并进入微型钢管1内，同时高压将微型钢管1内泥浆7持续从桩底沿微型钢管1外侧返流至地面所挖筑的泥浆导流槽15，并流入泥浆池14；如此进行微型钢管1钻进过程中的泥浆循环，以使微型钢管1外侧被泥浆包裹，利用泥浆护壁可防止塌孔、钢管抱死现象的发生；另外根据施工现场土质和泥浆稀释情况，当返流至泥浆池14的泥浆7粘稠度发生改变时应在泥浆池14中注入一定量的水，以保证泥浆7粘稠度及流动性；

步骤7：待第一根钢套管钻至桩底位置11前1小时，配制水泥净浆8；水料比取0.30，其中料为水泥和孔道压浆剂的混合物，水泥和孔道压浆剂的比取9：1；以M50水泥净浆8的质量为2000kg/m3为标准，计算水泥、孔道压浆剂和水的相应用量，计算结果如下:水泥1384kg，孔道压浆剂154kg，水462kg。故按质量法初步计算所得配合比为：水泥：孔道压浆剂：水=1:0.111:0.333；即实际施工时伴浆机17一次投料为：7袋50kg水泥、一袋40kg孔道压浆剂、115L水；投料顺序：伴浆机17中先加入全部拌和所需用水→开动伴浆机17→均匀加入全部所需孔道压浆剂→均匀加入全部所需水泥→再搅拌2min。搅拌均匀后，流入装浆桶16，在装浆桶16中应继续搅拌，以保证水泥净浆8的流动性；

步骤8：待第一根钢套管钻至桩底位置11后，立即将抽浆管20从泥浆池14移至装浆桶16，水泥净浆8经高压泵18加压后，通过高压管19送至钻机13并进入微型钢管1内，同时高压将微型钢管1内水泥净浆8持续从桩底位置11沿微型钢管1外侧返流至桩顶设计标高，当微型钢管1外侧桩顶标高处泥浆7全部流出且返出浆液为水泥净浆8时，将钻机13注浆管缓慢拔出，并将微型钢管1内填满水泥净浆8，再对微型钢管1外侧进行补浆作业以保证微型钢管1外完全被水泥净浆8包裹；

步骤9：注浆作业完成后应将钻机13及高压管19内的水泥净浆8全部排除，防止残存的水泥净浆8堵塞管路，并回填泥浆导流槽15，移动钻机13至下一个桩位。

Claims (5)

1.高压循环注浆微型钢管桩，其特征在于：该微型钢管桩包括微型钢管（1）、水泥净浆填充体（2）、水泥净浆保护层（3）和防漏套桩（4），其特征在于微型钢管（1）由多根长度为1m的钢套管通过其自带的螺纹连接方式拼接而成，具体钢套管数量以实际桩长确定，其内部填充水泥净浆填充体（2），外部包裹水泥净浆保护层（3），且水泥净浆填充体（2）和水泥净浆保护层（3）是通过采用高压循环注浆的方式将微型钢管（1）内泥浆（7）及水泥净浆（8）持续从桩底位置（11）沿微型钢管（1）外侧返流至地面而形成的；当对于地下土体存在漏浆层（6）时，微型钢管（1）依次穿过各个漏浆层（6）处旋喷处理形成防漏套桩（4）。

2.根据权利要求1所述的高压循环注浆微型钢管桩，其特征在于：根据跟管钻进及成桩注浆过程中返浆能否进行，将土体分为非漏浆层（5）和漏浆层（6），采用防漏套桩（4）方案处理跟管钻进及成桩注浆过程中所面临的漏浆问题。

3.根据权利要求1所述的高压循环注浆微型钢管桩，其特征在于：所述水泥净浆填充体（2）和水泥净浆保护层（3）所用浆体为水泥、孔道压浆剂、水按质量比1:0.111:0.333混合搅拌而成的水泥净浆（8），强度为M30~M50。

4.根据权利要求1所述的高压循环注浆微型钢管桩，其特征在于：所述防漏套桩（4）位于设计孔位（10）以下漏浆层（6）所处地层，通过钻孔旋喷而得，高度为每层漏浆层（6）底部位置以下1m与每层漏浆层（6）顶部位置以上1m之间的距离。

5.高压注浆微型钢管桩的施工方法，其特征在于，其步骤为：

（1）地质勘察：通过地质勘查查明工程地基各层岩土的类型、深度、分布特征和变化规律，明确不良地质所处位置，判断是否存在导致跟管钻进及成桩注浆过程中返浆无法进行的漏浆层（6），若存在，则进一步明确漏浆层（6）位置及所处土层深度范围；

（2）微型钢管桩设计：根据工程设计资料及上述的地勘报告测量放线确定微型钢管桩所处位置，明确每根微型钢管桩桩长、桩径及所处土层环境，并选择水泥净浆（8）强度；

（3）制定方案：依据勘察资料，针对是否存在漏浆问题，将微型钢管桩成桩工艺按以下两种方案进行：

方案一：微型钢管桩所处地基土层没有漏浆层（6）存在，无需预先对微型钢管桩所处地基土层进行处理，其所包含的步骤如下：

步骤1：开挖浇筑泥浆池（14）、泥浆导流槽（15），将设计孔位（10）与泥浆池（14）之间通过泥浆导流槽（15）进行连接，并将拌浆机（17）、装浆桶（16）、高压泵（18）移至泥浆池（14）周围合适位置；

步骤2：配制泥浆（7），将膨胀土与水按比例混合搅拌制成泥浆（7）；

步骤3：开动钻机（13），伴随着钢套管钻进，泥浆（7）经高压泵（18）加压后，通过高压管（19）送至钻机（13）并进入微型钢管（1）内，同时高压将微型钢管（1）内泥浆（7）持续从桩底位置（11）沿微型钢管（1）外侧返流至地面所挖筑的泥浆导流槽（15），流入泥浆池（14）；

步骤4：待第一根钢套管钻至桩底设计深度位置前1小时，配制水泥净浆（8），水泥净浆（8）采用水泥、孔道压浆剂和水按一定配合比配制而成；

步骤5：待第一根钢套管钻至桩底深度位置后，立即将抽浆管（20）从泥浆池（14）移至装浆桶（16），进行水泥净浆填充体（2）及水泥净浆保护层（3）的浇筑，水泥净浆（8）经高压泵（18）加压后，通过高压管（19）送至钻机（13）并进入微型钢管（1）内，同时高压将微型钢管（1）内水泥净浆（8）持续从桩底位置（11）沿微型钢管（1）外侧返流至桩顶设计标高，当微型钢管（1）外侧桩顶标高处泥浆（7）全部流出且返出浆液为水泥净浆（8）时，将钻机（13）注浆管缓慢拔出，并将微型钢管（1）内填满水泥净浆（8），再对微型钢管（1）外侧进行补浆作业以保证微型钢管（1）外完全被水泥净浆（8）包裹；

步骤6：清理钻具；

或者方案二：微型钢管桩所处地基土层存在漏浆层（6），需预先对设计孔位（10）下漏浆层（6）进行旋喷处理，其所包含的步骤如下：

步骤1：确定所需旋喷处理的土层深度范围；

步骤2：配制旋喷浆，将水泥与水按比例混合搅拌制成旋喷浆；

步骤3：漏浆层（6）旋喷处理形成防漏套桩（4），旋喷浆经高压泵（18）加压后，通过高压管（19）送至钻机（13）用于旋喷，从最深漏浆层（6）开始自下而上依次对各个漏浆层（6）进行处理，形成多个间距不等的防漏套桩（4）；

步骤4：喷射作业完成后清理钻具并对防漏套桩（4）进行养护；

步骤5：防漏套桩（4）养护期间，开挖浇筑泥浆池（14）、泥浆导流槽（15），将设计孔位（10）与泥浆池（14）之间通过泥浆导流槽（15）进行连接，并将拌浆机（17）、装浆桶（16）、高压泵（18）移至泥浆池（14）周围合适位置；

步骤6：配制泥浆（7），将膨胀土与水按比例混合搅拌制成泥浆（7）；

步骤7：防漏套桩（4）养护期满及泥浆（7）配制完成后，开动钻机（13），伴随着钢套管钻进，泥浆（7）经高压泵（18）加压后，通过高压管（19）送至钻机（13）并进入微型钢管（1）内，同时高压将微型钢管（1）内泥浆（7）持续从桩底位置（11）沿微型钢管（1）外侧返流至地面所挖筑的泥浆导流槽（15），流入泥浆池（14）；

步骤8：待第一根钢套管钻至桩底设计深度位置前1小时，配制水泥净浆（8），水泥净浆（8）采用水泥、孔道压浆剂和水按一定配合比配制而成；

步骤9：待第一根钢套管钻至桩底深度位置后，立即将抽浆管（20）从泥浆池（14）移至装浆桶（16），进行水泥净浆填充体（2）及水泥净浆保护层（3）的浇筑，水泥净浆（8）经高压泵（18）加压后，通过高压管（19）送至钻机（13）并进入微型钢管（1）内，同时高压将微型钢管（1）内水泥净浆（8）持续从桩底位置（11）沿微型钢管（1）外侧返流至桩顶设计标高，当微型钢管（1）外侧桩顶标高处泥浆（7）全部流出且返出浆液为水泥净浆（8）时，将钻机（13）注浆管缓慢拔出，并将微型钢管（1）内填满水泥净浆（8），再对微型钢管（1）外侧进行补浆作业以保证微型钢管（1）外完全被水泥净浆（8）包裹；

步骤10：清理机具。