摘要:本文主要论述了高压旋喷桩处理缺陷桩的原理、工艺;重点介绍喷浆进程中如何严格控制水灰比的问题;论述了高压旋喷桩在处理桩基缺陷相比较传统办法的优点.
关头词:高压旋喷桩;缺陷桩;切割;清洗;注浆;水灰比 1 引言
重庆地区近年来引进机械成孔桩,逐渐淘汰人工挖孔桩,但由于该地区地形特点,高填方和地下水丰厚地基随处可见,在此类地基开展机械成孔桩的可靠性低,塌孔严重,成渣较厚,清孔不完全等一系列问题.采取超声办法检测,基桩经常出现上述问题和缺陷,导致基桩质量不及格.如果将缺陷桩报废或按常规缺陷桩的处理办法,将增加直接的成本不说,工期延迟等直接成本也不菲.在此本文将引入高压旋喷注浆处理来处理桩基缺陷问题,不但工期得以大大缩减,处理成本也将低于常规处理.经过量个项目工地验证,其缺陷桩处理效果明显,通过二次检测及格率为百分之百,从而有效的为扶植项目节约了时间和资金成本. 2缺陷桩处理办法选择
目前处理缺陷桩的办法大致有如下几种:报废、低压注浆、周围补桩、钻大直径孔重新浇筑桩、高压旋喷桩.
针对出现问题的基桩,如果直接报废,那么直接成本以及直接成本带来的损失相当大;对此要进行科学的阐发和验算,通过加固挽回不需要的经济损失;所以本办法经济性不敷.
低压注浆由于压力低,所以不克不及将所有缺陷切割成一个空
腔,即对缺陷段的处理不全面.所以本办法可靠性缺乏.
在缺陷桩的旁边重新钻孔,第一成本增加,第二工期延长,第三成孔困难,显然不成取;所以本办法经济性,适用性差.
在缺陷桩中心开大直径的孔,然后浇筑混凝土,这能处理掉大部分的缺陷,但少量桩边沿缺陷也无法处理到位,其次成本工期较旋喷桩来比也相当高.
在处理缺陷的效果,工期,成本均比上述四种办法占优.第一效果上,旋喷桩的优势将从文章前面的工程实例中得到论证;第二工期上,旋喷桩设备占地面积小,工艺快,花费时间少;第三成本上,旋喷桩所用资料只有水泥,另外加少量的外加剂(用量少少),成本低的优势明显.所以本文引进高压旋喷桩处理桩基缺陷. 3 高压旋喷桩处理桩基缺陷的原理、工艺
针对近年来旋挖桩和人工挖孔桩出现的各类缺陷(如断桩、沉渣、离析、蜂窝等),即按桩的分类来说属于Ⅲ类和Ⅳ类桩.这类型的桩不及格,需要进行处理加固才干判定为及格桩.用高压旋喷桩处理这类桩基缺陷的原理如下:
用超声法检测桩的缺陷位置、类型及大小和长短.按照检测结果公道安插钻孔个数及位置,包管辐射到全部缺陷.成孔后,用高压水对缺陷部位进行切割,使缺陷位置形成一个连通的空腔,然后用高压水把空腔内残渣清洗排出,再用干冰排除孔内水;最后用高压水泥浆填满缺陷部位,使其形成完整桩.
图2-1高压旋喷桩处理缺陷桩的原理示意图
本工程桩基处理前先进行开孔钻芯检测,按照桩径确定开孔数量.
通过开孔钻芯检测进一步复核基桩存在质量缺陷类型、缺陷位置、缺陷面积、缺陷程度等情况. (1)基桩钻孔取芯
1)钻孔采取XY-150型钻机,宜选用外径为110mm金刚石钻头,钻芯设备参数根本要求:
①额外最高转速不低于790转/分; ②转速调节规模良多于4档; ③额外配用压力不低于1.5MPa;
④水泵的排水量应为50~60L/min,泵压应为MPa;[1]
2)各类不合桩型钻芯开孔数量及孔位安插依据实际情况而定,可见本文工程实例.
3)钻孔的垂直度偏差不大于1.5%; 4)实时记实钻进情况和钻进异常情况. (2)高压旋喷切割、冲洗清渣
1)通太高压泵产生的高压水射流对桩底缺陷段内的离析、松散混凝土及残渣进行高压清水自下而上频频冲洗切割.缺陷段的上下部冲洗切割长度各增加200mm,以不留盲区为主.对底部缺陷还需实施定向切割,定向切割时间每个标的目的良多于5~10分钟.使缺陷段形成一个空腔; 2)施工参数:
①单喷嘴ф1.8mm,压力不小于30MPa;
②以缺陷桩身100mm长为一切割段单元,对该切割段进行平面八等分后,首先对第一等分处进行定喷,以孔口翻出清水为止,再依次对
其他等分处进行定喷;
③对各等分点全部定喷完毕后,再从该定喷处以提速不大于5cm/min,转速15~20cm/min向上100mm内频频冲洗切割,以孔口翻出清水为止,暗示该100mm段切割完毕.重复上述程序切割上100mm切割段单元;
④全部缺陷段切割完毕后,以提速不大于5cm/min,转速15~20cm/min,对处理段内重复进行2次以上频频切割冲洗,排出处理段内的粉末及细小颗粒等切割残渣,桩底留下粗骨料.每个孔均翻出清水为止,暗示残渣清除洁净.
⑤切割完毕,用水下成像仪下到孔底进行切割效果查抄,如有未切割完缺陷,可以针对性的进行切割. (3)高压旋喷注浆置换
1)高压喷射注浆前,需采取干冰排除孔底切割段积水;
2)注浆(水泥浆)配合比要求:水灰比:1:1,实际情况依据桩基用商品混凝土等级而定.
3)旋喷注浆置换旋喷施工参数
①双喷嘴фmm,压力不小于22MPa,提速不大于5cm/min,转速10~15cm/min;
②注浆水泥浆比例按配合比搅制,即拌即用; ③换钻杆,须搭接不小于500mm的搭接复喷;
④处理段旋喷次数不小于2次.旋喷2次后,当空口再次溢出的浆液水灰比与配合比水灰比浆液浓度相当时,注浆完成,不然重新进行复喷;
(4)封孔收尾:注浆后用浓浆灌满封实孔口.
在钻孔施工前,三通一平后,依照设计的图纸所定的孔位放样到实际桩位上,并做好标识表记标帜.钻机就位,开钻,下钻杆前丈量每根钻杆的长度,详细记实钻进深度和钻进记实.取出的芯样按顺序和进尺摆放,并记实芯样完整性以及缺陷的详细情况,用以复核声测结果以及指导旋喷任务的开展. (1)切割和清洗
钻孔完毕,旋喷机就位,按照声测结果和钻芯记实对比得出的最真实的缺陷情况,对缺陷段进行高压水切割.切割工程中,重点掌握三大要素:压力、水压、切割尺度.第一压力要满足设计要求,足够大才干切割烂缺陷段的混凝土;水压要大,才干满足压力的要求;切割时务需要等到孔口翻出清水为止,清洗进程同切割一样,满足空口翻出清水为止.切割清洗进程中,采取孔内成像仪深入到缺陷段查抄缺陷是否被切割成空腔,是否将所有的缺陷部位均切割到位. (2)排水
由于切割和清洗进程遗留了大量水在缺陷处,所以需要采取二氧化碳将水排出.用专业传输二氧化碳的胶管(一头接二氧化碳瓶,一头深入到缺陷段),打开控制阀,待水被炸出后,立即封闭控制阀;每次排水需要二到三次,距离3-5分钟,最后一次排出水量明显削减或几近无水排出即标明排水成功. (3)喷浆
喷浆进程主要注意水灰比、喷浆压力、翻浆浓度以及其他异常情况.水灰比是一个重要参数,水灰比控制得好与坏直接影响加固后缺
陷段乃至整个基桩的强度、密实度以及承载力的高与低.所以控制好水灰比显得异常重要.需要在设备和人员以及办理上下狠工夫.在此对如何控制好水灰比做详细介绍:
水泥浆的制备要通过两个搅拌机的配合,一个1200P容量的大搅拌机和一个800P容量的小搅拌机,常规施工工艺是大搅拌机制浆后再传至小搅拌机储存供泵机使用,但是由于送浆压力大,流量高,小搅拌机的容量底子供给不上,这时大搅拌机搅拌浆液底子不充分就需要往小搅拌机输送浆液.造成水灰比不克不及满足设计要求,不是偏低满足不了强度指标,要不就是偏高堵塞喷嘴影响旋喷的时间.所以针对这个难题,需要改动一下思路,即把大小搅拌调换,小搅拌机定水定灰搅拌,拌好后立即放入大搅拌机,接着马上又定水定灰搅拌,如此循环,方能满足供给以及水灰比的要求.其次需要按照现场流量的大小改换大容量的大搅拌机.水泥浆的制备新旧计划对比示意图如下:
图3-2 高压旋喷水泥浆制备改良示意图
喷浆压力的控制是由压力表显示,司泵人员务必时刻不雅察压力的变更,保持压力的稳定.
翻浆浓度检测办法:用器皿装入一定的翻出的浆液和小搅拌机里的对比,如果浓度吻合,即浆液置换效果满足要求,方可向上提升钻杆.
孔口补浆采取高浓度的水泥浆填补,填补时间选在旋喷浆液初凝之后.
检测办法可采取声波透射法和钻芯法结合的方法进行检测,重点
是对缺陷段的密实度和强度进行检测. 4工程应用
重庆市某工程采取桩根本.按照声波透射检测结果结合钻芯验证检测结果:判定37根桩的桩身完整性均不及格,其中IV类桩27根,III类桩10根,桩质量缺陷部位均为桩底位置.下表列入其中17#、29#、71#、99#四根具有代表性的桩进行探讨. 表4-1:声波透射检测成果表
序号 1 2 3 4 桩号 17 29 71 99 桩径 (mm) 900 1800 800 900 直线段L(mm) 0 700 400 1800 扩底 桩长直径(m) (mm) 900 1800 900 900 浇筑日期 年 2014 2014 2014 2014 月 1 1 2 1 日 25 21 23 25 设计砼强度 C30 C30 C30 C30 检测结果 桩底起有质量缺陷(m) 备注 15m以下 15m以下 15m以下 IV IV III IV 如下图所示,桩基形状主要包含以下四种类型:
图4-1桩位安插及钻孔位置如上图所示,
重要施工参数:水泥采取42.5R及以上复合硅酸盐水泥,水灰比为1:1,水压>30MPa,旋喷压力>22MPa.
通过对该四根桩缺陷部位进行声波透射法检测,结果显示均为及格,即均为II类桩,钻芯法检测结果为:28天抗压强度>30MPa,满足承载力要求. 5 结语:
通过对高压旋喷桩处理缺陷的原理,施工工艺,施工特点,的详细阐发,以及与几种常规处理缺陷桩的办法的比较,可以得出高压旋喷桩在处理缺陷桩(包含不及格桩)方面有着独一无二的优势;但作为一门新工艺,经验和技巧方面有待进一步在更多的工程实例中得到
提升,比方外加剂的运用,地下水的排除.待解决了这些难题,旋喷桩处理桩基缺陷这门技巧将加倍成熟,所以应大力推广这门新技巧的应用和成长.
参考文献(References)
[1]JGJ106-2012修建基桩检测技巧标准
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