CN109440801A - 一种用于桩基的补强方法 - Google Patents

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谭旭亮
佟立夫
陈红飞
张波涛
周柱
邱亮亮
邱宝熙
刘建新
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Abstract

本发明提出了一种用于桩基的补强方法，包括：步骤一，通过在桩基上钻设检测孔的方式初判桩基的缺陷位置和类型，步骤二，在有缺陷的问题桩基上钻设加固孔，步骤三，对检测孔和加固孔分别进行清洁处理，步骤四，分别向检测孔和加固孔内下入受力纵筋并进行灌浆，其中，在步骤二中，观察加固孔相对的样芯以进一步判断桩基的缺陷位置和类型，该方法具有工程造价低，施工进度快的优点，并且补强效果明显，在施工进度中安全可靠。

Description

一种用于桩基的补强方法
技术领域
本发明涉及岩土施工技术领域，特别是涉及一种用于桩基的补强方法。
背景技术
灌注桩为当前应用范围非常广泛的桩基施工技术，其具有施工机械化程度高，速度快，利于施工组织设计等优点。但是，受限于操作人员经验水平、地质条件等因素，其施工质量往往无法保证，施工过程中易产生孔壁坍塌、偏位、混凝土离析等情况，造成成桩后出现断桩、桩身夹泥、孔洞、桩底沉渣等质量问题。
现有技术中，常常采用以下方式对桩基进行补强：将原桩破除后重新补桩或在缺陷桩位置周围增加桩基，但是这种施工方法施工成本较高，进度慢，且重新施工的桩基仍然可以存在质量风险；或者将缺陷位置以上桩身破除处理后再重新接桩，此方法同样造价高，进度慢，并且在桩身破除过程中需要增加护壁措施，存在一定的施工风险。
由此，需要提供一种新的用于桩基的补强方法是丞待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种用于桩基的补强方法。该方法具有工程造价低，施工进度快的优点，并且补强效果明显，在施工进度中安全可靠。
根据本发明的一方面，提出了一种用于桩基的补强方法，包括：
步骤一，通过在桩基上钻设检测孔的方式初判桩基的缺陷位置和类型，
步骤二，在有缺陷的问题桩基上钻设加固孔，
步骤三，对检测孔和加固孔分别进行清洁处理，
步骤四，分别向检测孔和加固孔内下入受力纵筋并进行灌浆，
其中，在步骤二中，观察加固孔相对的样芯以进一步判断桩基的缺陷位置和类型。
在一个实施例中，在步骤二中，采用低压高速的方式进行钻进，并且钻杆的垂直度不大于0.3％。
在一个实施例中，在步骤二中，如果桩基的持力层有缺陷，则加固孔的孔深延伸到桩底之下至少0.5米，
如果桩基的缺陷在桩身，加固孔延伸到桩身缺陷之下至少1-2米。
在一个实施例中，在步骤三中，先对桩基的缺陷部分进行反复切割式冲洗，再利用气举反循环的方式进行沉渣清洗。
在一个实施例中，在对桩基的缺陷部分进行切割冲洗的过程中，在重点部分冲洗管的行进速度为1.5-2.5cm/min。
在一个实施例中，在对桩基的缺陷部分进行切割式冲洗中，采用双管旋喷机进行，冲洗管中的气管与旋喷机连接以向所钻孔内喷气，而冲洗管中的水管与旋喷机连接以向所钻孔内喷水，并且水管的末端设置有与水平方向呈10-15度并向下倾斜的出水段，优选地，喷水压力为30～35Mpa而排量为70～75L/min，喷气压力为0.5～0.7Mpa而排量为1.4～2.0m3/min。
在一个实施例中，在气举反循环清洗中，采用注水管向检测孔或者加固孔内注水的同时，采用注气管向相应的检测孔或者加固孔的孔底注气。
在一个实施例中，在所述注气管的外侧套设缩径管以使得沉渣通过注气管与缩径管之间的环空排出。
在一个实施例中，在步骤四中，在灌浆过程中，采用0.5-0.8MPa的压力向检测孔或者加固孔内注浆，待压力升高到1.0～1.5MPa后并稳压持续注入3-5min之后停止注浆。
在一个实施例中，在距离桩基中心第一距离处的圆周上设置多个加固孔，加固孔均匀分布。
与现有技术相比，本发明的优点在于，通过钻孔后注浆的方式补强桩基，相较于重新补桩或者接桩等施工方式，造价低，工期短；在后期钻加固孔过程中，通过观察岩样，进一步判断桩基的缺陷位置和类型，以指导后续清洁或者注浆，则能提高对桩基缺陷的判断精度，进而能提高补强效果；在对所钻的检测孔和加固孔进行清洁后，向孔内下入纵筋并进行灌浆，具有良好的补强效果，能提高原桩基的承载能力。
附图说明
下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
图1显示了根据本发明的一个实施例的施工步骤示意图；
图2显示了根据本发明的一个实施例桩基加固孔的布设示意图；
图3显示了根据本发明的一个实施例所钻孔内的钢筋及注浆管主视图；
图4显示了根据本发明的一个实施例所钻孔内的钢筋及注浆管俯视图；
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步说明。
图1显示了根据本发明的一个实施例的施工步骤。
首先，对桩基(图2中标号1表示)的缺陷进行检测，初判桩基的缺陷位置和类型，如步骤S01。例如，最初可以利用低应变检测仪器对桩基进行检测，并根据施工要求在桩基上钻设检测孔(图2中标号2表示)，以通过观测检测孔的样芯的方式直观判断缺陷位置和类型。对于有问题的桩基，标记好缺陷所处的位置和类型，应悬挂明显易识别且不易被破坏的标识(如喷漆、悬挂彩旗等)，便于后续施工。
然后，对有缺陷的问题桩基进行钻设加固孔(图2中标号3表示)，如步骤S02。在钻加固孔过程中，要保证钻孔位置具有平整坚实的工作面，以保证钻机运转过程中保持稳定。如场地条件较差，必要时应堆砌砖垛、硬化混凝土或铺设工字钢，以满足钻机就位要求。当钻机无法在现场自由移动时，应借助塔吊、汽车吊、挖掘机等机械设备进行水平及竖向移动。若桩基周围存在积水，应及时排出，避免积水覆盖桩顶影响钻孔定位。若现场已施工防水层，钻机底部应铺设木枋、木模板等，防止钻机破坏防水层。
在钻机就位后，应对垂直度及两个方向的水平度进行调整，以保证钻杆的垂直度。优选地，钻杆的垂直度不大于0.3％。优选地，检测孔设置在桩基的中心处而加固孔设置在距离桩基的中心第一距离的圆周上。加固孔的数量可以根据不同的施工情况进行调整。例如，数量可以为2-5个，当然，在缺陷比较严重或者桩基尺寸相对大的情况下，可以适当增加加固孔的数量。而第一距离也可以根据实际施工情况进行调整。例如，在简化施工情况下，多个加固孔在周向上均布。当然，还可以在临近缺陷的位置处相对增加钻孔的数量。第一距离也是可以根据不同工况进行变化的。例如，在D800桩基补强中，第一距离为150mm，而在D1000中，第一距离为200mm，在D1200中，第一距离为250mm。
可以采用地质钻机进行钻孔。钻孔时采用低压高速的方式进行钻进，例如，在钻进过程中，压力为0.5-0.8MPa，而钻机的立轴转速可以为500-800转/分钟。通过这种设置能保证钻杆不倾斜，能更好地控制垂直度，进而更好地控制孔深的倾斜。
接着，冲洗检测孔和加固孔，如步骤S03。在洗孔过程中，采用双管旋喷机进行。也就是，冲洗管中的气管与旋喷机连接以向所钻孔内喷气，而冲洗管中的水管与旋喷机连接以向所钻孔内喷水高压水。例如，在一个具体的工程中，所喷水的压力为30～35Mpa，而排量为70～75L/min；而所压缩空气的压力为0.5～0.7Mpa，排量为1.4～2.0m3/min。这种方式能带来非常好的冲洗效果。
优选地，水管的末端设置有与水平方向呈10-15度并向下倾斜的出水段，以使得高压水喷射在桩身夹泥及桩底沉渣上，有助于切割缺陷处，从而将夹泥或者沉渣迅速洗出。同时，这种方式使得高速流体向下倾斜式射出，射出的流体达到孔壁反溅之后射流方向不会沿着原路径，对射流的喷射力量影响很小，从而增加了清洗效果。而高压气体使加固孔内水向外循环流动，并带动碎渣排出。
在洗孔过程中，对基桩缺陷部位反复多次冲洗，在重点部分(缺陷位置周围)冲洗管的行进速度为1.5-2.5cm/min，例如，为2cm/min。一般状况下，依照经验清洗约进行30～60分钟。洗孔时，应用污水泵及时排出积水，避免污水回灌，影响洗孔质量。洗孔完毕后，应根据水管长度反算出孔深，并与钻孔时的深度对比，以判断清洗出的碎石和泥浆的量。
在进行洗孔后，再进行清孔，以将沉渣带出，如步骤S03。优选地，通过气举反循环的方式将沉渣带出孔。具体地，采用注水管向检测孔或加固孔内注水，同时，采用注气管向该检测孔或加固孔的孔底注气。例如，可以通过旋喷机向孔内注入压力为0.8～1.2Mpa的高压气。根据现场施工经验，当出的清洗液只带有少量或无岩粉时方可结束清洗孔。应根据注气管长度反算出孔深，并与洗孔深度对比，以判断清洗出的碎石和泥浆的量。
优选地，为了保证清洗效果，可以适当降低清洗通道的环空的直径。具体地，在注气管的外侧套设缩径管(可以是PVC管)。在注气过程中，沉渣沿着由注气管与缩径管的环空排出。通过这种方式可以增加清洗效果，提高工作效率。
最后，向检测孔与加固孔内下入受力纵筋并进行灌浆，如步骤S04。将钢筋(图3和4中标号5表示)焊接到注浆管(图3和4中标号4表示)上以制作钢筋笼，如图3和4所示。例如，注浆管可以采用DN25镀锌钢管，接头位置使用车丝机进行车丝。而钢筋可以为HRB400级C25钢筋，钢筋接头采用闪光对焊。优选地，竖向钢筋焊接接头应错开35d(d为钢筋的直径)。闪光对焊完成后，因接头尚未冷却，在搬动过程中应保持接头两段钢筋顺直，避免此期间钢筋接头变形。相邻钢筋及注浆管应间隔2米设置焊点，焊接长度不小于100mm，且间隔2米用16号钢丝绑扎牢靠。完成闪光对焊后，钢筋应转移至下一加工场地。因主筋过长，应至少设置3条吊带，防止钢筋在空中因自重产生较大变形。在距离钢筋笼顶部约35d位置焊接100mm长C25短钢筋，作为吊装时的吊点。
利用塔吊、汽车吊等设备吊装进行钢筋笼的吊装安放工作。钢筋吊装时，塔吊大臂应缓慢匀速转动。钢筋笼下方时，应遵循先慢后快的原则，即在钢筋笼下放至孔口时缓慢下降，待整个过程稳定后宜加快下降速度，这样可以避免钢筋笼卡在孔中缺陷位置。
在钢筋笼下入到位后，进行压力注浆。需要在孔口预埋排气管，并封堵孔口。例如，排气管采用DN20钢管，长度为50cm，埋入孔约20cm，露出孔口约30cm，排气管管口安装球阀，用于待排气完成后关闭。设置排气管后，通过注浆管向孔内注浆。例如，灌注材料可以为普通硅酸盐水泥(P.O.52.5)，且浆液水灰比为0.5：1。在灌注过程中，可以采用0.5～0.8MPa的压力进行。待排气管返浆后，关闭球阀。再继续注浆，待压力达到1.0～1.5MPa时，稳压持续3～5min，压力达到2.5Mpa左右时，可结束灌浆。
如果注浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备条件可采用同时进行注浆。对于冒浆、漏浆处理等施工问题，应根据具体情况采用封墙、低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆(例如，间隔时间为3-8min)等方法进行处理。
本申请中，方位用语“上”、“下”均以地层方位为参照。
以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于桩基的补强方法，其特征在于，包括：
步骤一，通过在桩基上钻设检测孔的方式初判桩基的缺陷位置和类型，
步骤二，在有缺陷的问题桩基上钻设加固孔，
步骤三，对检测孔和加固孔分别进行清洁处理，
步骤四，分别向检测孔和加固孔内下入受力纵筋并进行灌浆，
其中，在步骤二中，观察加固孔相对的样芯以进一步判断桩基的缺陷位置和类型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤二中，采用低压高速的方式进行钻进，并且钻杆的垂直度不大于0.3％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤二中，如果桩基的持力层有缺陷，则加固孔的孔深延伸到桩底之下至少0.5米，
如果桩基的缺陷在桩身，加固孔延伸到桩身缺陷之下至少1-2米。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤三中，先对桩基的缺陷部分进行反复切割式冲洗，再利用气举反循环的方式进行沉渣清洗。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在对桩基的缺陷部分进行切割冲洗的过程中，在重点部分冲洗管的行进速度为1.5-2.5cm/min。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在对桩基的缺陷部分进行切割式冲洗中，采用双管旋喷机进行，冲洗管中的气管与旋喷机连接以向所钻孔内喷气，而冲洗管中的水管与旋喷机连接以向所钻孔内喷水，并且水管的末端设置有与水平方向呈10-15度并向下倾斜的出水段，优选地，喷水压力为30～35Mpa而排量为70～75L/min，喷气压力为0.5～0.7Mpa而排量为1.4～2.0m3/min。
7.根据权利要求4到6中任一项所述的方法，其特征在于，在气举反循环清洗中，采用注水管向检测孔或者加固孔内注水的同时，采用注气管向相应的检测孔或者加固孔的孔底注气。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述注气管的外侧套设缩径管以使得沉渣通过注气管与缩径管之间的环空排出。
9.根据权利要求4到8中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤四中，在灌浆过程中，采用0.5-0.8MPa的压力向检测孔或者加固孔内注浆，待压力升高到1.0～1.5MPa后并稳压持续注入3-5min之后停止注浆。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的方法，其特征在于，在距离桩基中心第一距离处的圆周上设置多个加固孔，加固孔均匀分布。
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