浅析桩基缺陷的成因及处理

摘要：随着大量桥梁工程的兴建，灌注桩基础具有施工方便，承载力高，适应性强的特点。随着科学技术的发展，人类不断积累现场施工经验，根据不同的缺陷采取相应不同的处理方案。尤其是注浆在处理桩基缺陷中，效益可观，质量稳定可靠。

关键词：缺陷桩 承载力 注浆

Abstract: as a large number of the construction of the bridge engineering, grouting pile foundation construction is convenient, high bearing capacity, the adaptability is strong characteristic. With the development of science and technology, the human the accumulation of site construction experience, according to different defects take corresponding different treatment plan. Especially in the treatment of the pile foundation of grouting defects, gainful, quality is stable and reliable.

Keywords: defect pile bearing capacity and grouting

中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

在桥梁桩基础施工过程中，由于地理环境、机械设备及人为因素等原因，难免在施工过程中出现一些缺陷桩现象。一旦缺陷桩基出现，不同缺陷程度有不同的处理方法，但是成本低效益高的方法是人们一直追寻的。

1 桩基缺陷类型

1.1 桩基顶部缺陷

由于在水下混凝土浇筑过程中有泥浆沉淀，浮浆厚度难以准确估计，在桩顶混凝土超灌不足时，混凝土中难免有夹泥现象产生，影响混凝土质量；其次，在混凝土浇筑完毕后，拆拔预埋钢护筒时，用力过猛，或者左右用力不均衡，都会扰动桩顶混凝土，影响混凝土质量。最后，在进行凿除桩头混凝土的过程中，由于风镐功率过大，对声测管周围混凝土有不同程度的扰动现象，对混凝土质量也有一定的影响。

1.2 桩基中部缺陷

首先，由于地质条件差，在灌注混凝土过程中出现局部塌孔现象，局部阻止混凝土翻浆，导致局部缺陷。其次，在拆拔导管过程中用力过猛，扰动了混凝土连续性，影响混凝土质量。最后，导管气密性差，由于在水下混凝土灌注中导管进入泥浆，破坏导管内外压强差，轻者影响混凝土质量的连续性，严重的阻碍混凝土下料，不能正常翻浆，导致断桩。

1.3 桩基底部缺陷

1.3.1 桩基顶端缺陷处理

根据检测结果显示，在桩基顶部存在缺陷的，我们可以继续向下凿除桩头混凝土，直到混凝土质量完好位置。但是在向下破凿混凝土的过程中要注意观察，及时发现混凝土的缺陷异常位置，与实验检测资料相对应，最后用与桩基同标号混凝土进行接桩。注意，在向下凿混凝土过程中保护好桩基钢筋，防止损坏。

1.3.2 桩基中部缺陷处理

此类桩基缺陷处理很难统一衡量，缺陷程度小的可以用注浆处理，缺陷程度大的一般在两米以上的注浆处理很难保证质量，通常报废该桩，在原先位置重新冲孔，安装钢筋笼，浇筑混凝土。

1.3.3 桩基底部缺陷处理

桩基底部有缺陷的，根据桩基受力性质，可先进行受力简算，再确定其到底是否需要处理。如果桩基是摩擦受力桩，其缺陷位置长度不影响整体荷载受力，也就是说，在不包括缺陷的这部分桩长里，其摩擦力已经可以满足荷载要求，就不用再做处理，否则；必须处理。如果桩基是嵌岩桩，底部有缺陷的，必须处理。

2 实施桩底注浆的准备

2.1 合理的注浆设计是注浆的前提

为使桩底注浆施工合理有效，有必要对桩基的岩层地质状况，地下水条件，缺陷程度和周围环境进行详细的调查和分析。科学配制注浆浆液，确定注浆压力等参数。

PK133+330高架桥10#桩总桩长22米，其中0-15米为黏土地质，期间偶或出现白云石和夹杂砂岩，15-22米只要分布灰色黏土，均匀分布白云石矿层。根据超声波检测显示，其桩底21-22米混凝土不连续，可能由于清孔不干净或混凝土离析导致。根据桩基混凝土强度为RN35.我们确定采用ACC425袋装水泥，水灰比(C/E)大于2，注浆压力在20帕到50帕，稠度为15-20秒，对其经行注浆补充。

2.2 注浆工序

2.2.1 钻孔

在缺陷桩桩顶钻3个直径为43mm的孔，在钻进过程中必须保证垂直度，确保钻孔与桩基轴线平行，防止钻孔偏斜，碰触桩基钢筋或者穿出桩基。其钻孔深度比桩长深1米。

2.2.2 埋设注浆管

在3个注浆孔钻好后，并保障畅通时，将30mm的注浆管插入孔底，顶部用水泥浆与桩基连接密封，保障在注浆时不漏气，保证整个注浆系统的气密性。每根注浆管的外露部分至少连接2个三通外接接头，并安装阀门。并对每个注浆管进行编号。

2.2.3 压水试验

压水试验不仅起到疏通压浆管道的作用，而且有关压浆的操作经验参数根据压水试验结果做相应的调整。压水试验可也将桩底沉渣，泥浆清除。将清净的高压水注入1号管，同时关闭2号管，打开3号管，直到翻出来的水变清为止，然后再将2号管打开，3号管关闭，重复上述操作。然后再将高压水头分别注入2号管和3号管，又重复循环上述操作。

2.2.4 注浆

待清孔清理干净后，根据浆液配合比进行配制浆液。在配制浆液过程中，仔细称量加水量和外加剂量，搅拌均匀，做好试件。

在浆液的各项指标满足要求情况下，将水泥浆注入1号管，同时打开2号管和3号管，加压开始注浆，通过注浆，将其它管内的清水都置换出来，直到管内翻出浆液，并排掉100升浆液为止，然后再将水泥将注入2号管，同时先打开1号和3号管，待有均匀浆液排出，并排掉100升浆液为止，最后再将水泥浆注入3号管，重复上述操作。

将注浆接口接在1号管，同时关闭2号管和3号管，将注浆压力达到50帕时，持续5分钟。然后再将注浆接口接在2号管，同时关闭3号管和1号管，将注浆压力达到50帕时，持续5分钟，最后将注浆接口接在3号管，同时关闭2号管和1号管，将注浆压力达到50帕时，再持续5分钟。将所有阀门全部关闭，拆除注浆设备并清洗。

3.3控制注浆参数，提高注浆效果 在注浆过程中，注浆压力，浆液稠度，注入率和注浆量在注浆过程中都是变化的，于是合理的控制其变化对提高注浆效果十分重要。

注浆压力随注浆量的增加出现由低到高的变化规律，如果在注浆过程中注浆压力突然急剧下降，表明局部有漏浆或漏气现象发生，及时检查注浆管道，有可能是注浆管道损坏，也有可能桩基周围出现裂隙现象。应及时向浆液中加入外加剂，间歇注浆，多次注浆保证质量。

3 桩基注浆提高承载力原理

3.1 改善原来地质条件

提高承载力 在灌注桩的成孔过程中，机械对桩的周围地层有一定的扰动作用，减弱整个桩基的承载作用力。在混凝土的灌注过程中，由于孔壁的泥皮对整个桩基的摩擦力减弱，也影响整个桩基的承载作用力。桩底注浆通过渗透，劈裂，和挤密作用使桩端受力层在一定范围内形成浆液和土的结合体，从而改善受力结构的物理学性质，修复和提高受力土体的强度。

灌注桩在灌注混凝土前由于清孔不干净，桩底沉渣的存在直接影响和严重降低桩底承载里的发挥，通过注浆可以将桩底的沉渣置换、挤密、固结作用改善和消除桩底沉渣对承载力的不良发挥。

3.2 急剧提高桩基摩擦阻力

在高压注浆的作用下，浆液可以从桩端沿装侧向上，通过渗透、劈裂、填充、挤密和胶结作用。对桩周泥皮及护壁经行泥皮置换和空隙填充，在桩周围形成脉状结石体，大幅度提高桩基侧摩阻力。

3.3 改善受力状态和荷载传递性能

桩基注浆通过渗透、劈裂、挤密和胶结作用形成桩端扩大头，增大了桩端受力面积，并且注浆加固了桩基的持力层，改善了受力状态。桩底注浆后，桩基侧面摩擦阻力的提高要先于桩端承载力的提高，在摩擦桩中，效果最好！

3.4 加固效益分析

通过对10#桩注浆前后的小应变检测结果对比来看，注浆前在0-21米范围内，反射波速度信号与入射波速度信号大体一致，在21-22米的范围内，反射波速度信号与入射波速度信号相位一致，表明在21-22米的范围内，桩基混凝土有截面缩小或局部混凝土离析等质量缺陷。在注浆以后的小应变检测结果中，我们明显看出整个桩基从0-22米范围内，整个反射波信号与入射波信号一致，反射波相位和入射波相位大体一致。总之，通过注浆，桩底缺陷得到明显的改善，效益可观。

4 结束语

实践证明，桩端注浆，在桩基加固处理提高综合承载力和减少沉降量方面是一种经济合理、技术先进的方法。