省道280线茂湛高速公路出口至水东港段路面改造工程沙琅江Ⅱ号桥桩基旋喷压浆补强方案Word格式.docx

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2.1桩基灌注缺陷情况

省道280线茂湛高速公路出口至水东港段路面改造工程沙琅江二桥,对已施工完成的桩进行桩身完整性检测，采用钻孔取芯法，取芯达到桩端进入微风化泥质粗砂岩，得到的芯样如图2所示。

（1）4#-3桩桩长15.9m，桩身砼强度等级为C25。

采用超声波透射法检测AB、AC、BC、三个剖面桩底数据显示波形产生严重畸变；

波速、声时严重低。

三个剖0~14.65米测区范围内桩身砼的完整性及均匀性较好；

经过抽芯验证AB剖面显示15.45m~15.89m处砼存在严重松散、离析现象；

AC剖面显示15.00m~15.83m之间砼存在夹泥、松散、严重离析现象。

BC剖面14.90m~15.74m之间砼存在夹泥、松散、严重离析现象。

局部夹泥及断桩

微风化泥质粗砂岩

（a）4#-3号灌注桩芯样（b）7#-3号灌注桩芯样

图2灌注桩钻孔取芯样

（2）7#-3桩桩长约16.00m，桩身砼强度等级为C25。

三个剖0~15.70米测区范围内桩身砼的完整性及均匀性较好；

经过抽芯验证AB剖面显示15.70m~16.00m处砼存在严重夹泥（沉渣过厚）现象；

AC剖面显示15.75m~16.05m之间砼存在严重夹泥（沉渣过厚）现象。

BC剖面15.71m~16.01m之间砼存在严重夹泥（沉渣过厚）现象。

2.2原因分析

4#-3、7#-3号桩伸入泥质粗砂岩分别10.15m、6.95m，泥质粗砂岩整体性完好、粘结强、无局部夹粘土，灌注桩芯样偶见局部少量夹泥。

分析桩端部位出现断桩及局部夹泥的原因，有以下可能性：

①首批混凝土灌注量不够。

由于导管底部与孔底之间需要一定的距离，压浆时首批混凝土储量不够有可能导致底部断桩。

②导管底部提离混凝土面。

为了迫使导管内的混凝土下落，需要把导管提升一定的高度来抖动导管，导管提升过猛而使导管底部提离了混凝土面而造成断桩。

③护筒部位漏水，导致泥浆过稀，泥浆配合比不满足要求。

第三章承载力计算及分析

3.1基桩计算参数

成桩工艺:

钻孔灌注桩

承载力计算参数取值:

参照规范如表1

桩身设计直径:

d=1.30m

桩身长度:

l4#-3=15.90m、l7#-3=16.00m

3.2岩土计算参数

根据工程地质勘探资料及建筑桩基技术规范JGJ94-2008，各土层计算层厚及对应极限侧阻力、端阻力标准值如下表1所示。

土层情况及计算参数表1

层号

土层名称

4-3钻孔计算厚度（m）

7-3钻孔计算厚度（m）

极限侧阻力qsik（kPa）

极限端阻力qpk（kPa）

1

中粗砂

1.50

0.50

53

2

粉质粘土

0.00

4.70

78

3

强风化泥质粗砂岩

0.80

1.30

160

4

中风化泥质粗砂岩

2.80

1.00

180

5

6.55

4.65

210

1400

3.3计算依据

依据建筑桩基技术规范（JGJ94-2008），当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式估算

式中：

为桩侧第层土的极限侧阻力标准值，为极限端阻力标准值，均按规范对应土质取值范围取下限计算，如表1所示。

3.4单桩4-3号竖向抗压承载力估算

桩身周长u=×

（1.30+0.05）=4.239m

桩端面积Ap=×

（1.30+0.05）2/4=1.430m2

土的总极限侧阻力标准值为：

4.239×

（53×

1.5+160×

0.8+180×

2.8+210×

6.55）

=8847KN

总极限端阻力标准值为：

1400×

1.430=2002KN

单桩竖向抗压极限承载力标准值为：

10849KN

单桩承载力特征值Ra，即发挥正常使用功能时所允许采用的抗力设计值，该值为极限承载力标准值的1/2（安全度为2），对应荷载标准值。

=5424KN＞设计要求承载力3300KN

由于已施工完成的4-3号桩采用钻孔取芯法进行桩身完整性检测，桩端底部向上1m范围内存在夹泥、断桩现象。

为此，不考虑该部分桩身摩擦阻力及桩端阻力，计算竖向抗压承载力如下：

+0=4.239×

5.55）+0

=7957KN

单桩承载力特征值=3978KN＞设计要求承载力3300KN

可见，单桩竖向抗压承载力完全能达到承载力要求。

3.5单桩4-7号竖向抗压承载力估算

同上，按4-3竖向抗力承载力计算方法对4-7号灌注桩承载力进行计算。

单桩竖向抗压极限承载力标准值

=9452KN

单桩竖向抗压承载力设计值=4726KN＞设计要求承载力3300KN

不考虑桩端以上70cm范围的摩擦阻力及桩端阻力情况如下：

=6827KN

=3414KN＞设计要求承载力3300KN

可知，单桩竖向抗压承载力仍然能满足承载力要求。

第三章4#-3、7#-3桩旋喷注浆法补强施工

2.1抽芯布孔

1．先将现有桩头打平高强度的混疑土面并做一个集水坑。

以便下步补强埋设井口管与抽水用。

2．根据4#－3桩基声测数据结合施工机械的正常切割半径20cm-30cm，针对桩底砼离析在ABC管之间布设a号、b号c号、d号共4个补强孔。

（详见钻孔平面示意图）

图34#-3桩桩底钻孔平面示意图

根据7#－3桩基声测数据结合施工机械的正常切割半径20cm-30cm，针对桩底砼离析在ABC管之间布设a号、b号c号共3个补强孔。

图44#-3桩桩底钻孔平面示意图

3．4#－3、7#－3桩缺陷位置位于桩底，因此在钻孔后可以直接进行高压切割清洗。

2.2施工工艺

2.2.1施工工艺流程

清表放样、就位钻孔

埋设井口管

高压切割

气举清渣

配浆

注浆及旋喷注浆

封孔压力注浆

2.2.2施工方法及参数

1、钻孔：

采用XY-1油压钻机，金刚石组合钻具钻孔，钻孔直径Φ91-110，垂直度小于0.5%，孔深超过处理部位1m（以便对缺陷水平部位能百分百准确而上下来回切割）。

2、高压清水切割：

利用抽芯钻孔，将带有合金喷射器的组合钻具分别下入各孔，以高压注浆泵提供高压清水对各孔缺陷段进行高压切割。

压力25~28Mpa左右（具体压力按现场实际情况调节），排量80L/min左右，提升速度15-20cm/min，旋转速度18r/min。

找准缺陷点（段），同时采用定点定段切割，尽量有缺陷的较弱桩身及桩底软弱层剥落，反复多次直至返水较清为止。

3、气举清渣：

用大排量清水注向孔内，同时利用相互连通各孔，采用空压机气举反循环清渣，空压机排量3.0m3/min，压力0.8Mpa，直至无渣无泥为止。

4、埋设井口管：

井口管采用钢管，加焊钢筋用15cm厚水泥砂浆埋植井口，以保证5Mpa压力时不泄不漏。

5、配浆：

采用52.5普通硅酸盐水泥，用造浆桶造出水灰比为0.38的水泥浆，其中掺入适量的膨胀剂防止泥浆收缩，水泥浆的强度不低于30Mpa。

6、旋喷注浆压力25Mpa，提升速度15cm/min，旋转速度18r/min。

分别对各孔缺陷段进行注浆及旋喷注浆，待各孔返浆后再造出水灰比为0.38的水泥浆以反推法换浆，至各孔内返出与注入浆浓度一致后，关井压浆。

每孔缺陷段上下反复旋喷几遍，并且各孔交替进行二至三次，同时各孔分别注压浓浆，以保证补强后浆体强度。

7、压浆：

在以上工序完成后，关闭井口，用水泥浆向孔内静压注浆，以增加密实度，压力为1-3Mpa，稳压30分钟即可。

如果存在地层裂隙漏浆无法加压，则采取间隙注压浆的方法，直至注浆量达到或超过理论浆量（缺陷空间）两倍以上可停止注浆。

8、施工完成达到养护期后进行二次声测，检测补强后桩基质量。

2.3施工主要设备和材料

2.3.1施工主要设备：

XY-1油压钻机两台；

BW150泥浆泵两台；

旋喷钻机两台；

ZJB45高压泥浆泵一台；

泥浆搅拌设备二套；

3.0m3/min空压机一台；

合金喷射器数个；

高压管线若干米等。

2.3.2材料：

每根桩大约需52.5#水泥约5T，早强减水剂150Kg。

2.4施工工期

抽芯孔总长有95.81米左右，每台机按抽芯15m/d计算，两台机抽芯需7天（包括移机）。

抽芯工作完成后，每根桩基正常切割、清洗及压浆补强施工8天完成，合计15天。

2.5质量保证、安全措施

①全部施工过程必须依据有关的安全条例、规范及方案进行，严禁违规操作。

②所用材料必须经过检测，严禁使用过期及不合格材料。

③对现场质量进行严格把关控制施工程序，做好资料整理工作。

④凡是进入施工现场的人员一律要做好劳动保护和培训后上岗。

⑤各种机械应处于良好工作状态,电线路应完好和可靠接地,雨天应将电器设备遮盖好。

⑥高压水管与旋喷管应有足够强度,严防破损喷液伤人；

压力表应校验,确认完好方准使用；

拆卸高压管线及泵压突升,应立即放压,查明原因排除故障后才能继续施工。

⑦施工现场应挂设安全防护标牌,严禁闲杂人员入内；

并有专职安全员在场监督方准施工,以保安全；

尽量避免夜间施工,不得已时,应搞好照明。

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