一种对桩周边破碎地质加固的施工方法

摘要

本发明涉及一种地基处理方法，具体为一种对桩周边破碎地质加固的施工方法。解决特殊地质条件下，桩基加固的技术问题，提供了一种对桩周边破碎地质加固的施工方法。本发明的技术方案是，一种对桩周边破碎地质加固的施工方法，通过提前对桩基周边破碎地质进行钻孔压浆作业，使破碎岩层的土固结，压浆选用P.O32.5普通硅酸盐水泥制作水灰比为0.5的水泥浆，对夹砂层、破碎层进行压浆加固；本发明所述的方案可以使破碎地质条件下的提高桩孔的成孔质量和成桩质量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种地基处理方法，具体为一种对桩周边破碎地质加固的施工方法。

背景技术

在建筑施工中，建筑物施工之前，都需要打桩做基础，然后再进行高层施工。由桩和连接桩顶的桩承台，组成的深基础或由柱与桩基连接的单桩基础，简称桩基。高层建筑中，桩基础应用广泛。桩基施工，用钢筋混凝土、钢、木材等制成柱状桩体后，用沉桩机械打入或压入地层内直至坚实土壤，或先成孔后再浇筑成混凝土柱状桩体，借此加强桩承台承载力的工艺。灌注桩的施工主要工序是成孔及灌注混凝土。

对于桩基地质条件较差，如在某一个深度内的粉细砂层呈松散状态，强风化岩层和中风化岩层局部存在严重破碎（钻孔取芯呈碎块状或碎片状）；粉细砂层和破碎岩层皆属不良地质，在钻孔过程中易出现渗漏浆、孔壁垮塌等现象，严重的在二清时仍有大量碎石滑落的情况出现，甚至出现塌孔导致护筒周边地表下陷。为保证桩基施工顺利成孔和成桩质量，必须采取措施对桩基四周进行加固。

现有建筑地基施工技术中，利用注浆技术对软弱地基加固是一种较为常见的做法。对于桩基的加固，也有文献指出可以利用注浆的技术对桩基进行加固。

201110085933.1公开了一种对湿陷性黄土地区既有桩基进行注浆加固的方法，，该方法采用单向阀管对既有桩基进行注浆加固，主要技术要点是在既有桩基的桩基础承台及其周围布置注浆孔位，将单向阀管注浆的施工工艺引入到桩基加固中来，经加固后，桩体随土体的水平变形得到了限制，且该加固方法减少了湿陷性黄土地区桩基周围土体由于湿陷性而引起的桩体负摩擦力，提高了桩基的承载能力，减小了桩基由于地下工程施工带来的沉降，达到注浆加固的目的。

201210093584.2一种注浆式加固灌注桩基础的方法，主要解决的是输电线路杆塔施工的问题。，该方法采用压力导管向灌注桩基础的侧面或端面注入水泥固化浆料置换桩侧的泥皮，水泥固化浆料通过渗透固结、胶结泥皮、充填挤密、劈裂加筋作用，加固桩基础四周的土体，即完成对灌注桩基础的加固。这种办法可以提高桩基的稳定性，从本质上说，也是一种对桩基的进一步处理，是在桩基完成后，在桩基侧面利用压力注入水泥固化浆料，达到使桩基稳定的效果。这种处理办法仅仅针对电线塔杆等质量较轻的物体使用，对于大型建筑物的桩基成孔处理无法进行指导。

发明内容

本发明为了解决特殊地质条件下，桩基孔加固的技术问题，提供了一种对桩周边破碎地质加固的施工方法。

本发明的技术方案是，一种对桩周边破碎地质加固的施工方法，

首先地基进行基础勘探，找到破碎地质层；确定破碎地质层的深度；在开桩基孔之前对设计的桩基周边破碎地质进行钻孔压浆作业，使破碎岩层的土固结，压浆选用P.O32.5普通硅酸盐水泥制作水灰比为0.5的水泥浆，对破碎层或夹砂层进行压浆加固；然后开始桩基孔施工；

具体操作方法是，确定破碎地质层\带及夹砂层的位置深度，在桩基周围1-1.5米范围内均匀设置和桩基平行的注浆孔，注浆孔竖向位置需穿过下部岩层的破碎带50cm，然后选用P.O32.5普通硅酸盐水泥制作水灰比为0.5的水泥浆进行注浆，

桩基孔施工， 施工步骤为测量放样孔位，钻机就位，钻进成孔，注泥浆，质量检测，重新扫孔，加压注泥浆；其中注泥浆使用注浆泵； 桩基孔施工注泥浆材料制备：膨润土80-100份、水1000份、纯碱1-4份、PHP 0.03-0.05份、CMC0.04～0.08份；

在桩基钻孔施工过程中，泥浆的控制指标为：

（1）淤泥质粘土，相对密度1.2～1.23，粘度（S）19～22，含砂率（％）3～4，胶体率（％）≥95，泥皮厚度（mm/30min）≤3，pH8～10；

（2）黏土，相对密度1.05～1.2，粘度（S）19～22，含砂率（％）1.5～4，胶体率（％）≥95，泥皮厚度（mm/30min）≤3，pH8～10；

（3）卵石，相对密度1.1～1.3，粘度（S）19～22，含砂率（％）,2～4，胶体率（％）≥95，泥皮厚度（mm/30min）≤3，pH8～10；

（4）风化板岩，相对密度1.1～1.25，粘度（S）19～22，含砂率（％）2～4，胶体率（％）≥95，泥皮厚度（mm/30min）≤3，pH8～10；

在桩基钻孔施工过程中对泥浆性能指标定期进行检测，开钻施工期间每1小时检测一次，等泥浆性能稳定后每4小时检测一次，并根据钻进过程中地层变化情况增加检测频率，初始钻孔时，采用正循环方式开口，当钻头钻进至钢护筒底口时改用反循环方式排渣，在钻进过程中，随时对泥浆指标进行测试，当泥浆指标偏离要求时，及时开启泥浆分离净化器净化泥浆并加入泥浆制作材料调整泥浆指标。

在地基施工中，遇到特殊的地质区域，例如有沉积层的地区，在一定的深度会有细沙层或者破碎岩石层。对于普通的黏土层，直接施工桩基孔，桩基孔成孔顺利，不会发生垮塌现象，但是钻孔施工到破碎地质层时。由于都是细沙或者碎石，一定会出现垮塌现象，怎么掏也掏不干净，导致桩基孔报废，或者成孔形状不均匀。无法形成高质量灌注桩基。

参考地基加固技术，本发明对桩基周围的破碎地质层预先进行加固处理。传统的基地注浆加固处理，使用了大量的水泥砂浆进行注浆压浆处理，目的是使地基变得坚硬结实，防止沉降，主要是为了提高承载力。

本发明所述的方案可以使破碎底层或细沙带粘结在一起，形成一个固结体，具有一定的硬度，但是该硬度和粘结力仅仅可以使破碎物质保持一个不破碎状态即可。如果处理的力度不够，破碎带没有被固结成一体，在钻桩基孔时候还是容易塌孔。如果处理后的破碎区域太硬，和粘土层硬度不匹配，容易使钻头卡钻，临时调整钻机的功率会造成桩基孔成孔上下不均匀，结果是成孔质量差，成桩变差。

因此，本发明所述的技术方案，通过反复试验，最后确定选用P.O32.5普通硅酸盐水泥制作水灰比为0.5的水泥浆进行注浆，恰好可以使破碎区域的粘结力度达到一个均衡状态，既可以保证粘结稳定性又不影响钻机正常工作，再配合成桩孔钻机施工中的注泥浆材料使用，最终可以获得高质量桩基孔，保证灌注桩工程顺利进行。

附图说明

图1为D3.0m桩基桩周注浆孔布置图（侧视图）

图2为D1.8m桩基桩周注浆孔布置图（俯视图）

1-桩基、2-注浆孔、3-粉细沙层、4-岩石破碎层。

具体实施方式

一种对桩周边破碎地质加固的施工方法，具体操作方法是，确定破碎地质层\带及夹砂层的位置深度，在桩基周围1-1.5米范围内均匀设置和桩基平行的注浆孔，注浆孔竖向位置需穿过下部岩层的破碎带50cm，然后选用P.O32.5普通硅酸盐水泥制作水灰比为0.5的水泥浆进行注浆，

如图1所示意，直径3.0m桩基，平面位置以桩基中心为圆心按4.6m布设1圈，每圈布置6个注浆孔；如图2所示意，直径1.8m桩基，平面位置以桩基中心为圆心按3.0m布置1圈4个注浆孔，注浆孔的压浆范围1.2-1.5m，注浆压力0.2-0.5个大气压，持续5-8个小时。

注浆孔竖向位置需穿过下部岩层的破碎带50cm，施工中具体位置见下表：

各桩基桩周注浆孔深度统计表

桩基孔成孔中注浆材料选择现场加热水解PAM调制PHP泥浆，充分发挥PHP泥浆具有的良好絮凝作用，失水量小，不分散，泥皮致密，护壁效果好等优点，从而有效保证了成孔施工的安全、进度及质量。

成孔用的泥浆主要由膨润土（粘土）、水、纯碱、增粘剂组成。钻孔施工中根据具体的钻孔方法和地质情况采用不同稠度泥浆悬浮钻渣进行护壁，因此开钻前必须准备数量充足的性能优良的膨润土、粘土和增粘剂，以备桩基成孔过程及清孔时造浆使用。

现场制备的程序：

①初步估算出泥浆池中水的体积，按配合比换算出膨润土的用量，外加剂的用量均以膨润土用量为基准、按配合比例进行换算。

②膨润土的拌制：采用专用拌浆机拌制（2.5m³的清水加500kg膨润土），搅拌均匀拌后用泥浆泵抽入钢护筒。

③PHP或CMC溶液的配置：每1桶（175L容积）清水配置1kg的PHP或CMC、用木棍充分搅拌均匀后方可倒入泥浆池中，一边倒入一边用5PNL泵出水管冲击倒入处，让PHP或CMC溶液在整个泥浆池搅拌均匀。

④纯碱溶液的配置：每1桶（175L容积）清水配置5kg的纯碱、用木棍充分搅拌均匀后方可倒入泥浆池中，一边倒入一边用3PNL泵出水管冲击倒入处，让纯碱溶液在整个泥浆池搅拌均匀。

⑤在调浆过程中，首先要确保膨润土用量达到配合比的足额数量，必要时可超10%的量进行投放；当调浆效果不理想时，可采用空压机辅助造浆法，确保泥浆池内造浆材料充分搅和。在钻孔施工过程中，PHP泥浆的控制指标见下表。

桩基施工中为了保证施工各阶段的泥浆性能指标，对PHP泥浆的使用实行动态管理，定时检测，随时调整，以达到预期效果。

在钻孔施工过程中对泥浆性能指标定期进行检测。开钻施工期间每1小时检测一次，等泥浆性能稳定后每4小时检测一次，并根据钻进过程中地层变化情况增加检测频率。初始钻孔时，采用正循环方式开口。当钻头钻进至钢护筒底口附近时改用反循环方式排渣。在钻进过程中，随时对泥浆指标进行测试，当泥浆指标偏离要求时，及时开启泥浆分离净化器净化泥浆并加入泥浆制作材料调整泥浆指标。

对回收利用的泥浆要进行及时的调整，对性能指标不能满足要求的添加新拌制的泥浆、增粘剂、分散剂等材料，使其能够达到使用性能指标。

在桩基钻孔施工过程随机抽取不同地质条件下的泥浆进行性能指标试验，发现均满足规范要求。