一种钢管加固桩基结构及其施工方法与流程

本发明涉及一种桩基缺陷解决方法，属于桩基施工领域。

背景技术：

目前，在项目施工中，桩基施工完毕后，经现场抽芯检测，个别孔桩桩身有小于50cm的间隙，局部桩身断裂，并有夹渣，检测单位判定为三类桩，需要进行加固处理，但现阶段并没有较为有效的成桩后的桩基加固方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种钢管加固桩基结构及其施工方法，以解决现有孔桩桩身具有间隙，局部桩身断裂，并有夹渣，需要进行加固处理，而现阶段并没有能够较为有效地解决上述难题的方法的问题。

为解决上述问题，拟采用这样一种钢管加固桩基结构的施工方法，包括：

步骤一. 定位钻孔：在桩基的上端确定钻孔孔位，将钻机移至孔位上进行钻孔，钻孔定位要准确，钻机安装平稳牢固，机座水平，立轴垂直，做到三顶点一线，即孔位、立轴、天车在同一直线上，以保证钻孔垂直不偏移。钻进要稳定，一直钻进至完整桩超1m为止，同时，在缺陷处加工溢浆孔，溢浆孔呈梅花形布置，每根桩4个溢浆孔，孔径为100mm；

步骤二. 高压清水旋转喷射清洗：从各孔中分别放下高压喷射器，控制高压喷射器上下往复进行高压旋转喷射切割清洗，喷射压力20-26MPa，排量70-90L/min，旋转速度10-28r/min，提升速度10-15cm/min，切割清洗范围自缺陷段上下各增加0.5m，直至桩基上端钻孔全部打通，而后，压入清水利用水循环将将废渣排出桩身；

步骤三. 安装钢管桩：钢管桩包括无缝钢管和设置于钢管内的钢筋，钢管内灌注微膨胀水泥砂浆，加工好的钢管桩外表层进行防锈处理，将钢管桩垂直放入钻好的钻孔内，钢管桩通过缺陷区域后插入完整桩身至少1m，钢管桩上的钢筋需锚入承台不少于35d；

步骤四. 孔口压浆: 切割清洗结束后，通过原桩身缺陷上钻出的溢浆孔进行压浆处理。

前述施工方法的步骤二中，高压喷射器的喷管提升速度为10cm/min，旋转速度为20转/min，一孔进行清洗而另一孔有水溢出时，表明缺陷部位已打通，换至其他孔，直至桩基上端钻孔全部打通；

前述施工方法的步骤二中，桩基上端钻孔之间连通后，压入清水，利用水循环将将废渣排出桩身，当出水口的水由浊变清时，再换其他孔轮流处理，直至所有的桩基上端钻孔水流都为清水时，切割清洗工作结束。

前述施工方法的步骤三中，管钢桩由外径127mm，壁厚6mm的无缝钢管和一根C HRB400直径为25的钢筋组成，内灌注M35微膨胀水泥砂浆，加工好的钢管桩外表层涂刷红丹防锈漆；如果长度较长则需要内套管进行连接焊接，钢管桩身以无搭接面为宜。

前述施工方法的步骤四中的注浆原料为水泥浆，水泥浆采用强度等级为42.5的硅酸盐水泥与清水配制而成，水泥浆液水灰比1~1.2，按先稀后浓的原则配制浆液，再按水混用量的1%加入防水剂，以增大水泥浆的和易性和流动性，配制水泥混浆时留下试件取样，配制液及外加剂要保证质量，并随时测量装液比重，保证浆液浓度达到设计要求，浆液应通过14*14~18*18目筛孔，以免混入水泥袋屑或其他杂物，配制装液应在初凝时间内用完；

前述施工方法的步骤四中，用高压水混浆液在缺陷段范围内反复进行高压喷射，使各桩缺陷段的碎石、岩、中粗砂与水泥浆液充分搅拌混合，注浆压力根据持力层的地基强度和桩身砼的抗压强度而定，需低于持力层的地基强度和桩身砼的抗压强度，以嵌岩桩为例，注装压力为7-10MPa，压装稳定时间为8-12min，桩基上端钻孔注浆时，将其他孔堵塞，注浆压力增加2-3MPa，稳压5min后，根据压浆阻力判断是否停止注浆；或当其他孔中冒浆时，停止注浆。

前述施工方法的步骤一中，钻孔定位方法为：

桩径为1m时，在桩基上端选取以桩心为中心的成正五边形分布的五个顶点，每个顶点到桩心的距离均为0.31m，所选取的五个顶点即为五个钻孔的圆心；

桩径为1.2m时，在桩基上端选取以桩心为中心的成正三角形分布的三个顶点和成正四边形分布的四个顶点，正三角形分布的三个顶点中，每个顶点到桩心的距离均为0.25m，正四边形分布的四个顶点中，每个顶点到桩心的距离均为0.25m，所选取的7个顶点即为7个钻孔的圆心；

桩径为1.4m时，在桩基上端选取以桩心为中心的成正八边形分布的八个顶点，每个顶点到桩心的距离均为0.51m，所选取的八个顶点即为八个钻孔的圆心；

桩径为1.8m时，在桩基上端选取以桩心为中心的成正八边形分布的八个顶点和成正七边形分布的七个顶点，正八边形分布的八个顶点中，每个顶点到桩心的距离均为0.61m，正七边形分布的七个顶点中，每个顶点到桩心的距离均为0.30m，所选取的15个顶点即为15个钻孔的圆心；

桩径为1.6m、2.0m和2.2m时，均在桩基上端选取以桩心为中心的两组成正八边形分布的八个顶点，所选取的16个顶点即为16个钻孔的圆心，桩径为1.6m时，其中一组正八边形中，每个顶点到桩心的距离均为0.30m，另一组正八边形中，每个顶点到桩心的距离均为0.61m；桩径为2.0m时，其中一组正八边形中，每个顶点到桩心的距离均为0.50m，另一组正八边形中，每个顶点到桩心的距离均为0.81m；桩径为2.2m时，其中一组正八边形中，每个顶点到桩心的距离均为0.508m，另一组正八边形中，每个顶点到桩心的距离均为0.91m。

同时，本发明提供了一种钢管加固桩基结构，包括具有缺陷区的桩基本体，桩基本体内沿竖向开设有钻孔，钻孔内设置有钢管桩，钢管桩穿过缺陷区，且钢管桩的上下两端分别伸至缺陷区上下两端完整桩基至少1m，钢管桩包括无缝钢管和设置于无缝钢管内的钢筋，无缝钢管与钢筋之间通过浇筑微膨胀水泥砂浆固定。

前述桩基结构中，桩基本体的上方施工有承台，钢管桩中钢筋的上端锚入承台不少于35d；

前述桩基结构中，无缝钢管的规格为外径127mm，壁厚6mm，钢筋的规格为C HRB400直径为25mm，二者之间灌注M35微膨胀水泥砂浆，钢管桩外表层涂刷有红丹防锈漆。

与现有技术相比，该加固结构及方法能够快速有效地对不合格或质量较差的桩基进行加固处理，解决了现有孔桩桩身具有间隙，局部桩身断裂，并有夹渣，而现有方法无法有效加固的问题，施工方法简单有效，成本低廉，加工周期短，尤其适用于溶洞、溶槽较为发育的西南地区。

附图说明

图1是本发明所述钢管加固桩基结构的主视剖面结构示意图；

图2是钢管桩的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。

实施例：

参照图1和图2，本实施例提供一种钢管加固桩基结构，包括具有缺陷区11的桩基本体1，桩基本体1内沿竖向开设有钻孔12，钻孔12内设置有钢管桩2，钢管桩2穿过缺陷区11，且钢管桩2的上下两端分别伸至缺陷区11上下两端完整桩基至少1m，钢管桩2包括无缝钢管21和设置于无缝钢管21内的钢筋22，无缝钢管21的规格为外径127mm，壁厚6mm，钢筋22的规格为C HRB400直径为25mm，二者之间灌注M35微膨胀水泥砂浆23，钢管桩2外表层涂刷有红丹防锈漆，桩基本体1的上方施工有承台3，钢管桩2中钢筋22的上端锚入承台3 40d。

上述桩基结构的施工方法如下：

步骤一. 定位钻孔12：在桩基的上端确定钻孔12孔位，将钻机移至孔位上进行钻孔，钻孔定位要准确，钻机安装平稳牢固，机座水平，立轴垂直，做到三顶点一线，即孔位、立轴、天车在同一直线上，以保证钻孔垂直不偏移。钻进要稳定，一直钻进至完整桩超1m为止，同时，在缺陷处加工溢浆孔，溢浆孔呈梅花形布置，每根桩4个溢浆孔，孔径为100mm；

钻孔12的定位方法为：

桩径为1m时，在桩基上端选取以桩心为中心的成正五边形分布的五个顶点，每个顶点到桩心的距离均为0.31m，所选取的五个顶点即为五个钻孔12的圆心；

桩径为1.2m时，在桩基上端选取以桩心为中心的成正三角形分布的三个顶点和成正四边形分布的四个顶点，正三角形分布的三个顶点中，每个顶点到桩心的距离均为0.25m，正四边形分布的四个顶点中，每个顶点到桩心的距离均为0.25m，所选取的7个顶点即为7个钻孔12的圆心；

桩径为1.4m时，在桩基上端选取以桩心为中心的成正八边形分布的八个顶点，每个顶点到桩心的距离均为0.51m，所选取的八个顶点即为八个钻孔12的圆心；

桩径为1.8m时，在桩基上端选取以桩心为中心的成正八边形分布的八个顶点和成正七边形分布的七个顶点，正八边形分布的八个顶点中，每个顶点到桩心的距离均为0.61m，正七边形分布的七个顶点中，每个顶点到桩心的距离均为0.30m，所选取的15个顶点即为15个钻孔12的圆心；

桩径为1.6m、2.0m和2.2m时，均在桩基上端选取以桩心为中心的两组成正八边形分布的八个顶点，所选取的16个顶点即为16个钻孔12的圆心，桩径为1.6m时，其中一组正八边形中，每个顶点到桩心的距离均为0.30m，另一组正八边形中，每个顶点到桩心的距离均为0.61m；桩径为2.0m时，其中一组正八边形中，每个顶点到桩心的距离均为0.50m，另一组正八边形中，每个顶点到桩心的距离均为0.81m；桩径为2.2m时，其中一组正八边形中，每个顶点到桩心的距离均为0.508m，另一组正八边形中，每个顶点到桩心的距离均为0.91m。

步骤二. 高压清水旋转喷射清洗：从各孔中分别放下高压喷射器，控制高压喷射器上下往复进行高压旋转喷射切割清洗，喷射压力20-26MPa，排量70-90L/min，旋转速度20r/min，提升速度10cm/min，切割清洗范围自缺陷段上下各增加0.5m，一孔进行清洗而另一孔有水溢出时，表明缺陷部位已打通，换至其他孔，直至桩基上端钻孔12全部打通，而后，压入清水，利用水循环将将废渣排出桩身，当出水口的水由浊变清时，再换其他孔轮流处理，直至所有的桩基上端钻孔水流都为清水时，切割清洗工作结束；

步骤三. 安装钢管桩2：将钢管桩2垂直放入钻好的钻孔12内，钢管桩通过缺陷区域后插入完整桩身至少1m，钢管桩2上的钢筋22需锚入承台3，如果长度较长则需要内套管进行连接焊接，钢管桩身以无搭接面为宜；

步骤四. 孔口压浆: 切割清洗结束后，通过原桩身缺陷上钻出的溢浆孔进行压浆处理，注浆原料为水泥浆，水泥浆采用强度等级为42.5的硅酸盐水泥与清水配制而成，水泥浆液水灰比1~1.2，按先稀后浓的原则配制浆液，再按水混用量的1%加入防水剂，以增大水泥浆的和易性和流动性，配制水泥混浆时留下试件取样，配制液及外加剂要保证质量，并随时测量装液比重，保证浆液浓度达到设计要求，浆液应通过14*14~18*18目筛孔，以免混入水泥袋屑或其他杂物，配制装液应在初凝时间内用完。

用高压水混浆液在缺陷段范围内反复进行高压喷射，使各桩缺陷段的碎石、岩、中粗砂与水泥浆液充分搅拌混合，注浆压力根据持力层的地基强度和桩身砼的抗压强度而定，需低于持力层的地基强度和桩身砼的抗压强度，以嵌岩桩为例，注装压力为7-10MPa，压装稳定时间为8-12min，桩基上端钻孔注浆时，将其他孔堵塞，注浆压力增加2-3MPa，稳压5min后，根据压浆阻力判断是否停止注浆；或当其他孔中冒浆时，停止注浆。