冲孔灌注桩桩端持力层加固.docx
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冲孔灌注桩桩端持力层加固
***客运中心-综合楼冲孔灌注桩
桩底沉渣、持力层（夹层）注浆补强加固
施
工
方
案
**勘察基础工程公司
**井桩分公司
2011.10.9
施工单位：
**勘察基础工程公司
项目技术负责：
***
审核***
编制：
***
编制时间：
2011年10月9日
目录
一、工程概况1
二、设计技术及要求2
1、加固注浆孔布置2
2、洗孔、注浆加固方法2
3、注浆技术工艺要求2
三、施工组织措施3
1、人员安排3
2、主要施工机械设备3
3、施工工期3
四、施工工艺3
㈠、钻注浆孔3
㈡、高压水洗孔、二重管高压旋喷洗孔3
㈢、埋管注浆4
1、花管制作、埋设4
2、填碎石4
3、封孔4
4、压水试验5
5、注浆5
五、合格桩抽芯孔注浆回灌施工措施5
㈠、注浆孔布设6
㈡、埋管、封孔6
㈢、洗孔6
㈣、注浆6
1、注浆主要参数6
2、注浆6
3、注浆终止条件7
六、质量保证措施7
七、监测、试验和检测8
八、结语8
***客运枢纽中心-综合楼
冲孔灌注桩底沉渣、持力层（夹层）加固施工方案
一、工程概况
***客运枢纽中心-综合楼位于*****，交通便利。
其基础采用冲孔灌注桩，主楼桩基以中风化花岗岩为持力层，裙楼桩基以碎块状强风化花岗岩为持力层，设计桩径为Φ800～1700mm，桩身砼强度为C30。
经钻孔取芯39根桩资料显示，有20根桩存在着桩底沉渣、桩底持力层为碎块状强风化或夹有软弱层等问题，为了确保桩身完整性、桩端承载力，减少桩基不均匀沉降，现我司根据抽芯情况及以往的施工经验，提出如下加固补强方案，请各有关专家审核。
现按桩基抽芯情况分为A、B、C、D、E、F、六种类型。
具体分类如下：
A型桩：
桩底沉渣厚度＜35cm；
B型桩：
桩底沉渣厚度（H）：
35cm≤H＜100cm；
C型桩：
桩端持力层为存在软弱夹层；
D型桩：
桩端持力层为碎块状强风化岩；
E型桩：
桩身具有蜂窝状或离析；
F型桩：
桩底沉渣、砂土状强风化岩厚度≥1.0m或取芯未能到底的桩，该类型的桩采用注浆补强质量难于保证，建议采用补桩处理；若受施工条件限制需采用注浆补强，也应以结合其他补强方案为主，以产生共同补强加固作用。
合格桩：
经抽芯检测结果为合格的桩。
为确保以上类型桩的注浆效果，建议采用压力注浆进行抽芯孔回灌充填。
根据以上分类情况，应注浆的A类型桩4根、B类型桩3根、C类型桩2根、D类型桩2根、E类型桩4根、F类型桩3根、合格桩5根。
具体见注浆补强加固情况表。
注浆补强加固情况表
序号
桩
号
桩径
（mm）
桩长
（m）
取芯情况（存在问题）
加固
类型
备注
1
13
1600
36.7
A孔：
桩底0.13m为沉渣，以下为中风化花岗岩；
B孔：
桩底无沉渣；
（两孔芯样长度相差1.16m，A孔长，B孔短。
）
A
2
17
1700
A孔：
桩底0.13m为沉渣，以下为中风化花岗岩；
B孔：
桩底无沉渣；
A
注浆补强加固情况表（续上）
序号
桩
号
桩径
（mm）
桩长
（m）
取芯情况（存在问题）
加固
类型
备注
3
41
1600
30.83
A孔：
桩底0.25m为沉渣，以下为中风化花岗岩；
B孔：
桩底0.21m为沉渣，以下为中风化花岗岩；
A
4
U
1200
A孔：
桩底0.07m为沉渣，以下为中风化花岗岩；
A
5
7
1500
A孔：
桩底0.47m为沉渣，以下为中风化花岗岩；
B
6
23
1600
32.7
A孔：
桩底0.79m为沉渣，以下为中风化花岗岩；
B孔：
桩底0.79m为沉渣，以下为中风化花岗岩；
B
7
A
1500
A孔：
桩底0.35m为沉渣，以下为中风化花岗岩；
B
8
42
1600
30.15
A孔：
桩底0～0.3m为中风化花岗岩，0.3～0.8m为软弱层，以下为中风化花岗岩；
B孔：
桩底0～0.27m为中风化花岗岩，0.27～0.99m为软弱层，以下为中风化花岗岩；
C
9
P
1200
A孔：
桩底0～0.65m为中风化花岗岩，0.65～0.8m为软弱层，以下为中风化花岗岩；
B孔：
桩身1.52～2.33m见泥无芯样；桩底无软弱层；
C
1.52～2.33m
10
16
1700
A孔：
桩身完整，桩底下0.35m为碎块状强风化，以下为中风化花岗岩；
D
11
30
1500
A孔：
桩身完整，桩底下0.86m为碎块状强风化，以下为中风化花岗岩；
D
12
11
1600
A孔：
桩身14.62～15.52m（0.90m）芯样破碎、蜂窝、松散，桩底无沉渣，持力层为中风化花岗岩；
E
13
24
1700
B孔：
桩身10m处离析，桩身29.24～29.44m（0.20m）侧面蜂窝、麻面、沟槽连续，桩底无沉渣，持力层为中风化花岗岩；
B孔：
桩身10m处离析，桩身29.24～29.44m（0.20m）侧面蜂窝、麻面、沟槽连续，桩底无沉渣，持力层为中风化花岗岩；
E
14
31
1600
33.35
A孔：
17.91m离析见泥1cm；
B孔：
17.91m离析见泥，桩底无沉渣，以下为中风化花岗岩；
E
15
C
1500
A孔：
离桩底还有24cm处，出现7cm芯样侧面夹泥，松散，桩底无沉渣，持力层为中风化花岗岩；
E
16
9
1600
A孔：
桩身25.97～33.70m（7.73m）芯样严重破碎，蜂窝、松散，取不到底。
F
17
50
1200
27.29
B孔：
桩底下2.60m为沉渣及砂土状强风化花岗岩，以下为中风化花岗岩。
F
18
N
1200
桩底含2.01m砂土状强风化花岗岩，接下为中风化花岗岩。
F
19
47
12
F
20
H
桩因取不位，情况不明不纳入注浆补强加固桩数
二、设计技术及要求
1、加固注浆孔布置
⑴、桩径≤φ1000的桩，应布置1个注浆加固孔；
⑵、桩径为≥φ1200～＜φ1500的桩，布置2-3个注浆加固孔。
⑶、桩径≥φ1500以上应布置3个注浆加固孔。
注浆孔可以利用已有的取芯孔，不足设计要求的应增加钻孔，钻孔直径不应小于φ110。
所有的钻孔深度均应进入缺陷段底部以下不少于800mm。
2、洗孔、注浆加固方法
⑴、洗孔：
①、A型桩采用普通高压泵进行高压水洗孔，洗孔范围为缺陷段底部以下不少于500mm为准。
②、B～E型桩：
采用二重管高压旋喷设备洗孔，洗孔范围为桩端到较完整的中风化持力层不少于600mm为准。
洗孔时，水压力不低于25Mpa，气压不低于0.5Mpa，水泵流量为50～100L/min，提升速度为6cm/min，每个钻孔洗孔时间约为1-2小时，以洗至孔口返出的水由混浊变为较清的水为准（允许含有砂粒）。
⑵、注浆加固方法：
采花管注浆加固。
3、注浆技术工艺要求
⑴、埋管：
在注浆加固孔中埋设一根或多根DN20注浆管（加固厚度≤200mm时埋设1根，厚度＞200mm时，每增加300～600mm多预埋一根，但每个注浆孔埋管最多不超过3根），每根注浆管底部0.5m范围内加工成花管（即为注浆器），花管段用胶布缠绕密封，再用胶布皮铅丝包裹扎实。
每个孔同时埋设一根长度为1.0-1.5m的DN20短注浆管（返浆管）。
⑵、填砾料：
孔底至封孔段底部整个范围内填入0.5～1.0cm粒径的碎石。
⑶、注浆加固范围：
从缺陷段底部标高以下500mm起到桩端底标高。
⑷、注浆材料及配合比：
采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥，水灰比为0.6～0.7：
1，比重1.6～1.70，水泥浆中应掺入2%的TW3减水剂，0.05%的三乙醇胺早强剂，0.01%的铝粉膨胀剂和8%的活性硅粉。
⑸、注浆压力：
3.0～6.0Mpa。
⑹、流量为30～50L/min。
⑺、注浆量：
水泥用量500-1500kg/根。
4、F型的桩若需注浆补强处理，应采用分段多次注浆的施工工艺，洗孔、注浆方法同B～E型桩。
三、施工组织措施
1、人员安排
施工队长、技术员：
各1人；机长：
1人；工人：
4人
2、主要施工机械设备
主要设备一览表
序号
名称
型号规格
数量
备注
1
注浆泵
3SNSA18.5KW
1台
2
高压注浆泵
XPB-90C90KW
1台
3
旋喷钻机
XPZ-50型22KW
1台
4
搅拌机
NJ-600型动2.5KW
2台
5
注浆管
100m
3、施工工期
根据加固数量而定
四、施工工艺
㈠、钻注浆孔
注浆孔可以利用已有的取芯孔，不足设计要求的应增加钻孔（桩径≤φ1000的桩，应布置1个注浆加固孔；桩径为≥φ1200～＜φ1500的桩，布置2-3个注浆加固孔；桩径≥φ1500以上应布置3个注浆加固孔）。
钻孔采用地质钻机进行，钻头选用φ110金钢石钻头，钻孔直径不应小于φ110。
所有的钻孔深度均应进入缺陷段底部以下不少于800mm。
㈡、高压水洗孔、二重管高压旋喷洗孔
A型桩采用普通高压泵进行高压水洗孔，B～F型桩采用二重管高压旋喷设备洗孔，洗孔时，以洗至孔口返出的水由混浊变为较清的水为准（允许含有砂粒）。
若A型桩不按以上要求补钻注浆孔时，建议同B～F型桩采用二重管高压旋喷设备进行洗孔，
1、高压水洗孔、二重管高压旋喷洗孔在本工程中具有特别重要的意义，是补强加固的关键工序。
通过高压水冲刷、切割，不但可将沉渣中的泥土、桩身离析段的泥质物、桩底碎块状强风化及软弱夹层的泥质物冲洗干净，扩大加固范围，还可提高浆液的可灌性及固结体的质量，提高置换率。
使注浆后的沉渣段、桩底碎块状强风化花岗岩及软弱夹层的承载力得到进一步的提高。
2、二重管高压旋喷洗孔洗孔时，水压力不低于25Mpa，气压不低于0.5Mpa，水泵流量为50～100L/min，提升速度为6cm/min，每个钻孔洗孔时间约为1-2小时。
3、洗孔范围为桩底至缺陷段底部以下少于500mm为准。
洗孔的结束标准以洗至孔口返出的水由混浊变为较清的水为准（允许含有砂粒）。
4、洗孔时将有大量的废液排出，因在基坑中施工场地有限，甲方应及时组织人员进行清理、排放。
㈢、埋管注浆
1、花管制作、埋设
⑴、花管制作：
每根注浆管底部0.5m范围内加工成花管（也称注浆器），即在该段钻3-4对共6-8个小孔，孔径为φ6～φ8，相互交错布置，孔口毛刺应挫平。
花管全长用胶布缠绕密封，再用胶皮、铅丝包裹扎实。
⑵、注浆管埋设：
每根桩的注浆孔孔全部清洗后就可埋管，在注浆孔中埋设一根或多根DN20注浆花管（注浆加固厚度≤200时埋设1根，厚度＞200时，每增加300～600mm增加一根注浆管，每个钻芯孔预埋注浆管的数量不得大于3根）。
埋设最深的注浆管应下至注浆加固段以下300-500mm为准，每个孔同时埋设一根长度为1.0-1.5m的DN20短注浆管（返浆管）。
2、填碎石
孔底至封孔段底部整个范围内填入0.5～1.0cm粒径的碎石。
3、封孔
采用水泥砂浆进行封孔，封闭厚度不小于800，封闭水泥浆的水灰比为0.6:
1，并掺入0.05%的三乙醇胺早强剂。
4、压水试验
注浆前应进行压水试验，待孔口封闭体达到设计强度后（一般为封孔12小时后）开始进行，压水试验目的：
a.检查设备和系统完好率；b.将杂物压至加固范围以外；c.确定注浆起始浓度和初始压力；d.了解各注浆管联通性。
5、注浆
⑴、注浆材料及配合比：
采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥，水灰比为0.6～0.7：
1，比重1.6～1.70，水泥浆中应掺入2%的TW3减水剂，0.05%的三乙醇胺早强剂，0.01%的铝粉膨胀剂和8%的活性硅粉。
⑵、注浆压力：
3.0～6.0Mpa。
⑶、流量宜为30～50L/min。
⑷、每盘水泥浆搅拌时间：
1～3分钟。
⑸、注浆量：
水泥用量500-1500kg/根。
⑹、注浆顺序：
首先通过最底部注浆花管进行桩底注浆加固，注浆时，返浆管的管口流出纯水泥浆时，即可将返浆管关闭，当所有返浆管关闭后，加压注浆，当注压力提高到3.0Mpa或以上，吸浆量下降即可终止注浆。
当可灌性较好时应采用间歇注浆，间隔时间为30min。
注浆时，宜按先外后内的注浆顺序进行，增加注浆约束条件，以节约注浆量，提高注浆效果。
⑺、当注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围桩孔串浆，应改为间歇注浆，间歇时间宜为30～60min，或调低浆液水灰比。
⑻、注浆应对同一根桩的各注浆导管依次实施注浆。
⑼、注浆原则：
以可注入为准，尽可能采用浓浆，低压慢注及“注注停停”的间歇注浆方式，有利于定量水泥浆留驻桩底，提高桩底持力层承载力。
⑽、注浆终止条件：
注浆量和注浆压力达到设计要求；
注浆总量达到设计值75%，且注浆压力达到或超过设计值；③桩周冒浆；满足以上条件之一时就可结束注浆。
五、合格桩抽芯孔注浆回灌施工措施
㈠、注浆孔布设
利用原抽芯检测孔作为注浆孔。
㈡、埋管、封孔
在抽芯孔口预埋长1.0～1.2米DN40水管，露出桩端的水管加工丝扣，以便与注浆泵高压管路连接，同时孔口采用水泥砂浆封闭，水泥砂浆封孔时应捣实，防止孔内高压注浆时孔口埋管崩脱，封孔厚度应大于0.7～0.8米，封孔时间大于24小时后方可注浆。
㈢、洗孔
利用高压注浆泵提供压力洗孔动力介质，进行桩身孔内高压水洗孔。
地面采用六层钢丝编织DN25高压胶管连接，注浆孔下入DN15注浆管至孔底，当返出孔口的冲洗液从浑浊的泥浆水逐渐变为清水时，即停止洗孔。
㈣、注浆
1、注浆主要参数
⑴、注浆材料及浆液配合比：
水泥采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥，膨胀剂为铝粉，固化剂：
三乙醇胺。
具体的浆液配合比如下：
水泥：
水：
铝粉：
三乙醇胺＝100：
60：
0.01：
0.05（重量比）
水灰比：
0.6
⑵、注浆压力：
0.5～2.0Mpa。
⑶、流量为30～70L/min。
⑷、每盘水泥浆搅拌时间：
1～3分钟。
⑸、注入量：
预计注浆量200～500kg。
2、注浆
⑴、普通注浆：
按浆液配合比进行水泥浆液配制，每桶水泥浆液搅拌时间1～3分钟。
注浆前下入DN15注浆管至抽芯检测孔底，所注水泥浆液在注浆泵的作用下经孔内DN15注浆管至孔底，随着水泥浆液的继续注入，水泥浆液一方面充填孔隙，一方面沿着抽芯检测孔内腔上升，当水泥浆液置换抽芯检测孔内清水而充满抽芯检测孔全孔后，拔出孔内DN15注浆管。
⑵、压力注浆：
采用变径接头使地面注浆高压胶管与DN40预埋管连接从而进行压力注浆。
注浆原则：
以可注入为准，尽可能采用浓浆，低压慢注及“注注停停”的间歇注浆方式，有利于定量水泥浆在充填满抽芯孔腔外同时留驻桩底，对改善桩身完整性及提高桩底承载力有明显效果。
3、注浆终止条件
注浆量和注浆压力达到设计要求；
注浆总量达到设计值75%，且注浆压力达到或超过设计值；③桩周冒浆；满足以上条件之一时就可结束注浆。
六、质量保证措施
1、开工前详细了解设计等有关的技术要求和工艺参数，做好技术交底工作。
严格按设计要求及有关规定进行施工。
2、实行工序管理：
以质量管理为中心，按前述的工艺流程，对各道工序实行质量控制，按现行施工规范严格把关，实行事先指导，中间检查，事后验收的“三环管理”，尤其对高压水洗孔、制浆、喷浆、注浆等主要工序进行强化管理。
推行全面质量管理，并及时配合甲方现场监理做好隐蔽工程的验收签证工作。
严把各工序的质量关是确保本工程施工质量的关键，具体应做到如下：
⑴、高压水洗孔：
二重管高压旋喷洗孔是补强加固的关键工序。
通过高压水冲刷、切割，不但可将桩底与中风花岗岩持力层间的沉渣、碎块状强风化花岗岩及泥质物洗净，扩大加固范围，还可提高浆液的可灌性及固结体的质量，提高置换率。
使注浆后的桩身完整性及桩基承载力得到进一步的提高。
要进行反复、多次清洗，严格以孔口返回清水为止（允许含有砂粒）作为洗孔的结束标准。
⑵、浆液制作：
严格按配合比准确下料，是确保注浆效果的关键，因为浆液加入铝粉膨胀剂可提高注浆体的密实度，而浆液加入活性硅粉可以提高水泥浆固结体的抗压强度。
⑶、注浆：
严格执行注浆标准：
a.终压大于初压0.5Mpa以上；b.吸浆量下降；c.达到设计注入量；d.间歇时间≥注浆时间；e.注浆次数按每孔2次或以上，交换注浆；f.在终压下，终量＜20L/min，稳定3～5min以上。
3、注浆作业是一种隐蔽工程，必须及时、准确地做好现场施工记录；注浆作业时应有甲方、监理等有关人员在场监督与指导。
4、注浆作业记录要及时、真实、准确，记录要签证，要分析，指导以后注浆。
注浆工程应根据实际，及时调整工艺参数，注浆应进行动态调控。
七、监测、试验和检测
在进行注浆加固时，甲方应安排人员对桩顶上浮进行观测，注浆的最终效果主要是通过静载试验等检测结果而定。
八、结语
注浆为隐蔽工程，施工中应严格按设计、施工方案及有关注浆规范的要求进行。
因注浆可变性较大，施工时应根据实际情况对工艺、参数进行适当调整，以便达到预期的注浆加固效果。
施工组织方案妥否，请各有关部门审核、指正、完善，从而确保工程质量。
该方案经设计等单位同意、完善方可实施。
**勘察基础工程公司
**井桩分公司
2011.9.9
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