CN103806479B

CN103806479B - 一种结合止水帷幕的桩基复合注浆加固施工方法

Info

Publication number: CN103806479B
Application number: CN201410038511.2A
Authority: CN
Inventors: 吕文龙; 郭煜; 张建华; 刘恋
Original assignee: GUANGDONG JIANKE CONSTRUCTION ENGINEERING TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd; Guangdong Provincial Academy of Building Research Group Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG JIANKE CONSTRUCTION ENGINEERING TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD.
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2034-01-27
Also published as: CN103806479A

Abstract

本发明公开了一种结合止水帷幕的桩基复合注浆加固施工方法，包括以下步骤：（1）旋喷桩钻孔施工；（2）旋喷桩施工；（3）旋喷桩跳孔施工形成止水帷幕；（4）桩身注浆钻孔施工；（5）建立孔口注浆装置；（6）桩基加固部位清洗扩孔；（7）采用高压旋喷注浆方式进行注浆；（8）注浆孔内加入加强钢筋；（9）采用静压注浆方式注浆。本发明将旋喷桩形成的止水帷幕与将静压注浆法和高压旋喷注浆技术进行时序结合的复合注浆法结合起来，充分发挥止水帷幕与复合注浆技术各自的优点，克服各自的缺点进行桩基加固施工，从而达到最大地层适用性及最优加固效果，保证加固的可靠性及成功率。

Description

一种结合止水帷幕的桩基复合注浆加固施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程建筑学科的岩土工程领域，具体涉及一种桩基加固施工方法。

背景技术

目前国内外的桩基注浆加固技术中主要用到的注浆加固法包括桩基静压注浆加固技术和桩基高压旋喷注浆加固技术及桩基复合注浆加固技术三类。

1、桩基静压注浆加固技术：利用液压、气压或电化学的原理，在孔口密封条件下将具有强力固化效果的浆液，通过注浆管注入桩基加固用的注浆孔内，利用浆液的填充、渗透、挤密和劈裂等方式填充桩身缺陷位置的孔隙及土颗粒土颗粒或桩底持力层缺陷位置的岩石裂隙，从而达到加固桩基的效果。

静压注浆技术加固桩基的优点包括：浆液扩散范围大，浆液利用率高，胶结体强度较高。该技术的缺点是：注浆浆液可控性差，易出现串浆或跑浆现象，浆液易流失到加固区域以外的地方。

2、桩基高压旋喷注浆技术：采用高压旋喷钻机中钻杆中的喷嘴，将水或浆液以高压喷射流形式喷射而出，进而切割桩身缺陷位置或桩底缺陷位置岩土体的结构强度。喷射出来的浆液与被剥离出来的土颗粒混合，形成高强度的固结体。

高压旋喷注浆技术加固桩基的优点包括：浆液可控性好，固结体强度高。该技术的缺点是：浆液扩散范围较小，注浆浆液水灰比较大，固结收缩较大。

3、桩基复合注浆加固技术：按照时序将静压注浆法和高压旋喷注浆法组合进行桩基加固。该方法综合了静压注浆技术和高压旋喷技术的优点，且施工简单方便，对周边环境影响较小。

常用的桩基注浆加固方法具有不同的地层适用性，现将各加固方式的适用地层列于下表1。

表1 常见桩基注浆加固法的适用地层

注浆方法	静压注浆法	高压喷射注浆法	复合注浆法
				适用地层	中粗砂及砂砾石，碎岩石与卵砾石，软黏土和湿陷性黄土	砂类土、黏性土、湿陷性黄土和淤泥	砂卵石层、粘土、粉土和粉细砂层及淤泥

从上表以及上章中各桩基注浆加固方法及其优缺点的介绍可知，在砂性等松散性地层中若桩出现桩底溶洞或溶蚀岩、沉渣超过规范要求或桩身蜂窝、夹泥等情况，静压注浆法不足以完全处理该类问题，而高压旋喷注浆法及复合注浆法虽然能处理一般地层中的桩底溶洞或溶蚀岩、沉渣超过规范要求或桩身蜂窝、夹泥等问题，但在砂性等松散性地层中，由于高压旋喷注浆法及复合注浆法施工过程中均使用高压喷射流对桩周边岩土体的强力切割，易于在桩的周边切割出大的孔洞，影响桩体周边岩土体对桩体的侧摩阻力，且会造成注浆量增大的情况，影响加固工程的工程量、工程进度以及加固效果。

单一的注浆技术因其固有的缺陷，已满足不了各种复杂条件下的工程需要；复合注浆技术使用高压喷射流切割的方式进行施工，在砂性等松散性地层中桩的周边会切割出较大空洞，影响桩基的承载力。砂性等松散性地层作为一类常见地质情况，桩基加固工程依靠常规注浆方法无法有效解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于包括砂性等松散地层在内的多种地层的新的桩基加固技术——结合止水帷幕的桩基复合注浆加固施工方法，该方法将复合注浆法与止水帷幕结合起来运用到桩基加固工程中，能够较好的解决砂性地层中桩基质量问题。

本发明提供的一种结合止水帷幕的桩基复合注浆加固施工方法，包括以下步骤：

（1）旋喷桩钻孔施工：对桩基的桩身缺陷或桩底持力层缺陷进行加固时，根据旋喷桩与桩基的搭接宽度，采用高压旋喷钻机在桩周设计位置进行旋喷桩孔施工，然后根据桩基缺陷位置将高压旋喷钻机钻至设计旋喷桩底位置；

（2）高压旋喷桩施工：利用高压旋喷钻机的压力，将水泥浆通过喷射管从喷射头上的横向喷嘴向土中喷射，钻杆一边提升一边回转，桩周被切削的土体由原来的固体变成流态的泥浆体，和高压喷射出来的水泥浆搅拌混合，形成旋喷桩；

（3）旋喷桩跳孔施工形成止水帷幕：桩周跳孔施工旋喷桩，通过旋喷桩间的搭接以及需加固桩基与旋喷桩的搭接，在桩周形成一圈止水帷幕；

（4）桩身注浆钻孔施工：采用地质钻机在桩基中进行钻孔取芯；

（5）建立孔口注浆装置：注浆钻孔施工完成后，采用预埋设的方式将单管接头或混合器式孔口注浆装置固定在注浆钻孔孔口，然后用水泥或水泥与堵水剂混合材料将孔口注浆装置与钻孔之间的孔隙固定密封；

（6）桩基加固部位清洗扩孔：在孔口注浆装置埋设固结后，将高压旋喷钻机钻头从抽芯孔中下放至注浆孔底，一边回转一边提升，自下而上喷射清水对缺陷位置进行清洗；

（7）采用高压旋喷注浆方式进行注浆：在缺陷桩基清孔完成后，采用高压旋喷注浆的方式对桩身缺陷位置或桩底持力层缺陷位置进行高压旋喷注浆；

（8）注浆孔内加入加强钢筋：高压旋喷注浆完成后，在注浆孔内下入加强钢筋；

（9）采用静压注浆方式注浆：注浆孔内加入加强钢筋后，立即利用孔口注浆装置在封住孔口条件下进行静压注浆。

所述步骤（1）中，对于桩身缺陷，旋喷桩从缺陷位置以下1米开始向上施工；对于桩底持力层位置，旋喷桩从桩底持力层以下3倍桩径位置开始向上施工；当以土层或强风化岩层作为旋喷桩的桩底持力层时，采用高压旋喷钻机直接钻孔；当以中风化以上岩层作为旋喷桩的桩底持力层时，采用地质钻机钻至终孔。

所述步骤（2）中，高压旋喷钻机的压力为15~40MPa。

所述步骤（3）中，旋喷桩孔深不大于10m时，搭接宽度不小于150mm；旋喷桩孔深10~20m时，搭接宽度不小于250mm；旋喷桩孔深20~30m时，搭接宽度不小于350mm。

所述步骤（4）中，桩中抽芯至缺陷位置以下1m或桩底持力层以下3倍桩径。

所述步骤（6）中，孔口注浆装置埋设固结的时间为48小时；清洗缺陷位置时，高压旋喷钻机钻头的压力为25~40MPa，回转速度为20~40 r/min，提升速度为7~20cm/min，清洗2~3遍，直至注浆孔内返上清水。

所述步骤（7）中，高压旋喷注浆时，注浆压力为30~40MPa，按20~40 r/min的回转速度下以7~20cm/min的提升速度自下而上直接喷浆2~3次，直至注浆孔内翻浆。

所述步骤（8）中，对于桩身缺陷位置，钢筋吊装，钢筋长度上下超过缺陷位置1~2m；对于桩底持力层缺陷位置，钢筋下入孔底并高出缺陷位置1~2m。

所述步骤（9）中，由于采用多次清水高压旋喷扩孔，再用水泥浆旋喷置换的处理技术手段，在水泥浆的凝结过程中，可能出现收缩，导致工程桩与旋喷桩联接不密实的现象，因此，应在高压旋喷注浆施工结束后3~4小时内，进行补浆。

与现有技术对比，本发明具有如下优点：

1、在砂性等松散性地层施工的工程桩基若被检测出有桩身缺陷或者桩底持力层缺陷，采用结合止水帷幕的桩基复合注浆加固施工方法对其进行注浆加固。周边止水帷幕具有止水止沙功能，可防止复合组件技术加固桩基时的高压喷射流对桩周边砂性等松散性的切割，避免桩周岩土层被切割出较大孔洞的情况。同时本发明同样适用于其它地层的桩基注浆加固施工。

2、采用结合止水帷幕的桩基复合注浆加固施工方法对桩身缺陷或桩底持力层缺陷的桩基进行加固，旋喷桩搭接形成的止水帷幕与原有桩基直接的搭接，有效扩大了桩基的桩身或桩底桩径，能有效提高被加固桩基的承载力。

附图说明

图1是本发明实施例结合止水帷幕的桩基复合注浆加固技术加固桩底持力层缺陷的平面示意图；

图2是本发明实施例结合止水帷幕的桩基复合注浆加固技术加固桩底持力层缺陷的剖面示意图；

图3是本发明实施例结合止水帷幕的桩基复合注浆加固技术加固桩底持力层缺陷的施工示意图；

图4是本发明实施例结合止水帷幕的桩基复合注浆加固技术加固桩身缺陷的平面示意图；

图5是本发明实施例结合止水帷幕的桩基复合注浆加固技术加固桩身缺陷的剖面示意图；

图中，1、桩基，2、岩石，3、旋喷钻孔，4、高压旋喷钻机，5、旋喷桩，6、钻杆，7、地质钻头，8、孔口注浆装置，9、高压旋喷钻机钻头，10、高压水扩孔，11、加强钢筋，12、注浆孔。

具体实施方式

实施例 1

如图1~3所示，本发明实施例提供的一种结合止水帷幕的桩基复合注浆加固桩底持力层缺陷的施工方法，包括以下步骤：

（1）旋喷桩钻孔施工：对桩基桩底持力层缺陷进行加固时，根据旋喷桩与桩基的搭接宽度，采用高压旋喷钻机在桩周设计位置进行旋喷桩孔施工，然后根据桩基缺陷位置将高压旋喷钻机钻至设计旋喷桩底位置。对于桩底持力层位置，旋喷桩从桩底持力层以下3倍桩径位置开始向上施工。当以土层或强风化岩层作为旋喷桩的桩底持力层时，采用高压旋喷钻机直接钻孔，以中风化以上岩层作为旋喷桩的桩底持力层时，采用地质钻机钻至终孔。

（2）高压旋喷桩施工：利用高压旋喷钻机在20MPa的压力，将水泥浆或其他硬化剂通过喷射管从喷射头上的横向喷嘴向土中喷射，钻杆一边提升一边旋转。桩周被切削的土体由原来的固体变成流态的泥浆体，和高压喷射出来的水泥搅拌混合，形成旋喷桩。

（3）旋喷桩跳孔施工形成止水帷幕：桩周跳孔施工旋喷桩，通过旋喷桩间的搭接以及需加固桩基与旋喷桩的搭接，在桩周形成一圈止水帷幕。旋喷桩孔深不大于10m时，搭接宽度不小于150mm；旋喷桩孔深10~20m时，搭接宽度不小于250mm；旋喷桩孔深20~30m时，搭接宽度不小于350mm。

（4）桩身注浆钻孔施工：采用地质钻机在桩基中进行钻孔取芯，桩中抽芯至桩底持力层以下3倍桩径。

（5）建立孔口注浆装置：注浆钻孔施工完成后，采用预埋设的方式将单管接头或混合器式孔口注浆装置固定在注浆孔孔口，然后用水泥或水泥与堵水剂混合材料将孔口装置与钻孔之间的孔隙固定密封。

（6）桩基加固部位清洗扩孔：在孔口注浆装置埋设固结48小时后，将高压旋喷钻机钻头从抽芯孔中下放至注浆孔底，在25MPa的压力下，在20 r/min的回转速度下以10cm/min的提升速度自下而上喷射清水对缺陷位置进行清洗，清洗3遍，直至注浆孔内返上清水。

（7）采用高压旋喷注浆方式进行注浆：在缺陷桩基清孔完成后，采用高压旋喷注浆的方式对桩底持力层缺陷位置进行高压旋喷注浆。高压旋喷注浆时，注浆压力30MPa，按20 r/min的回转速度下以10cm/min的提升速度自下而上直接喷浆2次，直至注浆孔内翻浆。

（8）注浆孔内加入加强钢筋：高压旋喷注浆完成后，在注浆孔内下入加强钢筋。对于桩底持力层缺陷位置，钢筋下入孔底并高出缺陷位置1m。

（9）采用静压注浆方式注浆：注浆孔内加入加强钢筋后，立即利用孔口注浆装置在封住孔口条件下进行静压注浆。由于采用多次清水高压旋喷扩孔，再用水泥浆旋喷置换的处理技术手段，在水泥浆的凝结过程中，可能出现收缩，导致工程桩与旋喷桩联接不密实的现象，因此，应在高压旋喷注浆施工结束后3小时内，进行补浆。

实施例 2

如图4~5所示，本发明实施例提供的一种结合止水帷幕的桩基复合注浆加固桩身缺陷的施工方法，包括以下步骤：

（1）旋喷桩钻孔施工：对桩基的桩身缺陷进行加固时，根据旋喷桩与桩基的搭接宽度，采用高压旋喷钻机在桩周设计位置进行旋喷桩孔施工，然后根据桩基缺陷位置将高压旋喷钻机钻至设计旋喷桩底位置。对于桩身缺陷，旋喷桩从缺陷位置以下1米开始向上施工。当以土层或强风化岩层作为旋喷桩的桩底持力层时，采用高压旋喷钻机直接钻孔，以中风化以上岩层作为旋喷桩的桩底持力层时，需采用地质钻机钻至终孔。

（2）高压旋喷桩施工：利用高压旋喷钻机在15MPa的压力，将水泥浆或其他硬化剂通过喷射管从喷射头上的横向喷嘴向土中喷射，钻杆一边提升一边旋转。桩周被切削的土体由原来的固体变成流态的泥浆体，和高压喷射出来的水泥搅拌混合，形成旋喷桩。

（4）桩身注浆钻孔施工：采用地质钻机在桩基中进行钻孔取芯，桩中抽芯至缺陷位置以下1m。

（6）桩基加固部位清洗扩孔：在孔口注浆装置埋设固结48小时后，将高压旋喷钻机钻头从抽芯孔中下放至注浆孔底，在25MPa的压力下，在20r/min的回转速度下以12cm/min的提升速度自下而上喷射清水对缺陷位置进行清洗，清洗2遍，直至注浆孔内返上清水。

（7）采用高压旋喷注浆方式进行注浆：在缺陷桩基清孔完成后，采用高压旋喷注浆的方式对桩身缺陷位置进行高压旋喷注浆。高压旋喷注浆时，注浆压力30MPa，按25 r/min的回转速度下以12cm/min的提升速度自下而上直接喷浆两次，直至注浆孔内翻浆。

（8）注浆孔内加入加强钢筋：高压旋喷注浆完成后，在注浆孔内下入加强钢筋。对于桩身缺陷位置，钢筋吊装，钢筋长度上下超过缺陷位置1m。

Claims

1.一种结合止水帷幕的桩基复合注浆加固施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（3）旋喷桩跳孔施工形成止水帷幕：桩周跳孔施工旋喷桩，通过旋喷桩间的搭接以及需加固桩基与旋喷桩的搭接，在桩周形成一圈止水帷幕；旋喷桩孔深不大于10m时，搭接宽度不小于150mm；旋喷桩孔深10~20m时，搭接宽度不小于250mm；旋喷桩孔深20~30m时，搭接宽度不小于350mm；

（8）注浆孔内加入加强钢筋：高压旋喷注浆完成后，在注浆孔内下入加强钢筋；对于桩身缺陷位置，钢筋吊装，钢筋长度上下超过缺陷位置1~2m；对于桩底持力层缺陷位置，钢筋下入孔底并高出缺陷位置1~2m；

（9）采用静压注浆方式注浆：注浆孔内加入加强钢筋后，立即利用孔口注浆装置在封住孔口条件下进行静压注浆；在高压旋喷注浆施工结束后3-4小时内，进行补浆。

2.根据权利要求1所述的结合止水帷幕的桩基复合注浆加固施工方法，其特征在于，所述步骤（1）中，对于桩身缺陷，旋喷桩从缺陷位置以下1米开始向上施工；对于桩底持力层位置，旋喷桩从桩底持力层以下3倍桩径位置开始向上施工；当以土层或强风化岩层作为旋喷桩的桩底持力层时，采用高压旋喷钻机直接钻孔；当以中风化以上岩层作为旋喷桩的桩底持力层时，采用地质钻机钻至终孔。

3.根据权利要求1所述的结合止水帷幕的桩基复合注浆加固施工方法，其特征在于，所述步骤（2）中，高压旋喷钻机的压力为15~40MPa。

4.根据权利要求1所述的结合止水帷幕的桩基复合注浆加固施工方法，其特征在于，所述步骤（4）中，桩中抽芯至缺陷位置以下1m或桩底持力层以下3倍桩径。

5.根据权利要求1所述的结合止水帷幕的桩基复合注浆加固施工方法，其特征在于，所述步骤（6）中，孔口注浆装置埋设固结的时间为48小时；清洗缺陷位置时，高压旋喷钻机钻头的压力为25~40 MPa，回转速度为20~40 r/min，提升速度为7~20cm/min，清洗2~3遍，直至注浆孔内返上清水。

6.根据权利要求1所述的结合止水帷幕的桩基复合注浆加固施工方法，其特征在于，所述步骤（7）中，高压旋喷注浆时，注浆压力为30~40MPa，按20~40 r/min的回转速度下以7~20cm/min的提升速度自下而上直接喷浆2~3次，直至注浆孔内翻浆。