注浆方案

湘潭一品阳光人工挖孔桩缺陷桩处理方案湖南省地质建设工程（集团）总公司二O一一年五月十五日第1页共6页缺陷桩处理方案一、工程概况湘潭一品阳光桩基工程设计600根人工挖孔桩，桩径为900～1400mm，桩长为8～12m。在施工过程中，有7根桩的桩身中部和桩尖出现了不同程度的混凝土离析和灰浆流失等桩身缺陷，桩基承载能力达不到设计要求。针对缺陷桩的现状，特编制如下缺陷桩的处理方案。二、基本设想和目的本着以“工艺简单、成本低、可操作性强、安全可靠和时间短”的原则，采取“压密注浆法”加固缺陷桩。设计基本原理：利用3～5Mpa高压注浆泵将水泥浆强行压注至桩身裂缝和松散桩砼内，使水泥固化剂和桩身之间产生一系列物理——化学反应，改善桩砼的物理性能，提高桩基的承载能力，使桩砼、水泥、岩土硬结成整体和有一定强度的刚体，确保整个缺陷桩基达到设计承载力的目的。三、施工工艺1、工艺流程（见图）2、采用XY100型或QKC-2型潜孔锤钻机成孔。3、成孔方式：采用二级钻孔方式第一级钻孔：采用φ91合金钻头（或金刚石钻头）钻孔，钻孔深度为0.6m。第一级钻孔钻好以后，用木塞挤出孔内水，将钻孔用快凝水泥充填（在P·O42.5普硅水泥内加入水玻璃溶液，加入量为1～3%），然后将φ89井口管（长0.7m）插入孔内），使快凝水泥从内外包裹井口管，同时井口管上部围堆快凝水泥（预埋井口管示第2页共6页意图，预埋管高出井口台0.1m左右。为保护预埋井口管丝扣，预埋管上部拧戴一个空白钻头），使钢管、井口台和孔壁凝固成为一个封闭的整体，注浆时形成3～5Mpa高压以充填桩砼裂缝。第二级钻孔：快凝水泥停待24小时后，改用φ75三异合金钻头（或一字合金钻头）和金刚石钻头进行第二级钻孔。钻孔深度以超过桩尖混凝土0.1～0.2m为宜，可保证水泥浆从最底部上返，以充填和包裹桩砼砂石及裂缝。4、注浆孔的布置为保证注桩的均匀性，在每个缺陷桩布置3个注浆孔，原桩心的抽芯孔作为回浆孔排水。注浆孔按120°呈三角形布置，孔距为R/2（R为桩的半径，见注浆孔布置示意图）。第3页共6页钢管采购施工准备预埋钢管设备就位浇灌底砼水泥、水钻机成孔计量配比安置井口管均匀搅拌安置止浆塞过滤安置注浆花管注浆泵注浆工艺流程图5、注浆孔的封闭形式为保证注浆质量，每一个注浆孔都必须具有足够的注浆压力。因此在注浆孔完成以前，注浆孔和回浆孔都必须事先预埋好井口管，为注浆封闭作好准备。封闭时将井口管上的空白钻头卸掉，然后在井口管上部的丝扣部位连接φ89的岩心管脑袋，再用一个钻杆公接头（接头通水孔用钢筋或钢板焊堵）连第4页共6页接在φ89的岩心管脑袋丝扣上，注浆孔的封闭工作完成（见井口管封闭示意图）。回浆孔封闭时，用竹扫把的竹枝在井口0.8m左右孔深部位架桥，然后在竹枝上部填入少量泥土，再在回浆孔孔内浇灌快凝水泥和安插φ89井口管，待3个注浆孔钻完以后，就可以用φ75三异合金钻头扫通快凝水泥和竹枝，完成回浆孔的封闭工作。6、注浆（1）注浆方法采用孔底压密注浆法（见钻孔注浆示意图）。a、注浆管的连接与长度调节注浆孔完成钻孔以后，第一个注浆孔用φ50钻杆及φ75三异合金钻头直接注浆。由于井口管是快凝水泥固定封闭的，其注浆管的长度是受限制的，因此要准备一些0.3m、0.5m、1.0m等长度不一第5页共6页的短钻杆来调节注浆管的长度。同时为了解决注浆管的连接问题，施工中采取了把注浆管的连接接头套焊在φ89的岩心管脑袋底端的做法（见井口管封闭示意图）。同时满足了封闭和连接埋入注浆管的工艺要求。b、注浆方式第一个注浆孔用φ50钻杆注浆，第二个注浆孔和第三个注浆孔用注浆阀注浆，中心回浆孔不用注浆管连接，只需φ89的岩心管脑袋封闭井口管就行。考虑到第一个孔注浆后，整个桩砼空间均被水泥浆充填，埋在桩孔内的二根注浆管通道就有被充填物堵塞的危险。为排除这种潜在的危险，施工中设计了注浆阀。注浆阀的注浆接头与φ89的岩心管脑袋下部的注浆杆接头以丝扣连接，注浆阀连接在注浆管（φ50钻杆）的最底端。当注浆管遇到桩砼砂砾等障碍物下不到位时，便可用100kg的重锤（或工程勘察用的冲击锤）冲砸阀座，阀座靠其锥体导入孔底，此时注浆阀轴的泄浆口躲藏于悬挂室的内壁内，水泥浆液及桩碴就不能进入泄浆口堵塞通浆管道而影响注浆（见注浆阀工作状态示意图）。当第一个注浆孔完成以后，第二个孔用注浆阀注浆，此时将注浆管提上0.1～0.2m左右，便可用短钻杆调节长度固定于井口台。第6页共6页实心阀座在其自重的作用下，注浆阀轴沿悬挂室下滑而悬挂于悬挂室的台阶上，注浆阀轴的泄浆口露出，水泥浆液经过注浆阀轴的通水孔从泄浆口压出。第三个注浆孔采用同样方式完成注浆。（2）注浆压力第一个注浆孔采用钻孔钻具注浆，注浆时将全部注浆孔及回浆孔全部用φ89的岩心管脑袋封闭后，注浆压力为3～5Mpa。采用BW250/50压浆泵注浆（其技术规格见其下表）。名称技术规格备注形式三缸单动卧式泵体重量400kg。最大排量（KL/min）头档250，二档150最大压力（Kpa）头档2.5，二档5.0缸套直径（mm）75活塞行程（mm）85吸水口径（mm）63.5排水口径（mm）38所需功率（PN）20（3）洗孔注浆孔完成以后，要注入清水洗孔，待孔内水由浊水返成清水后停止洗孔。（4）注浆孔的连接方式第7页共6页。（5）注浆洗孔完毕后，按设计配合比采用专用拌浆机调制纯水泥浆，确保搅拌时间符合设计要求。浆液从压浆泵出来后通过高压软管从钢管底部注入钢管桩内，待钢管内及钢管与孔壁间全部由水泥浆充填，浆液从钢管的出与孔壁间溢出时，停止压浆。停待30分钟后，进行二次压浆。第二次压入水灰比为0.8纯水泥砂浆。确保压浆压力≥300Mpa，且恒压时间在15分钟以上方可结束压浆。压浆过程中，浆液浓度、压力控制、压浆时间、止水封孔均应有专职人员监守，并作好详细记录。记录资料应作为质量保证资料的组成部分。（4）浆液调制水泥浆配合比为水泥：水；1：0.8～1:1.2。严格按设计配合比，进料时把好过磅关，搅拌由专人负责，并详细记录进料数量、配制浆液浓度、搅拌时间。6、注意事项（1）孔口环状间隙的密封：环状间隙的密封质量直接影响压浆效果，工程成败关键，很大程度上取决于此。孔口环状间隙的密封性不好，压浆压力及渗透半径均无法达到设计要求。环状间隙的密封以压浆时浆液不从钢管与孔壁间冒出为达标。如密封质量达不第8页共6页到要求，则应及时采取补救措施，以确保压浆质量达到设计要求。（2）压浆：关键控制压浆压力及封孔后二次压浆恒压持续时间。初注压力控制在3Mpa左右，二次压浆压力控制在5Mpa左右，持压时间为15分钟。（3）压浆结束标准：一般情况压浆压力能达到5Mpa，在恒压15分钟后可结束压浆；压浆压力达不到5Mpa，则配制加入大比例速凝剂的浆液，小泵量，小压力注浆直到浆液在5Mpa压力作用下的注入率不大于0.40升/分钟，连续灌注30分钟后停止注浆。（4）特殊情况的处理：在压浆过程中，出现串浆，注入量特别大，注浆孔周有地面隆起等特殊现象时，根据实际情况实行双孔同时压浆，配制加入大比例速凝剂的浆液，内填外堵相结合，小泵量恒压等方式处理。7、验收局部高压注浆固结施工完成后，技术人员、现场施工员根据施工实际情况检查注浆质量，确保钢管注浆质量可靠。四、主要施工设备XY100钻机：1台或QKC-2钻机：1台灰浆搅拌机（0.5m3）：1台BW250/50压浆泵：1台