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浅谈高压旋喷桩在处理桩基缺陷方面的应用
摘要：本文主要阐述了高压旋喷桩处理缺陷桩的原理、工艺；重点介绍喷浆过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方法的优点。
关键词：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，高填方和地下水丰富地基随处可见，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，清孔不彻底等一系列问题。采用超声方法检测，基桩经常出现上述问题和缺陷，导致基桩质量不合格。如果将缺陷桩报废或者按常规缺陷桩的处理方法，将增加直接的成本不说，工期延迟等间接成本也不菲。在此本文将引入高压旋喷注浆处理来处理桩基缺陷问题，不仅工期得以大大缩减，处理成本也将低于常规处理。经过多个项目工地验证，其缺陷桩处理效果明显，通过二次检测合格率为百分之百，从而有效的为建设项目节约了时间和资金成本。
2缺陷桩处理方法选择
目前处理缺陷桩的方法大致有如下几种：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。
2.1报废
针对出现问题的基桩，如果直接报废，那么直接成本以及间接成本带来的损失相当大；对此要进行科学的分析和验算，通过加固挽回不必要的经济损失；所以本方法经济性不够。
2.2低压注浆
低压注浆由于压力低，所以不能将所有缺陷切割成一个空腔，即对缺陷段的处理不全面。所以本方法可靠性不足。
2.3周围补桩
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，显然不可取；所以本方法经济性，适用性差。
2.4钻大直径孔重新浇筑桩
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，但少量桩边缘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。
2.5高压旋喷桩
在处理缺陷的效果，工期，成本均比上述四种方法占优。第一效果上，旋喷桩的优势将从文章后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，耗费时间少；第三成本上，旋喷桩所用材料只有水泥，另外加少量的外加剂（用量极少），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
3.1原理
针对近年来旋挖桩和人工挖孔桩出现的各种缺陷（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。这类型的桩不合格，需要进行处理加固才能判定为合格桩。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。根据检测结果合理布置钻孔个数及位置，保证辐射到全部缺陷。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
3.2工艺
3.2.1桩身缺陷范围及形状
本工程桩基处理前先进行开孔钻芯检测，根据桩径确定开孔数量。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。
3.2.2施工工艺
(1)基桩钻孔取芯
1)钻孔采用XY-150型钻机，宜选用外径为110mm金刚石钻头，钻芯设备参数基本要求：
①额定最高转速不低于790转／分；
②转速调节范围不少于4档；
③额定配用压力不低于1.5MPa；
④水泵的排水量应为50~60L/min，泵压应为1.0~2.0MPa；[1]
2)各种不同桩型钻芯开孔数量及孔位布置依据实际情况而定，可见本文工程实例。
图3-2高压旋喷水泥浆制备改进示意图
喷浆压力的控制是由压力表显示，司泵人员务必时刻观察压力的变化，保持压力的稳定。
翻浆浓度检测方法：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。
孔口补浆采用高浓度的水泥浆填补，填补时间选在旋喷浆液初凝之后。
3.4质量检测
检测方法可采用声波透射法和钻芯法结合的方式进行检测，重点是对缺陷段的密实度和强度进行检测。
4工程应用
重庆市某工程采用桩基础。根据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合格，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
桩号
桩径
(mm)
直线段L(mm)
扩底
直径(mm)
桩长（m）
浇筑日期
设计砼强度
检测结果
桩底起有质量缺陷（m）
备注
年
月
日
1
17
900
0
900
16.02
2014
1
25
C30
15m以下
1.02
IV
2
29
1800
700
1800
16.84
20