CN109853538A - 混凝土灌注桩桩基补强加固结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土灌注桩桩基补强加固结构及其施工方法，所述混凝土灌注桩桩基补强加固结构包括缺陷桩基，所述缺陷桩基上设有多个钻穿缺陷桩基内缺陷段的加固孔，所述加固孔内采用高压旋转喷射水处理后灌入灌浆料并置入钢筋或钢筋束，所述缺陷桩基的外侧还设有多个钻入缺陷段以下的多个排水孔，用于排出喷射水产生的泥渣水，且所述排水孔内采用浓水泥浆灌满封孔，所述加固孔的孔口还设有止浆塞。本发明能有效对缺陷桩基予以补强加固，使桩基质量达到规定的标准，其方法简单、高效、易行，适用于地下室抗浮不足灌注桩基桩头拉断、灌注桩中下部夹泥夹渣离析断桩缺陷的补强加固。

Description

混凝土灌注桩桩基补强加固结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及基础加固处理技术领域，尤其涉及一种混凝土灌注桩桩基补强加固结构及其施工方法。

背景技术

桩基是由设置于岩土中的桩和桩顶连接的承台共同组成的基础或由柱与桩直接连接的单桩基础，基桩是桩基础中的单桩。

混凝土灌注桩是一种就位成孔，灌注混凝土或钢筋混凝土而制成的桩。按其成孔方法不同，可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩等。

灌注桩质量取决于勘察、设计、施工等诸多因素，稍有不慎或措施不严，就会在灌注中发生质量事故，严重者导致灌注桩桩身混凝土夹渣夹泥、桩底沉渣等断桩缺陷，或者地下室抗浮不足导致桩基中桩和桩顶连接的承台拉断。当桩基发生事故后，对质量事故的分析与处理不正确不及时，往往影响建筑物的安全使用、工程造价及工期，将给工程留下安全隐患，严重的甚至须推倒整幢建筑物。

传统混凝土灌注桩夹层断桩质量缺陷的处理方法主要有：原位二次造孔成桩、接桩法(浅层断桩接桩、深层断桩接桩)、补桩法(扁担桩等)、钻孔补强法。前三种处理方法均会造成人力和设备、材料、工期的极大浪费，施工难度大、成本高，并拖延了工期；钻孔补强法一般采用静压注浆技术，处理后缺陷段强度不理想。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种简单、高效、易行、施工周期短、不影响桩基结构安全的桩基补强加固结构及其施工方法，适用于灌注桩的质量缺陷桩基补强加固。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述混凝土灌注桩桩基补强加固结构包括缺陷桩基，所述缺陷桩基上设有多个钻穿缺陷桩基内缺陷段的加固孔，所述加固孔内采用高压旋转喷射水处理后灌入灌浆料并置入钢筋或钢筋束，所述缺陷桩基的外侧还设有多个钻入缺陷段以下的多个排水孔，用于排出喷射水产生的泥渣水，且所述排水孔内采用浓水泥浆灌满封孔，所述加固孔的孔口还设有止浆塞。

在本发明提供的混凝土灌注桩桩基补强加固结构的一种较佳实施例中，所述加固孔的孔口还设有护筒，所述护筒外壁与加固孔密封处理。

在本发明提供的混凝土灌注桩桩基补强加固结构的一种较佳实施例中，所述缺陷桩基的缺陷段位于桩顶，所述加固孔设为倾斜孔，由缺陷桩基的桩顶边沿向桩中心倾斜，所述加固孔设有四个，四个所述加固孔均布于桩顶。

在本发明提供的混凝土灌注桩桩基补强加固结构的一种较佳实施例中，所述缺陷桩基的缺陷段位于桩身或桩底，所述加固孔设为竖直孔，所述加固孔设有1个或多个，所述加固孔均布于桩基的中部。

在本发明提供的混凝土灌注桩桩基补强加固结构的一种较佳实施例中，所述排水孔为竖直孔，且所述排水孔设有均布于缺陷桩基外侧的2个或4个。

在本发明提供的混凝土灌注桩桩基补强加固结构的一种较佳实施例中，所述灌浆料采用高强度灌浆料，所述浓水泥浆采用水泥强度等级不低于42.5级的水泥浆。

所述混凝土灌注桩桩基补强加固结构的施工方法包括以下步骤：

步骤一，钻加固孔：在所述缺陷桩基的顶部布设多个钻穿缺陷段的加固孔；

步骤二，缺陷段除渣：采用高喷机械对正加固孔方向，在缺陷桩基的缺陷段范围及上下一定标高范围高压旋转喷射水冲击缺陷段，将泥渣从缺陷段返出；

步骤三，钻排水孔并排水：在所述缺陷桩基的外侧布设多个钻穿缺陷段的排水孔，所述排水孔内放置下部设为花管的排水管，所述排水管连接真空泵对缺陷段进行抽排泥渣水，在抽排泥渣水的过程中，在加固孔内进行多次高压旋转喷射水进行冲击，直至加固孔返水或排水孔抽排水为清水后停止高压旋转喷射水；

步骤四，加固孔内灌浆：经过步骤三将所述缺陷桩基内的泥渣水返出后，将底端具封闭物封闭的导管置入加固孔孔底，并向导管内灌入灌浆料至管顶一定高度，同时用杆体从导管内插入刺开封闭物或摇转导管使封闭物脱落，然后向上移动导管，使管内灌浆料流出挤入缺陷段，上下摇动导管或杆体并不断向导管内补充灌浆料，直至加固孔溢出灌浆料；

步骤五，加固孔内置入钢材补强：将步骤四中的导管移出迅速置入加工好的钢筋或钢筋束，或从导管内置入加工好的钢筋或钢筋束后移出导管，然后利用冲击装置冲击置入的钢筋或钢筋束至设计高度；

步骤六，加固孔孔口处理：将步骤五补强后的加固孔的孔口设置止浆塞，然后压力补充灌浆料或浓水泥浆封闭钻孔；

步骤七，排水孔注浆：向排水孔内插入注浆管，压力注入浓水泥浆至排水孔内，直至排水孔孔口返浆，拔出注浆管并用灌浆料或浓水泥浆封闭钻孔。

在本发明提供的混凝土灌注桩桩基补强加固结构的施工方法的一种较佳实施例中，所述步骤四中，所述缺陷桩基的缺陷段位于桩顶，所述导管可以采用PVC管底部包裹塑料袋用扎丝扎紧封闭管底的导管。

在本发明提供的混凝土灌注桩桩基补强加固结构的施工方法的一种较佳实施例中，所述步骤四中，所述缺陷桩基的缺陷段位于桩身或桩底，所述导管采用钢管底部设锥状物封闭管底的导管。

在本发明提供的混凝土灌注桩桩基补强加固结构的施工方法的一种较佳实施例中，所述步骤四中，也可采用高压旋转喷射灌浆料的方式对加固孔进行浆料的灌注，高压旋转喷射灌浆料灌注时，在缺陷段及其上下位置反复喷浆不少于2次，直至加固孔返出灌浆料，所述高压旋转喷射灌浆料采用水与灌浆料配比0.8:1的浆液。

与现有技术相比，本发明提供的混凝土灌注桩桩基补强加固结构及其施工方法的有益效果是：本发明在缺陷桩基上钻至缺陷段以下的加固孔，利用高压旋转喷射水处理缺陷段后，用灌浆料充填并压力补充灌浆料，在缺陷桩基外侧钻排水孔抽排水并灌浓水泥浆封孔，能有效对缺陷桩基予以补强加固，使桩基质量达到规定的标准，其方法简单、高效、易行，适用于地下室抗浮不足灌注桩基桩头拉断、灌注桩中下部夹泥夹渣离析断桩缺陷的补强加固，无需开挖，操作者无需井下施工，减轻了施工者的劳动强度，对周边环境无影响，相比补桩、挖桩及其他钻孔补强法效果快，确保断桩缺陷得到高强度浆体补强，使缺陷段在短期内达到不低于原设计混凝土的强度，缩短后续施工工期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明提供的适用于地下室抗浮不足灌注桩桩基桩头拉断缺陷的平面布置图；

图2是图1提供的钻孔、除渣施工阶段的结构示意图；

图3是图1提供的灌浆料施工阶段的结构示意图；

图4是图1提供的钢材补强施工阶段的结构示意图；

图5是图1提供的补强加固施工后的结构示意图；

图6是本发明提供的适用于灌注桩桩身或桩底夹泥夹渣离析断桩缺陷的平面布置图；

图7是图6提供的所述加固孔在桩基上的另一分布图；

图8是图6提供的所述加固孔在桩基上的另一分布图；

图9是图6或图7或图8提供的钻孔、除渣施工阶段的结构示意图；

图10是图6或图7或图8提供的灌浆料施工阶段的结构示意图；

图11是图6或图7或图8提供的钢材补强施工阶段的结构示意图；

图12是图6或图7或图8提供的补强加固施工后的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，针对地下室抗浮不足灌注桩基桩头拉断缺陷的桩基，拉断位置处于承台的底面。

请参阅图1～图5，所述混凝土灌注桩桩基补强加固结构包括缺陷桩基1，所述缺陷桩基1上设有多个钻穿缺陷桩基内缺陷段的加固孔11，在本实施例中，所述加固孔11从承台12的顶部在缺陷桩基的内侧(且位于承台顶柱的外侧)钻有四个均布的由缺陷桩基的桩顶边沿向桩中心倾斜的倾斜孔，所述加固孔11内采用高压旋转喷射水处理后灌入灌浆料13并置入钢筋或钢筋束14或其它钢材，所述缺陷桩基1的外侧还设有多个钻入缺陷段以下的多个排水孔15，用于排出喷射水产生的泥渣水，在本实施例中，所述排水孔15从承台12的顶部在缺陷桩基的外侧钻有2个或4个均布的竖直孔，且所述排水孔15内采用浓水泥浆16灌满封孔，所述加固孔11的孔口还设有止浆塞17。

在本实施例中，所述加固孔11的孔口还设有护筒(图中未示出)，所述护筒外壁与加固孔密封处理，防止漏水，使返出泥渣水不返入加固孔内。

在本实施例中，所述灌浆料13采用高强度灌浆料，优选超细水泥基灌浆料，所述浓水泥浆15采用水泥强度等级不低于42.5级的水泥浆，优选P.O42.5R水泥浆料，可以添加混凝土外加剂。

本实施例具体施工时，包括以下步骤：

步骤一，钻加固孔：在所述缺陷桩基1的顶部布设四个钻穿缺陷段的倾斜加固孔11；

步骤二，缺陷段除渣：采用高喷机械18对正加固孔方向，在缺陷桩基的缺陷段范围及上下一定标高范围高压旋转喷射水冲击缺陷段，将泥渣从缺陷段返出；

步骤三，钻排水孔并排水：在所述缺陷桩基1的外侧布设2个或4个钻穿缺陷段的均布的竖直设置的排水孔15，所述排水孔14内放置下部设为花管的排水管19，所述排水管19连接真空泵对缺陷段进行抽排泥渣水，在抽排泥渣水的过程中，在加固孔内进行多次高压旋转喷射水进行冲击，直至加固孔返水或排水孔抽排水为清水后停止高压旋转喷射水，而真空泵持续工作进行排水；

步骤四，加固孔内灌浆：经过步骤三将所述缺陷桩基1内的泥渣水返出后，将底端具封闭物封闭的导管20置入加固孔孔底，在本实施例中，可选用PVC管底部包裹塑料袋用扎丝扎紧封闭管底的导管，并向导管内灌入灌浆料至一定管顶高度，同时用杆体从导管20内插入刺开封闭物，然后向上移动导管，使管内灌浆料流出挤入缺陷段，上下摇动导管或杆体并不断向导管内补充灌浆料，直至加固孔溢出灌浆料；

在本实施例中，经过步骤三将所述缺陷桩基1内的泥渣水返出后，也可采用高压旋转喷射灌浆料的方式对加固孔进行浆料的灌注，高压旋转喷射灌浆料灌注时，在缺陷段及其上下位置反复喷浆不少于2次，所述高压旋转喷射灌浆料采用水与灌浆料配比0.8:1的浆液。

进一步地，经过步骤三将所述缺陷桩基1内的泥渣水返出后，也可以采用高压旋转喷射水泥浆的方式对加固孔进行浆料的灌注，高压旋转喷射水泥浆灌注时，在缺陷段及其上下位置反复喷浆不少于2次，所述高压旋转喷射水泥浆采用水灰比为0.8:1的添加膨胀剂等外添加剂的水泥浆液。

步骤五，加固孔内置入钢材补强：将步骤四中的导管20移出迅速置入加工好的钢筋或钢筋束14，或从导管内置入加工好的钢筋或钢筋束(可根据桩身结构安全需要设计钢筋或钢筋束)后移出导管，然后利用冲击装置冲击置入的钢筋或钢筋束至设计高度；

步骤六，加固孔孔口处理：将步骤五补强后的加固孔11的孔口设置止浆塞17，然后压力补充灌浆料或浓水泥浆封闭钻孔；

步骤七，排水孔注浆：向排水孔15内插入注浆管，压力注入浓水泥浆至排水孔内，直至排水孔孔口返浆，拔出注浆管并用灌浆料或浓水泥浆封闭钻孔。

实施例二，针对灌注桩桩身或桩底夹泥夹渣离析断桩缺陷的桩基，检测出桩身或桩底出现断桩缺陷时，桩基还未建承台和顶柱。

请参阅图6～图12，所述混凝土灌注桩桩基补强加固结构包括缺陷桩基1，所述缺陷桩基1上设有多个钻穿缺陷桩基内缺陷段的加固孔11，在本实施例中，所述加固孔11为竖直孔，数量可以设为1个，位于桩顶的中心位置，也可以设为2个，并列设于桩顶的中心位置，还可以设为三个，呈三角状设于桩顶的中部，或设为多个(图中未示出)，均布于桩顶的中部，所述加固孔11内采用高压旋转喷射水处理后灌入灌浆料13并置入钢筋或钢筋束14或其它钢材，所述缺陷桩基1的外侧还设有多个钻入缺陷段以下的多个排水孔15，用于排出喷射水产生的泥渣水，在本实施例中，所述排水孔15从缺陷桩基1的外侧位于承台坑12a内钻有2个或4个均布的竖直孔，且所述排水孔15内采用浓水泥浆16灌满封孔，所述加固孔11的孔口还设有止浆塞17。

在本实施例中，所述加固孔11的孔口还设有护筒(图中未示出)，所述护筒外壁与加固孔密封处理，防止漏水，使返出泥渣水不返入加固孔内。

在本实施例中，所述灌浆料13采用高强度灌浆料，优选超细水泥基灌浆料，所述浓水泥浆采用水泥强度等级不低于42.5级的水泥浆，优选P.O42.5R水泥浆料，可以添加混凝土外加剂。

本实施例具体施工时，包括以下步骤：

步骤一，钻加固孔：在所述缺陷桩基的顶部布设1～3个钻穿缺陷段的竖直加固孔11；

步骤二，缺陷段除渣：采用高喷机械18对正加固孔方向，在缺陷桩基的缺陷段范围及上下一定标高范围高压旋转喷射水冲击缺陷段，将泥渣从缺陷段返出；

步骤三，钻排水孔并排水：在所述缺陷桩基1的外侧布设2个或4个钻穿缺陷段的均布的竖直设置的排水孔15，所述排水孔15内放置下部设为花管的排水管19，所述排水管19连接真空泵对缺陷段进行抽排泥渣水，在抽排泥渣水的过程中，在加固孔内进行多次高压旋转喷射水进行冲击，直至加固孔返水或排水孔抽排水为清水后停止高压旋转喷射水，而真空泵持续工作进行排水；

步骤四，加固孔内灌浆：经过步骤三将所述缺陷桩基1内的泥渣水返出后，将底端具封闭物封闭的导管20置入加固孔孔底，在本实施例中，由于桩身或桩底缺陷段的加固需置入钢材，因此选用钢管底部设锥状物封闭管底的导管，并向导管内灌入灌浆料至一定管顶高度，同时摇转导管使封闭物脱落，然后向上移动导管，使管内灌浆料流出挤入缺陷段，上下摇动导管或杆体并不断向导管内补充灌浆料，直至加固孔溢出灌浆料；

在本实施例中，经过步骤三将所述缺陷桩基1内的泥渣水返出后，也可采用高压旋转喷射灌浆料的方式对加固孔进行浆料的灌注，高压旋转喷射灌浆料灌注时，在缺陷段及其上下位置反复喷浆不少于2次，所述高压旋转喷射灌浆料采用水与灌浆料配比0.8:1的浆液。

进一步地，经过步骤三将所述缺陷桩基1内的泥渣水返出后，也可以采用高压旋转喷射水泥浆的方式对加固孔进行浆料的灌注，高压旋转喷射水泥浆灌注时，在缺陷段及其上下位置反复喷浆不少于2次，所述高压旋转喷射水泥浆采用水灰比为0.8:1的添加膨胀剂等外添加剂的水泥浆液。

步骤五，加固孔内置入钢材补强：将步骤四中的导管20移出迅速置入加工好的钢筋或钢筋束14，或从导管内置入加工好的钢筋或钢筋束(可根据桩身结构安全需要设计钢筋或钢筋束)后移出导管，然后利用冲击装置冲击置入的钢筋或钢筋束至设计高度；

步骤六，加固孔孔口处理：将步骤五补强后的加固孔11的孔口设置止浆塞17，然后压力补充灌浆料或浓水泥浆封闭钻孔；

步骤七，排水孔注浆：向排水孔15内插入注浆管21，压力注入浓水泥浆至排水孔内，直至排水孔孔口返浆，拔出注浆管并用灌浆料或浓水泥浆封闭钻孔。

上述实施例中，所述加固孔可利用原抽芯检测钻孔，节省钻孔成本，钻孔数量根据桩径大小均匀布设；排水孔可根据情况进行钻设，可直接利用加固孔进行泥渣水的返出，节省排水孔的钻设成本。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混凝土灌注桩桩基补强加固结构，包括缺陷桩基，其特征在于：所述缺陷桩基上设有多个钻穿缺陷桩基内缺陷段的加固孔，所述加固孔内采用高压旋转喷射水处理后灌入灌浆料并置入钢筋或钢筋束，所述缺陷桩基的外侧还设有多个钻入缺陷段以下的多个排水孔，用于排出喷射水产生的泥渣水，且所述排水孔内采用浓水泥浆灌满封孔，所述加固孔的孔口还设有止浆塞。

2.根据权利要求1所述的混凝土灌注桩桩基补强加固结构，其特征在于：所述加固孔的孔口还设有护筒，所述护筒外壁与加固孔密封处理。

3.根据权利要求1所述的混凝土灌注桩桩基补强加固结构，其特征在于：所述缺陷桩基的缺陷段位于桩顶，所述加固孔设为倾斜孔，由缺陷桩基的桩顶边沿向桩中心倾斜，所述加固孔设有四个，四个所述加固孔均布于桩顶。

4.根据权利要求1所述的混凝土灌注桩桩基补强加固结构，其特征在于：所述缺陷桩基的缺陷段位于桩身或桩底，所述加固孔设为竖直孔，所述加固孔设有1个或多个，所述加固孔均布于桩基的中部。

5.根据权利要求1所述的混凝土灌注桩桩基补强加固结构，其特征在于：所述排水孔为竖直孔，且所述排水孔设有均布于缺陷桩基外侧的2个或4个。

6.根据权利要求1所述的混凝土灌注桩桩基补强加固结构，其特征在于：所述灌浆料采用高强度灌浆料，所述浓水泥浆采用水泥强度等级不低于42.5级的水泥浆。

7.一种权利要求1～6任一所述的混凝土灌注桩桩基补强加固结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，钻加固孔：在所述缺陷桩基的顶部布设多个钻穿缺陷段的加固孔；

步骤二，缺陷段除渣：采用高喷机械对正加固孔方向，在缺陷桩基的缺陷段范围及上下一定标高范围高压旋转喷射水冲击缺陷段，将泥渣从缺陷段返出；

步骤三，钻排水孔并排水：在所述缺陷桩基的外侧布设多个钻穿缺陷段的排水孔，所述排水孔内放置下部设为花管的排水管，所述排水管连接真空泵对缺陷段进行抽排泥渣水，在抽排泥渣水的过程中，在加固孔内进行多次高压旋转喷射水进行冲击，直至加固孔返水或排水孔抽排水为清水后停止高压旋转喷射水；

步骤四，加固孔内灌浆：经过步骤三将所述缺陷桩基内的泥渣水返出后，将底端具封闭物封闭的导管置入加固孔孔底，并向导管内灌入灌浆料至管顶一定高度，同时用杆体从导管内插入刺开封闭物或摇转导管使封闭物脱落，然后向上移动导管，使管内灌浆料流出挤入缺陷段，上下摇动导管或杆体并不断向导管内补充灌浆料，直至加固孔溢出灌浆料；

步骤五，加固孔内置入钢材补强：将步骤四中的导管移出迅速置入加工好的钢筋或钢筋束，或从导管内置入加工好的钢筋或钢筋束后移出导管，然后利用冲击装置冲击置入的钢筋或钢筋束至设计高度；

步骤六，加固孔孔口处理：将步骤五补强后的加固孔的孔口设置止浆塞，然后压力补充灌浆料或浓水泥浆封闭钻孔；

步骤七，排水孔注浆：向排水孔内插入注浆管，压力注入浓水泥浆至排水孔内，直至排水孔孔口返浆，拔出注浆管并用灌浆料或浓水泥浆封闭钻孔。

8.根据权利要求7所述的混凝土灌注桩桩基补强加固结构的施工方法，其特征在于：所述步骤四中，所述缺陷桩基的缺陷段位于桩顶，所述导管可以采用PVC管底部包裹塑料袋用扎丝扎紧封闭管底的导管。

9.根据权利要求7所述的混凝土灌注桩桩基补强加固结构的施工方法，其特征在于：所述步骤四中，所述缺陷桩基的缺陷段位于桩身或桩底，所述导管采用钢管底部设锥状物封闭管底的导管。

10.根据权利要求7所述的混凝土灌注桩桩基补强加固结构的施工方法，其特征在于：所述步骤四中，也可采用高压旋转喷射灌浆料的方式对加固孔进行浆料的灌注，高压旋转喷射灌浆料灌注时，在缺陷段及其上下位置反复喷浆不少于2次，直至加固孔返出灌浆料，所述高压旋转喷射灌浆料采用水与灌浆料配比0.8:1的浆液。