CN115233664B - 一种用于灌注桩深部断桩缺陷的加固修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于灌注桩深部断桩缺陷的加固修复方法，包括以下步骤：1）、声波透射法确定断层位置和厚度；2）、桩侧壁外圆周等距布置钻孔；3）、按孔序依次高压摆喷切割缺陷段夹泥和桩侧土等，使其从其他孔洞冒出，直至冒出切割浆液；4）、重复步骤三，直至所有孔洞清渣完成；5）、依次下旋喷钻机，在规定的深度施作高压旋喷桩形成止水帷幕；6）、在止水帷幕的几个对称柱体钻孔并向桩内切削，形成静压注浆通道，清渣后注浆；7）、孔内下放钢管或钢筋并及时补浆；8）、在桩顶平面，用同种钢材焊接孔内钢管或钢筋，与灌注桩顶相连，以混凝土密实覆盖顶面。本方法有效解决了灌注桩深部断桩缺陷的修复加固问题，且提高了缺陷桩的承载力。
Description
技术领域
本发明涉及桩基修复加固技术领域，具体为一种灌注桩深部断桩缺陷的加固修复方法。
背景技术
随着社会的发展，尤其是科学技术的进步，大大促进了社会生产力的飞速发展；其中以道路、桥梁、隧道和无数高层建筑的兴起最为代表，作为社会的腾飞发展的基础设施提供了坚实的基础。
灌注桩因适用范围广、承载力高、刚度大等优点，被大量应用于建筑、桥梁、水利等工程中。但由于灌注桩系地下隐蔽工程，其施工工艺的多样性、施工人员的操作水平以及地质条件的差异性等因素综合影响，使得灌注桩可能出现桩身夹泥甚至断桩问题，从而影响灌注桩的成桩质量。
公开号为CN110438986A的专利申请公开了一种钻孔灌注桩断桩接桩结构，其特征在于：包括从钻孔灌注桩(2)桩顶垂直钻设的第一修复孔(4)、第二修复孔(5)和第三修复孔(6)，第一修复孔(4)的深度、第二修复孔(5)的深度和第三修复孔(6)的深度均超过断缝(3)的深度，第一修复孔(4)的顶端安装有伸入至第一修复孔(4)内的第一注浆管(7)，第一注浆管(7)伸出第一修复孔(4)的管段上安装有第一高压管阀(10)，第二修复孔(5)的顶端安装有伸入至第二修复孔(5)内的第二注浆管(8)，第二注浆管(8)伸出第二修复孔(5)的管段上安装有第二高压管阀(11)，第三修复孔(6)的顶端安装有伸入至第二修复孔(6)内的第三注浆管(9)，第三注浆管(9)伸出第三修复孔(6)的管段上安装有第三高压管阀(12)，第一注浆管(7)与第一修复孔(4)之间的空隙、第二注浆管(8)与第二修复孔(5)之间的空隙、以及第三注浆管(9)与第三修复孔(6)之间的空隙均通过封孔层(13)封孔，钻孔灌注桩(2)旁侧的地面上设置有高压水泵(15)和高压注浆泵(20)，注水管(14)通过高压水泵(15)与注浆管配合，注浆软管(19)通过高压注浆泵(20)与注浆管配合，地基(1)中位于断缝(3)的周侧形成松动区(16)，注浆软管(19)向注浆管内注入的水泥浆形成连接柱(18)，所述水泥浆经断缝(3)流入松动区(16)并形成加固节(17)。
公开号为CN109322337A的专利申请公开了一种钻孔灌注桩桩身缺陷修复方法，其步骤为：1.根据声测报告判断钻孔灌注桩缺损位置以及标高；2.在缺损位置周围进行旋喷帷幕法施工，隔砂阻水，并清理周边的废浆及废土；3.在确定位置进行岩芯钻机引孔；4.取芯孔内安装浆管；5.用高压灌浆泵用水清洗缺陷位置；6.注浆修复。
目前工程实践中针对灌注桩深部断桩缺陷问题进行加固修复的方法多为复合注浆法，其步骤为在桩周打孔，于缺陷部位形成止水帷幕后，借助桩顶取芯钻孔或在桩顶中心打孔至缺陷段切割夹泥和离析混凝土并排渣后进行静压注浆。上述方法对于短、中桩具有良好的加固修复效果，但是针对长径比大的灌注桩如超长桩，该方法对于施工水平要求极其严格，成孔质量难以把控且在桩身钻孔时难免会对桩自身造成扰动。
因此亟须提出一种适用范围广、效率高且经济性强的桩周打孔注浆修复灌注桩断桩缺陷的方法。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种加固修复灌注桩断桩缺陷时，不仅避免桩身打孔对桩的扰动及施工要求高等问题，还适用范围广、效率高且经济性强的用于灌注桩深部断桩缺陷的加固修复方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种灌注桩深部断桩缺陷的加固修复方法，包括以下步骤：
1)、采用声波透射法确定灌注桩(1)桩身断层(3)的位置和大小；
2)、利用钻头在灌注桩(1)桩侧设定环形范围上均匀布置一定数量的钻孔(2)；3)、使旋喷钻机从任一钻孔(2)中下沉，到达断层(3)，通过高压清洗切割液体及气体，切割断层(3)的夹泥和混凝土以及该处的桩周土体(4)，然后使其从其他钻孔中排出，直至冒出切割液体；
4)、重复步骤3)，直至所有钻孔清渣完成；
5)、依次下旋喷钻机，在规定的深度施工高压旋喷桩(7)形成止水帷幕；
6)、利用钻机在高压旋喷桩止水帷幕的几个旋转对称柱体钻孔，并向灌注桩(1)桩芯方向切削，以形成静压注浆通道(8)，清渣后静压注浆；
7)、钻孔内下放钢管或钢筋(9)并及时补压浆；
8)、在桩顶平面，用同钢材(10)，将孔内钢管或钢筋(9)焊接与桩顶相连，形成整体，以混凝土密实覆盖顶面。
在步骤2)中，所述环形范围为：钻孔(2)的中心在距灌注桩(1)桩侧壁25～50cm，以桩中心为圆心的圆周上，等距布置。
步骤3)所述的高压清洗切割的方法，包括：通过试验确定切割液体，包括水泥浆、清水、矿粉造浆、膨润土泥浆等，选取不易沉淀结块，切割能力最好的清洗切割液体，采用二重管法；喷射液体切割压力不小于25MPa，气体压力不小于0.7MPa，转动速度为10～15r/min，提升速度为5～10cm/min。
步骤5)中，所述高压旋喷桩(7)的桩径不小于50cm；断层(3)采取一次旋喷，旋喷桩桩顶位于断层顶部(5)以上3～4m，桩底位于断层底部(6)以下3～4m，上下两段采取二次旋喷的方法以扩大桩径，桩径不小于50cm，使得旋喷桩紧贴灌注桩(1)的侧壁，更好地起到止水的目的。
在步骤6)中，所述静压注浆的通道的施工方法为：在对称的高压旋喷桩(7)桩体中心钻孔至断层底部(6)下1m，再用旋喷钻机喷头向灌注桩(1)桩芯方向从下到上高压切割，形成静压注浆通道(8)。
积极有益效果：本发明通过在桩侧打孔注浆，消除了加固修复灌注桩断桩缺陷时，在桩身打孔对桩的扰动，降低了修复工艺的操作难度和技术要求，且解决了施作止水帷幕后桩侧打孔以后注浆难的问题。本方法具有适用范围广、效率高且经济性强的特点，有利于工程项目保质保量地如期完成，能够创造良好的社会和经济效益，有益在桩基工程领域内得到推广应用。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明中高压旋喷桩构建止水帷幕剖面图；
图3为本发明中高压旋喷桩构建止水帷幕平面图；
图4为本发明中静压注浆通道平面图；
图5为本发明中本发明的结构示意图；
图中为：灌注桩1、钻孔2、断层3、桩周土体4、断层顶部5、断层底部6、高压旋喷桩7、静压注浆通道8、孔内钢管或钢筋9、横梁钢管或钢筋10。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。以下实施方式用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图1所示，一种灌注桩深部断桩缺陷的加固修复方法，通过在桩侧有设定环形范围上打孔施作高压旋喷桩止水帷幕后切削清渣后并注浆来进行修复施工的方法，其包括以下步骤：
1)、如图2所示，采用声波透射法确定断层(3)的位置和大小：在灌注桩(1)钢筋笼的内侧固定连接有三根及以上的声测管，声测管沿桩身轴线方向延伸设置并围绕桩中轴线呈周向间隔均匀布置，将超声波检测探头插入声测管中，利用超声波检测探头发出声波脉冲透射原声测管和混凝土部分，根据声波信号的变化从而确定断层(3)的位置和大小。
2)、如图3所示，使用钻机在灌注桩(1)桩侧壁外设定环形范围上均匀布置一定数量的钻孔(2)，特别的：钻孔(2)的中心在距灌注桩(1)桩侧壁25～50cm，以桩中心为圆心的圆周上，等距布置。钻孔(2)数量视桩径而定，孔深至断层底部(6)以下1～3m，孔径为50～110mm。
3)、使旋喷钻机从一钻孔中下沉，到达断层，通过高压清洗切割液体切割断层(3)的夹泥和混凝土以及桩周土体等，使其从其他钻孔中排出，直至冒出切割液体，具体步骤为：首先通过试验确定切割清洗液体，考虑从水泥浆、清水、矿粉造浆、膨润土泥浆等选取不易沉淀结块，切割能力最好的清洗切割液体；其次利用高压泵逐孔对断层(3)的夹泥及该处的桩周土体等物质反复高压摆喷切割，高压泵的旋喷切割液体压力不小于25MPa，气体压力不小于0.7MPa，转动速度为10～15r/min，提升速度为5～10cm/min，转动半径为沿桩芯方向左右各15～30°；然后对断层的顶部(5)及底部(6)进行切割清洗，将喷嘴分别按向上和向下成45°角焊接，依此对顶部(5)及底部(6)反复切割清洗；最后，气举反循环清渣，将清渣管下至任一孔孔底，并将风管置入清渣管内，风管底部下至全孔深的2/3处，再向相邻的孔或串通的其他孔注入清洗液体，也可任选其他一孔，下入喷射管进行高压喷射扰动，并开动空气压缩机，同时不停地提动清渣管，利用气举反循环的方式将孔底及断层内的沉渣等沿清渣管排出桩外，空气压缩机工作时的空气压力为0.6～0.7MPa；空气排量为9～12m3/min；在清洗的过程中，检查出口液体的沉渣量，当泥沙量较大时，继续进行切割清洗，当不含泥沙或所含泥沙量较少时，排出液体浓度为切割清洗液体时，停止切割清洗。
4)、对每一个钻孔都重复上述步骤，逐孔进行切割清渣。
5)、依次下旋喷钻机，在规定的深度施工高压旋喷桩形成止水帷幕(7)：所述止水帷幕的高压旋喷桩(7)半径为钻孔(2)中心至灌注桩(3)侧壁的距离，通过旋喷管和喷头在规定的深度内进行高压旋喷，所用的水泥浆的水灰比为0.8：1，水泥采用42.5R硅酸盐水泥；泵压：22～25MPa；流量：70～100L/min。在断层顶部(5)上部及底部(6)下部位置二次旋喷，以增强止水效果。
6)、利用钻机在高压旋喷桩(7)止水帷幕的几个旋转对称柱体钻孔并向桩内切削，以形成静压注浆通道(8)，如图4所示，清渣后注浆：所述钻孔钻至缺陷段断层底部(6)以下1m，孔径较孔内钢管或钢筋(9)直径稍大；清渣时仍继续应用气举反循环方法，彻底清理残渣；所述静压注浆补强材料为高一标号混凝土或水泥砂浆。
7)、钻孔内下放钢管或钢筋至断层底部(6)标高下1m，以达到根固钢管或钢筋(9)的效果。随后及时补压浆：所述孔口压浆，挤压浆压力为1～2MPa，当压力超过2MPa并稳压达到30min后停止压浆。
8)、在桩顶平面，用同横梁钢管或钢筋(10)，将孔内钢管或钢筋焊接与桩顶相连，形成整体，以混凝土密实覆盖顶面。
以上所述仅为本方法的优选实施方式，并非用于限定本发明的保护范围，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于灌注桩深部断桩缺陷的加固修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)、采用声波透射法确定灌注桩(1)桩身断层(3)的位置和大小；
2)、利用钻头在灌注桩(1)桩侧设定环形范围上均匀布置一定数量的钻孔(2)；
3)、使旋喷钻机从任一钻孔(2)中下沉，到达断层(3)，通过高压清洗切割液体及气体，切割断层(3)的夹泥和混凝土以及该处的桩周土体(4)，然后使其从其他钻孔中排出，直至冒出切割液体；
4)、重复步骤3)，直至所有钻孔清渣完成；
5)、依次下旋喷钻机，在规定的深度施工高压旋喷桩(7)形成止水帷幕；
6)、利用钻机在高压旋喷桩止水帷幕的几个旋转对称柱体钻孔，并向灌注桩(1)桩芯方向切削，以形成静压注浆通道(8)，清渣后静压注浆；
7)、钻孔(2)内下放钢管或钢筋(9)并及时补压浆；
8)、在桩顶平面，用同横梁钢管或钢筋(10)，将孔内钢管或钢筋(9)焊接与桩顶相连，形成整体，以混凝土密实覆盖顶面。
2.根据权利要求1所述的一种用于灌注桩深部断桩缺陷的加固修复方法，其特征在于：在步骤2)中，所述环形范围为：钻孔(2)的中心在距灌注桩(1)桩侧壁25～50cm，以桩中心为圆心的圆周上，等距布置。
3.根据权利要求1所述的一种用于灌注桩深部断桩缺陷的加固修复方法，其特征在于：步骤3)所述的高压清洗切割的方法，包括：通过试验确定切割液体，包括水泥浆、清水、矿粉造浆、膨润土泥浆等，选取不易沉淀结块，切割能力最好的清洗切割液体，采用二重管法；喷射液体切割压力不小于25MPa，气体压力不小于0.7MPa，转动速度为10～15r/min，提升速度为5～10cm/min。
4.根据权利要求1所述的一种用于灌注桩深部断桩缺陷的加固修复方法，其特征在于：步骤5)中，所述高压旋喷桩(7)的桩径不小于50cm；断层(3)采取一次旋喷，旋喷桩桩顶位于断层顶部(5)以上3～4m，桩底位于断层底部(6)以下3～4m，上下两段采取二次旋喷的方法以扩大桩径，桩径不小于50cm，使得旋喷桩紧贴灌注桩(1)的侧壁，更好地起到止水的目的。
5.根据权利要求1所述的一种用于灌注桩深部断桩缺陷的加固修复方法，其特征在于：在步骤6)中，所述静压注浆的通道的施工方法为：在对称的高压旋喷桩(7)桩体中心钻孔至断层底部(6)下1m，再用旋喷钻机喷头向灌注桩(1)桩芯方向从下到上高压切割，形成静压注浆通道(8)。
6.根据权利要求1所述的一种用于灌注桩深部断桩缺陷的加固修复方法，其特征在于：在步骤7)中，所述孔内钢管或钢筋(9)嵌入钻孔中的位置为：断层底部(6)标高下1m，以达到根固钢管或钢筋(9)的效果，可以更好地为灌注桩(1)分担上部荷载。
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