阅读说明：本技术 缺陷灌注桩复合管联合桩周旋摆喷注浆加固施工方法 (Circumferential rotation swinging grouting reinforcement construction method for defected cast-in-place pile composite pipe combined pile ) 是由 朱凯 陈小林 于 2019-11-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种缺陷灌注桩复合管联合桩周旋摆喷注浆加固施工方法,其特征在于,包括钻孔抽芯、复合管制作、复合管下放、气囊充气、桩端处理、复合管移位、缺陷段清洗、缺陷段注浆、桩周加固等步骤；通过上下气囊将缺陷段完全封闭包裹,并通过复合管注入高压水泥浆进行补强加固,可以按照灌注桩实际缺陷情况进行高压清洗和补强,适应性强,并且保证高压清洗和注浆的效果；采用外管结合内管的复合管,通过外管上喷嘴进行高压清洗和高压注浆,达到补强作用,并通过吸渣孔将清洗过程中碎渣通过内管排出,清洗、补强效果好；在灌注桩桩周钻设若干注浆孔,在非缺陷段的桩周摆喷形成桩周摆喷体,在缺陷段的桩周进行旋喷形成桩周旋喷体。(The invention relates to a reinforcement construction method for a defected cast-in-place pile composite pipe combined pile circumferential rotation swinging grouting, which is characterized by comprising the steps of drilling and core pulling, composite pipe manufacturing, composite pipe lowering, air bag inflation, pile end treatment, composite pipe shifting, defected section cleaning, defected section grouting, pile circumferential reinforcement and the like; the upper air bag and the lower air bag completely enclose and wrap the defect section, and high-pressure cement slurry is injected through the composite pipe for reinforcement, so that high-pressure cleaning and reinforcement can be performed according to the actual defect condition of the cast-in-place pile, the adaptability is strong, and the high-pressure cleaning and grouting effects are ensured; the outer pipe is combined with the composite pipe of the inner pipe, high-pressure cleaning and high-pressure grouting are carried out through the nozzle on the outer pipe, the reinforcing effect is achieved, broken slag in the cleaning process is discharged through the inner pipe through the slag suction hole, and the cleaning and reinforcing effects are good; drilling a plurality of grouting holes around the cast-in-place pile, swinging and spraying the periphery of the pile at the non-defect section to form a peripheral swinging and spraying body, and performing rotary spraying on the periphery of the pile at the defect section to form a peripheral rotary spraying body.)

缺陷灌注桩复合管联合桩周旋摆喷注浆加固施工方法

技术领域

本发明涉及灌注桩桩身、桩底存在质量缺陷的、需进行补强加固处理的缺陷桩加固施工，尤其涉及缺陷灌注桩复合管联合桩周旋摆喷注浆加固施工方法。

背景技术

钻孔灌注桩以承载力高、适应性强、造价低等独特的优点，广泛应用于交通、水利和建筑等领域中，但由于工程场地地质条件的复杂性和施工过程中的不确定因素，使得钻孔灌注桩在桩底部位常会产生较厚沉渣，桩身混凝土也会发生离析、蜂窝、沟槽、局部胶结性较差的现象，成为缺陷桩，严重影响了灌注桩的质量。对于缺陷灌注桩，如果单纯地采取补桩或在原地拔出重新施工的方法，往往费用很高，甚至不可行，并且桩缺陷存在于地下，实际施工中面临无法看清具体缺陷位置、桩底沉渣清洗半径不能确定达到桩身半径等难题，因此亟须提出相应的解决措施。

发明内容

本发明的目的在于针对现有缺陷灌注桩加固补强施工中存在的问题，提出了一种缺陷灌注桩复合管联合桩周旋摆喷注浆加固施工方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案。

本发明涉及的缺陷灌注桩复合管联合桩周旋摆喷注浆加固施工方法，包括如下施工步骤：

S1、在灌注桩钻孔抽芯检测确定缺陷情况的基础上，根据需要补钻若干孔，作为补强孔；

S2、制作复合管工作部和若干复合管标准节，并安装复合管工作部上的上气囊和下气囊以及对应的气管；

S3、排除上气囊和下气囊内的空气，依次连接复合管工作部和若干复合管标准节，并沿补强孔下放，直至上气囊位于灌注桩底端以上15~20cm处；

S4、通过气管对上气囊进行充气，使得复合管工作部和补强孔孔壁之间空隙被充气气囊密闭；

S5、沿外管与内管之间的空隙注入高压水泥浆，高压水泥浆通过复合管工作部上的多个喷嘴注入到桩底沉渣中，经切割、侵入和渗透等方式水泥浆与桩底沉渣混合均匀后形成桩端注浆扩大体；

S6、抽除上气囊和下气囊内的空气，将复合管工作部提升，并同步补充水泥浆，直至缺陷段位于复合管工作部的上气囊和下气囊之间，重新对上气囊和下气囊进行充气，封闭复合管工作部和补强孔孔壁之间的空隙；

S7、沿外管与内管之间的空隙注入高压水对缺陷段的夹泥和薄弱混凝土进行清洗切割，清洗下来的废渣经由吸渣孔、排渣通道和内管通过上连的真空泵吸出，反复循环数次，直至排出清水为止；

S8、沿外管与内管之间的空隙注入高压水泥浆，填充缺陷段经清洗后形成的孔隙和通道；

S9、根据灌注桩的实际缺陷段的位置，按照步骤S6~S8进行后续注浆加固，所有缺陷段均注浆处理后，清洗复合管工作部和复合管标准节并分类存放；

S10、在灌注桩桩周钻设若干注浆孔，注浆孔内逐一放入注浆管进行注浆加固，在桩底旋喷进一步形成桩端注浆扩大体，在非缺陷段的桩周摆喷形成桩周摆喷体，在缺陷段的桩周进行旋喷形成桩周旋喷体。

优选地，所述步骤S2具体包括：

S2.1、制作复合管标准节，将同长度直径较大的外管套在直径较小的内管外部，距外管和内管上下端5cm处的环向均匀焊接若干定位杆，由内管螺纹和外管螺纹组成的连接螺纹处的壁厚比其他部位厚2~3mm，形成加厚段；

S2.2、制作复合管工作部，在外管底端一定范围内均匀钻设若干孔并安装喷嘴，在外管和内管底端沿环向钻设若干吸渣孔，外管和内管上对应的吸渣孔之间焊接一根排渣通道，外管和内管下端焊接一块封板；

S2.3、在封板下方焊接一段长度略大于下气囊高度的外管，其底部焊接一块底板；

S2.4、在喷嘴区域上部焊接两块相隔一定高度的环板，两块环板之间安装上气囊；

S2.5、在封板位置处焊接一块环板，环板与底板之间安装下气囊。

优选地，所述复合管工作部上端设有与复合管标准节相对应的连接螺纹和加厚段，复合管工作部与复合管标准节以及复合管标准节之间通过连接螺纹连接。

优选地，所述气管设置在外管的外壁上，下端设有气管头，气管穿过若干环板并焊接以保证气密性，其下端位于上气囊或下气囊中，气管采取螺旋接长连接。

优选地，所述底板及环板上设有8条呈射线状的滑轨槽，滑轨槽外端部设有限位块，上下滑轨槽相对，底板及环板的圆周侧面设有凹槽。

优选地，所述上气囊和下气囊的上下分别连有8根与滑轨槽相对应的一端带有滑块的L型杆骨架，滑块可在滑轨槽内滑动，上气囊和下气囊的上下端分别通过套箍紧固在凹槽内，L型杆骨架和凹槽之间的上囊袋或下囊袋形成可收缩和伸展的密封囊。

优选地，所述步骤S5和S8中，注入高压水泥浆时，内管上端呈密闭状态。

本发明涉及的技术方案，与传统技术相比的有益效果是：

1、采用高压旋喷在缺陷段进行旋喷注浆，在桩体内部注浆加固时可能削弱桩周土体的情况下，桩周旋喷注浆体对缺陷桩起到包裹补强作用，在断桩面上增大了桩的有效直径，提高了桩身的承载力。

2、利用原来的抽芯检测孔进行后续清洗与注浆，减少了钻孔的数量，减少了施工周期。

3、采用外管结合内管的复合管，通过外管上喷嘴进行高压清洗和高压注浆，达到补强作用，并通过吸渣孔将清洗过程中碎渣通过内管排出，清洗、补强效果好。

4、复合管管周设有上下两个气囊，可以按照灌注桩实际缺陷情况进行高压清洗和补强，适应性强，并且保证高压清洗和注浆的效果。

附图说明

图1是缺陷灌注桩复合管联合桩周旋摆喷注浆加固结构示意图；

图2是缺陷灌注桩缺陷部位桩周旋喷段剖面图；

图3是缺陷灌注桩非缺陷部位桩周摆喷段剖面图；

图4是复合管工作部结构示意图；

图5是复合管工作部下气囊结构示意图；

图6是复合管工作部上气囊结构示意图；

图7是复合管标准节结构示意图；

图8是复合管上下节连接结构示意图；

图9是气囊内部结构示意图（图5中A-A剖面）；

图10是滑动装置示意图（图5中B-B剖面）；

图11是步骤S1钻设补强孔示意图；

图12是步骤S7和S8缺陷段清洗注浆示意图；

图13是步骤S10桩周自下而上旋摆喷示意图。

图中标注：1-地表面，2-灌注桩，3-缺陷段，4-桩底沉渣，5-补强孔，61-桩周摆喷体，62-桩周旋喷体，63-桩端注浆扩大体，7-注浆孔，8-复合管工作部，81-外管，82-内管，83-定位杆，84-喷嘴，85-吸渣孔，86-封板，87-排渣通道，88-加厚段，89-底板，91-上气囊，92-下气囊，10-气管，101-气管头，11-环板，111-凹槽，121-滑轨槽，122-滑块，123-L型杆骨架，124-限位块，13-套箍，14-密封囊，15-复合管标准节，151-连接螺纹，152-内管螺纹，153-外管螺纹，16-高压注浆方向，17-排渣方向。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将参考图1至图13，对本发明的实施例作详细说明，以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例中，灌注桩2桩身直径为1m，长15m，在灌注桩桩芯钻取两个直径12cm的补强孔5，外管81直径为80mm，内管82直径为48mm，复合管工作部8与复合管标准节15长度均为1.5m，上气囊91和下气囊92长度均为20cm，根据钻芯取样结果确定有两处缺陷，经注浆加固后灌注桩如附图1~附图3所示。

针对上述缺陷灌注桩，采用下述施工步骤。

S1、在灌注桩2钻孔抽芯检测确定缺陷情况的基础上，根据需要补钻若干孔，作为补强孔5，如附图11所示。

S2、制作复合管工作部8和若干复合管标准节15，并安装复合管工作部8上的上气囊91和下气囊92以及对应的气管10，如附图4和附图7所示，具体步骤如下：

S2.1、制作复合管标准节15，将同长度直径较大的外管81套在直径较小的内管82外部，距外管81和内管82上下端5cm处的环向均匀焊接若干定位杆83，由内管螺纹152和外管螺纹153组成的连接螺纹151处的壁厚比其他部位厚2~3mm，形成加厚段88，如附图7所示；

S2.2、制作复合管工作部8，在外管81底端一定范围内均匀钻设若干孔并安装喷嘴84，在外管81和内管82底端沿环向钻设若干吸渣孔85，外管81和内管82上对应的吸渣孔85之间焊接一根排渣通道87，外管81和内管82下端焊接一块封板86，复合管工作部8上端设有与复合管标准节15相对应的连接螺纹151和加厚段88，如附图4和附图5所示；

S2.3、在封板86下方焊接一段长度略大于下气囊92高度的外管81，其底部焊接一块底板89，如附图4和附图5所示；

S2.4、在喷嘴84区域上部焊接两块相隔一定高度的环板11，两块环板11之间安装上气囊91，如附图4、附图6和附图9所示，底板89及环板11上设有8条呈射线状的滑轨槽121，滑轨槽121外端部设有限位块124，上下滑轨槽121相对，底板89及环板11的圆周侧面设有凹槽111，如附图9和附图10所示；

S2.5、在封板86位置处焊接一块环板11，环板11与底板89之间安装下气囊92，如附图5和附图9所示；

S2.6、在外管81的外壁上设置气管10，下端设有气管头101，气管10穿过若干环板11并焊接以保证气密性，其下端位于上气囊91或下气囊92中，气管10采取螺旋接长连接，如附图5和附图6所示；上气囊91和下气囊92的上下分别连有8根与滑轨槽121相对应的一端带有滑块122的L型杆骨架123，在充放气的过程中滑块122可在滑轨槽121内滑动，上气囊91和下气囊92的上下端分别通过套箍13紧固在凹槽111内，L型杆骨架123和凹槽111之间的上囊袋91或下囊袋92形成可收缩和伸展的密封囊14。

S3、排除上气囊91和下气囊92内的空气，依次连接复合管工作部8和若干复合管标准节15，复合管工作部8与复合管标准节15以及复合管标准节15之间通过连接螺纹151连接，连接头如附图8所示，并沿补强孔5下放，直至上气囊91位于灌注桩2底端以上15~20cm处。

S4、通过气管10对上气囊91进行充气，使得复合管工作部8和补强孔5孔壁之间空隙被充气气囊密闭。

S5、封闭内管82上端，沿外管81与内管82之间的空隙注入高压水泥浆，高压水泥浆通过复合管工作部8上的多个喷嘴84注入到桩底沉渣4中，经切割、侵入和渗透等方式水泥浆与桩底沉渣4混合均匀后形成桩端注浆扩大体63。

S6、抽除上气囊91和下气囊92内的空气，将复合管工作部8提升，并同步补充水泥浆，直至缺陷段3位于复合管工作部8的上气囊91和下气囊92之间，重新对上气囊91和下气囊92进行充气，封闭复合管工作部8和补强孔5孔壁之间的空隙。

S7、沿外管81与内管82之间的空隙注入高压水对缺陷段3的夹泥和薄弱混凝土进行清洗切割，清洗下来的废渣经由吸渣孔85、排渣通道87和内管82通过上连的真空泵吸出，反复循环数次，直至排出清水为止，如附图12所示。

S8、封闭内管82上端，沿外管81与内管82之间的空隙注入高压水泥浆，填充缺陷段3经清洗后形成的孔隙和通道，如附图12所示。

S9、根据灌注桩2的实际缺陷段3的位置，按照步骤S6~S8进行后续注浆加固，所有缺陷段3均注浆处理后，清洗复合管工作部8和复合管标准节15并分类存放。

S10、在灌注桩2桩周钻设若干注浆孔7，注浆孔7内逐一放入注浆管进行注浆加固，在桩底旋喷进一步形成桩端注浆扩大体63，在非缺陷段的桩周摆喷形成桩周摆喷体61，在缺陷段3的桩周进行旋喷形成桩周旋喷体62，如附图13所示。

上述实施例仅用于解释说明本发明的技术构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。