深圳君轩科技园
冲孔桩基础加固方案
一、存在问题及分析
深圳君轩科技园5栋厂房、一栋宿舍楼，采用冲孔桩基础，桩基持力层为微风化大理岩，设计桩径800-1200mm 。桩基础施工完成后采用小应变和抽芯检测，发现12条桩身完整性和桩底持力层存在问题，具体分为以下四类：
1、桩身存在素水泥块
在所有所芯桩中有5条桩桩身混凝土芯样中发现有素水泥，素水泥浆局部集中后其它地方则可能存在松散碎石，其中三条桩是在桩顶0.6米范围内揭露，可直接将存在问题的部位清除后重新接桩。另三条桩是在0.85-6.03米范围内揭露有素水泥，需对周边松散碎石进行固结加固处理。
2、桩身混凝土存在蜂窝、沟槽
在所有所芯桩中有3条桩桩身混凝土芯样中发现有蜂窝、沟槽（其中一条D-29桩15.8-16.4m 一侧含泥），主要是因桩径较小，导管上拨时造成，需进行清洗注浆加固处理。
3、桩底沉碴
在所有所芯桩中有3桩桩底沉碴达110-200mm ，不满足设计要求，沉碴可能是在下钢筋笼时带入孔底，需进行清洗注浆加固处理。
4、桩底持力层存在溶洞
在所有所芯桩中有6条桩发现桩底3米持力层范围内存在溶洞，大小一般0.4-1.8m ，充填或半充填砂砾和粘土。主要原因是桩底持力层一侧岩溶较发育，单个钻孔未能完全控制。需对溶洞进行清洗注浆加固处理。
二、补强加固方案
根据本场地桩基础存在的问题，设计、勘察、监理和施工方、甲方共同研究探讨，通过对比同类地质条件桩基础加固方案，本场地对桩身或桩底存在的问题采用高压清水洗孔和高压注浆的处理方案较好，可以提高桩身缺陷段混凝土强度和桩端持力层的承载力。本次对桩身混凝土存在蜂窝且桩底存在沉碴或溶洞的桩也一并处理。
1、素水泥块处理：对桩顶局部存在素水泥地范围可以直接破除后重新接桩，深部存在素水泥块则采用高压水清洗后压浆处理。
2、桩身混凝土蜂窝、沟槽处理：在桩内重新钻一个孔，并利用原抽芯孔在桩身混凝土中发现存在问题的地段采用高压水清洗后进行高压压浆处理。
3、桩底沉碴
在桩内再引一孔，利用原抽芯孔一同采用高压水洗出桩底沉碴中的细砂和粘土，再采用高压注浆和压浆处理，使水泥浆与较大的卵石形成水泥固结体。
4、桩底持力层存在溶洞
检测抽芯发现溶洞内充填有粘土夹砂砾石，为确保将洞内粘土清洗干净，在原抽芯孔另一侧再施工一个钻孔，并做为注浆时的返浆孔。采用高压清水连续清洗，将溶洞内的泥砂清洗干净，然后再高压注浆和压浆。由于岩溶区地下水连通性较好，注浆时易造成浆液流失，在注浆一定时间后如注浆量仍然较大时则采用双液注浆，以达到快速固结的效果。确保溶洞内充填满水泥浆液，以达到加固效果。
三、加固方法
1、施工方法及原理
（1）引孔
该基础桩径一般为800—1200，已有抽芯一个抽芯钻孔，为保证清洗干净洞内粘土，需采用钻机在桩内另一侧再施工1个钻孔，孔径110mm ，孔深到需处理地段以下0.5米，并对前期存在溶洞的抽芯孔进行扫孔，使旋喷清洗头能进入岩溶范围区进行清孔，在2个孔内分别进行高压清水洗孔，确保桩底沉碴和持力层岩溶中的粘土清洗干净。
（2）洗孔
采用高压旋喷进行清洗，即采用高压清水喷射流对桩底沉碴和溶洞内粘土体进行高压旋喷切割，使其呈松散状态，然后采用大流量清水配合气举循环的方法进行将细小沉碴物和粘粒清出孔口，直到流出清水为止。
（3）注浆补强
清洗完成后，采用高压旋喷灌浆法进行注浆处理，首先高压旋喷水灰比为1：1的高标号水泥浆液，替换桩底和溶洞中的清水，直到两个钻孔内的孔口流出的浆液浓度与注浆浓度一至，再采用止浆筏封闭孔口，然后采用20-25Mpa 的压力压入水灰比为0.5：1的高标号水泥浆液。使注入的水泥浆液与松散碎块石粘结形成一个整体。
在地下水流通性较好的桩位，采用加压注浆时会造成浆液大量流失，为提高桩底岩石的固结效果，在压入5-10吨水泥浆液后，如发现注浆压力不上升，则采用常压双液（水泥浆和水玻璃）注浆，掺入的速凝剂水玻璃与水泥重量比为0.01--0.02：1，使注入的浆液在桩底快速形成一个初凝体，在注浆压力上升后，再采用加压注浆，以达到加固效果。
2、施工流程图
反复进行
补强孔施工高压清水旋喷切割将泥浆返出孔口
清洗设备压浆 (常压双液注浆) 高压水泥浆旋喷灌浆
配置浆液
四、施工工艺
1、清洗及补强钻孔
使用XY-1抽芯高速钻机钻进，孔径Φ110mm ，钻至需处理地段以下0.5米。并利用本次的钻孔作为旋喷注（压）浆孔。
2、高压清水旋喷清碴
在2个孔内利用高压清水对需加固的桩身混凝土段和桩底沉碴及岩溶区段反复进行旋喷切割，将粘土喷切成浆液和细粒返出孔口。
施工参数为：高压清水压力：20-25MPa ，旋喷速度12-16r/min，提升速度15-18cm/min，清水排量150L/min。
反复清洗后直到孔口流出水较清和无明显粘粒为止。
3、水泥浆配置
浆液配置采用P .O 42.5R水泥配置，旋喷注浆水泥浆液水灰比为1:1，孔口压浆水灰比为0.5:1。 地下水流通性较好的加固桩处理过程中可采用双液压浆工艺，在水泥浆液内加入水泥重量1-3%的水玻璃，以增加水泥浆液的凝固速度，防止浆液流失而影响加固效果。
4、高压水泥浆旋喷注浆
采用高压旋喷灌注水泥浆，使水泥浆液能渗入桩身混凝土缺陷内或桩底需处理地段内，并挤压和排出桩中和桩底的泥浆。当孔口排出的浆液浓度与注入的水泥浆液浓度基本一至时进入下一步压浆工艺。
施工参数：喷射器旋转速度12r/min，提升速度8-15cm/min，水泥浆排量75L/min。
5、静压注浆
插入一根注浆管到需加固的部位，采用常压注入水灰比0.5：1的水泥浆液，压力0.5-1Mpa ，直到孔口返出的浆液浓度与注浆浓度基本一至时才能停止注浆。然后再进行压浆。
由于地下水连通性较好，岩溶区加固桩位在注入一定量的水泥浆液后而孔口不出现返浆时，采用双液常压注浆工艺，压力0.5Mpa ，根据注浆量调节水玻璃的掺入量，确保能达到孔口返浆的效果，再进行下一步的压浆。
6、孔口压浆
选择引孔做为压浆孔，压浆前将各孔采用止浆阀封闭孔口，压浆前将返浆孔的止浆阀的阀门关闭，压浆区为岩溶区，压浆管底部封闭，在压浆管的压浆区四周开小孔，压入0.5:1的水泥浆，压力达到2-4MPa ，当水泥浆排量小于20L/min后，稳压10分钟，然后停止压浆，关闭孔口候凝。
五、质量控制
1、由于地下岩石中裂隙发育，地下水连通性较好，在孔底注浆时需保证孔口有同一浓度的浆液返出方可停止注浆。
2、压浆过程中需保证压力和注浆量满足要求时才可终止压浆。
3、施工过程中观察每个注浆孔的吃浆量，现场应仔细记录每个注浆桩的吃浆量，同时在一个桩注浆时，观察另一个桩有无冒浆情况。出现冒浆时应采用间歇注浆或增加水玻璃的掺入量。
4、当注浆量较大而注浆压力不上升时，可采用间歇注浆的方法，间歇时间首先为30分钟，往后可慢慢延长每次间隔40-50分钟。间歇停止注浆时需注入少量清水，确保注浆管道通畅不被堵塞，为下一次注浆做准备。
5、根据以往岩溶区桩底持力层加固情况来看，个别桩底因地下水流通较快或溶洞较大，注入的水泥浆液无法返出孔口，可在注入水泥浆液的同时掺入一定量的砂混碎石，同时进行间歇注浆的方法进行施工。用水泥浆液将砂石送入桩底溶洞和溶蚀裂隙内，充填的砂石可适当阻止地下水流的速度，使注入的水泥浆液能快速达到固结桩底岩石。
6、在停止喷浆后压浆前，如发现孔口内注入的水泥浆液面回落较快，则需在另一个孔口的止浆阀中预埋一根PVC 压浆管，压浆管的注浆区开两排小孔并用胶带将小孔和管底封闭。以备前面压浆通道堵塞后进行二次压浆所用。
五、检测
对桩身完整性为Ⅲ类桩及桩底沉渣超过规范的桩注完浆后采用小应变检测桩身和底持力层的完整性；对桩底持力层为溶洞的桩采用抽芯检测，抽芯日期为注浆完成后7天。 深圳市南华岩土工程有限公司
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冲孔桩基础加固方案
一、存在问题及分析
深圳君轩科技园5栋厂房、一栋宿舍楼，采用冲孔桩基础，桩基持力层为微风化大理岩，设计桩径800-1200mm 。桩基础施工完成后采用小应变和抽芯检测，发现12条桩身完整性和桩底持力层存在问题，具体分为以下四类：
1、桩身存在素水泥块
在所有所芯桩中有5条桩桩身混凝土芯样中发现有素水泥，素水泥浆局部集中后其它地方则可能存在松散碎石，其中三条桩是在桩顶0.6米范围内揭露，可直接将存在问题的部位清除后重新接桩。另三条桩是在0.85-6.03米范围内揭露有素水泥，需对周边松散碎石进行固结加固处理。
2、桩身混凝土存在蜂窝、沟槽
在所有所芯桩中有3条桩桩身混凝土芯样中发现有蜂窝、沟槽（其中一条D-29桩15.8-16.4m 一侧含泥），主要是因桩径较小，导管上拨时造成，需进行清洗注浆加固处理。
3、桩底沉碴
在所有所芯桩中有3桩桩底沉碴达110-200mm ，不满足设计要求，沉碴可能是在下钢筋笼时带入孔底，需进行清洗注浆加固处理。
4、桩底持力层存在溶洞
在所有所芯桩中有6条桩发现桩底3米持力层范围内存在溶洞，大小一般0.4-1.8m ，充填或半充填砂砾和粘土。主要原因是桩底持力层一侧岩溶较发育，单个钻孔未能完全控制。需对溶洞进行清洗注浆加固处理。
二、补强加固方案
根据本场地桩基础存在的问题，设计、勘察、监理和施工方、甲方共同研究探讨，通过对比同类地质条件桩基础加固方案，本场地对桩身或桩底存在的问题采用高压清水洗孔和高压注浆的处理方案较好，可以提高桩身缺陷段混凝土强度和桩端持力层的承载力。本次对桩身混凝土存在蜂窝且桩底存在沉碴或溶洞的桩也一并处理。
1、素水泥块处理：对桩顶局部存在素水泥地范围可以直接破除后重新接桩，深部存在素水泥块则采用高压水清洗后压浆处理。
2、桩身混凝土蜂窝、沟槽处理：在桩内重新钻一个孔，并利用原抽芯孔在桩身混凝土中发现存在问题的地段采用高压水清洗后进行高压压浆处理。
3、桩底沉碴
在桩内再引一孔，利用原抽芯孔一同采用高压水洗出桩底沉碴中的细砂和粘土，再采用高压注浆和压浆处理，使水泥浆与较大的卵石形成水泥固结体。
4、桩底持力层存在溶洞
检测抽芯发现溶洞内充填有粘土夹砂砾石，为确保将洞内粘土清洗干净，在原抽芯孔另一侧再施工一个钻孔，并做为注浆时的返浆孔。采用高压清水连续清洗，将溶洞内的泥砂清洗干净，然后再高压注浆和压浆。由于岩溶区地下水连通性较好，注浆时易造成浆液流失，在注浆一定时间后如注浆量仍然较大时则采用双液注浆，以达到快速固结的效果。确保溶洞内充填满水泥浆液，以达到加固效果。
三、加固方法
1、施工方法及原理
（1）引孔
该基础桩径一般为800—1200，已有抽芯一个抽芯钻孔，为保证清洗干净洞内粘土，需采用钻机在桩内另一侧再施工1个钻孔，孔径110mm ，孔深到需处理地段以下0.5米，并对前期存在溶洞的抽芯孔进行扫孔，使旋喷清洗头能进入岩溶范围区进行清孔，在2个孔内分别进行高压清水洗孔，确保桩底沉碴和持力层岩溶中的粘土清洗干净。
（2）洗孔
采用高压旋喷进行清洗，即采用高压清水喷射流对桩底沉碴和溶洞内粘土体进行高压旋喷切割，使其呈松散状态，然后采用大流量清水配合气举循环的方法进行将细小沉碴物和粘粒清出孔口，直到流出清水为止。
（3）注浆补强
清洗完成后，采用高压旋喷灌浆法进行注浆处理，首先高压旋喷水灰比为1：1的高标号水泥浆液，替换桩底和溶洞中的清水，直到两个钻孔内的孔口流出的浆液浓度与注浆浓度一至，再采用止浆筏封闭孔口，然后采用20-25Mpa 的压力压入水灰比为0.5：1的高标号水泥浆液。使注入的水泥浆液与松散碎块石粘结形成一个整体。
在地下水流通性较好的桩位，采用加压注浆时会造成浆液大量流失，为提高桩底岩石的固结效果，在压入5-10吨水泥浆液后，如发现注浆压力不上升，则采用常压双液（水泥浆和水玻璃）注浆，掺入的速凝剂水玻璃与水泥重量比为0.01--0.02：1，使注入的浆液在桩底快速形成一个初凝体，在注浆压力上升后，再采用加压注浆，以达到加固效果。
2、施工流程图
反复进行
补强孔施工高压清水旋喷切割将泥浆返出孔口
清洗设备压浆 (常压双液注浆) 高压水泥浆旋喷灌浆
配置浆液
四、施工工艺
1、清洗及补强钻孔
使用XY-1抽芯高速钻机钻进，孔径Φ110mm ，钻至需处理地段以下0.5米。并利用本次的钻孔作为旋喷注（压）浆孔。
2、高压清水旋喷清碴
在2个孔内利用高压清水对需加固的桩身混凝土段和桩底沉碴及岩溶区段反复进行旋喷切割，将粘土喷切成浆液和细粒返出孔口。
施工参数为：高压清水压力：20-25MPa ，旋喷速度12-16r/min，提升速度15-18cm/min，清水排量150L/min。
反复清洗后直到孔口流出水较清和无明显粘粒为止。
3、水泥浆配置
浆液配置采用P .O 42.5R水泥配置，旋喷注浆水泥浆液水灰比为1:1，孔口压浆水灰比为0.5:1。 地下水流通性较好的加固桩处理过程中可采用双液压浆工艺，在水泥浆液内加入水泥重量1-3%的水玻璃，以增加水泥浆液的凝固速度，防止浆液流失而影响加固效果。
4、高压水泥浆旋喷注浆
采用高压旋喷灌注水泥浆，使水泥浆液能渗入桩身混凝土缺陷内或桩底需处理地段内，并挤压和排出桩中和桩底的泥浆。当孔口排出的浆液浓度与注入的水泥浆液浓度基本一至时进入下一步压浆工艺。
施工参数：喷射器旋转速度12r/min，提升速度8-15cm/min，水泥浆排量75L/min。
5、静压注浆
插入一根注浆管到需加固的部位，采用常压注入水灰比0.5：1的水泥浆液，压力0.5-1Mpa ，直到孔口返出的浆液浓度与注浆浓度基本一至时才能停止注浆。然后再进行压浆。
由于地下水连通性较好，岩溶区加固桩位在注入一定量的水泥浆液后而孔口不出现返浆时，采用双液常压注浆工艺，压力0.5Mpa ，根据注浆量调节水玻璃的掺入量，确保能达到孔口返浆的效果，再进行下一步的压浆。
6、孔口压浆
选择引孔做为压浆孔，压浆前将各孔采用止浆阀封闭孔口，压浆前将返浆孔的止浆阀的阀门关闭，压浆区为岩溶区，压浆管底部封闭，在压浆管的压浆区四周开小孔，压入0.5:1的水泥浆，压力达到2-4MPa ，当水泥浆排量小于20L/min后，稳压10分钟，然后停止压浆，关闭孔口候凝。
五、质量控制
1、由于地下岩石中裂隙发育，地下水连通性较好，在孔底注浆时需保证孔口有同一浓度的浆液返出方可停止注浆。
2、压浆过程中需保证压力和注浆量满足要求时才可终止压浆。
3、施工过程中观察每个注浆孔的吃浆量，现场应仔细记录每个注浆桩的吃浆量，同时在一个桩注浆时，观察另一个桩有无冒浆情况。出现冒浆时应采用间歇注浆或增加水玻璃的掺入量。
4、当注浆量较大而注浆压力不上升时，可采用间歇注浆的方法，间歇时间首先为30分钟，往后可慢慢延长每次间隔40-50分钟。间歇停止注浆时需注入少量清水，确保注浆管道通畅不被堵塞，为下一次注浆做准备。
5、根据以往岩溶区桩底持力层加固情况来看，个别桩底因地下水流通较快或溶洞较大，注入的水泥浆液无法返出孔口，可在注入水泥浆液的同时掺入一定量的砂混碎石，同时进行间歇注浆的方法进行施工。用水泥浆液将砂石送入桩底溶洞和溶蚀裂隙内，充填的砂石可适当阻止地下水流的速度，使注入的水泥浆液能快速达到固结桩底岩石。
6、在停止喷浆后压浆前，如发现孔口内注入的水泥浆液面回落较快，则需在另一个孔口的止浆阀中预埋一根PVC 压浆管，压浆管的注浆区开两排小孔并用胶带将小孔和管底封闭。以备前面压浆通道堵塞后进行二次压浆所用。
五、检测
对桩身完整性为Ⅲ类桩及桩底沉渣超过规范的桩注完浆后采用小应变检测桩身和底持力层的完整性；对桩底持力层为溶洞的桩采用抽芯检测，抽芯日期为注浆完成后7天。 深圳市南华岩土工程有限公司