摘要：介绍了大直径灌注桩缺陷的常见处理方法，针对复杂环境下的大直径钻孔灌注桩的缺陷桩处理，提出了压力注浆法和高压旋喷加桩芯凿井组合法两种处理方法，并详细介绍了这两种方法的工艺流程及关键控制环节和控制技术。通过严格的技术控制，压力注浆法和高压旋喷加桩芯凿井组合法在桥梁大直径钻孔灌注桩的缺陷处理中，取得良好的应用效果，并通过工程实例，分析了两种方法在不同缺陷类型桩的处理适用性，为同类工程提供借鉴。
　　关键词：复杂环境；大直径灌注桩；缺陷；加固；案例分析 　　Abstract: This paper introduces the common treatment method of large diameter bored defective pile, and put forward two defect treatment methods of large diameter bored pile under complicated condition, pressure grouting method and the combination method of high pressure jet grouting and pile core sinking. At the same time, Technological process and key control technology of the two methods are introduced in detail. Under rigorous controls, the pressure grouting method and the combination method of high pressure jet grouting and pile core sinking are successfully applied to large diameter bored defective pile of bridge. Through the project example, The applicability of the two methods in dealing with different types of defects of pile is anslysed, to provide a reference for the similar engineering.
　　Key words: Complicated condition; Large-diameter bored Pile; defect; reinforcement; case-study

　　1 前言
　　近年来，桩基础在建筑、交通、港口等领域得到广泛应用。在铁路桥梁基础中，普遍采用大直径灌注桩，在软土地区，以大直径钻孔灌注桩为主。受地质条件、气候变化、设备状态、材料供应和现场管理等诸多因素的影响，桩身混凝土离析、夹泥甚至断桩的工程事故时有发生。
　　桩基础的缺陷处理方法较多，当地质及基础工程周边情况不复杂时，处理方法简单，但是对于复杂环境下，如何科学、快速、经济、安全地处理好灌注桩的质量缺陷，是工程界的难题。本文结合工程实例，介绍了压力注浆加固法和高压旋喷加桩芯凿井组合法两种事故桩处理方法，为复杂环境下的桥梁大直径灌注桩缺陷桩处理提供借鉴。
　　2 常见缺陷桩处理方法
　　（1）原位复桩法：基坑回填土平整场地，采用冲击钻机原位冲孔后重新灌注一根新桩，尤其适用于中下部严重缺陷处理，效果好。其缺点是周期长、费用高，冲孔时孔位容易偏位。
　　（2）补桩法：根据事故桩的缺陷程度、部位，经设计检算后在事故桩的周边补桩，常用于中下部严重缺陷处理，效果好。其缺点是需要加大承台，受周边空间限制，变更程序复杂。
　　（3）开挖接桩法：开挖并凿除缺陷及以上混凝土，凿至新鲜混凝土面，立模浇筑混凝土，适用于浅部缺陷处理，效果好、费用低、速度快。缺点是不适合桩深部缺陷处理，受周边水文及环境限制。
　　（4）桩芯凿井法：沿桩中心凿出工作井，清除缺陷后重新灌注至设计桩顶，适用于中上部缺陷处理，费用低、速度快。缺点是工作面小，不适应小直径桩，受周边地质条件限制。
　　（5）压力注浆法：利用钻芯孔布设注浆管，高压水清洗缺陷部位，注浆加固或置换缺陷混凝土，适用于桩身任何部位的缺陷处理，费用低、速度快，但是成功率低。
　　以上为5种方法为工程中常见的桥梁钻孔灌注桩的缺陷处理方法，对于复杂环境下的桥梁大直径钻孔灌注桩缺陷处理，受水文地质、周边交通、荷载、基坑支护状况、平面空间和施工工期等因素的影响，不宜简单套用。
　　3 压力注浆加固
　　3.1 处理工艺
　　压浆法处理程序：设计（或设计加固方案）、钻孔、压水试验（清洗泥渣）、压力注浆、检测。注浆系统由储浆筒、压浆泵、压力表、压浆筒和单向阀组成，见图1。
　　3.2关键环节
　　对压浆各环节进行严格管理控制，是压浆加固处理缺陷桩成功与否的关键。压力注浆加固桩身缺陷的关键环节：
　　（1）注浆孔与注浆管布置：在桩顶钢筋笼内侧，钻4个直径10cm的注浆孔，孔穿过质量缺陷处约50cm左右，注浆孔竖向和平面布置如图2，对于局部缺陷，注浆孔可根据具体缺陷部位布置。注浆管采用下端连接一根100cm长的钢管，钢管出水口封堵，下部10cm左右的范围四周钻5mm的小孔，将钢管端部降到质量缺陷处。 　　（2）压水试验：采用高压水冲洗缺陷部位泥砂或杂质，旋喷切割桩底沉渣，再利用气举反循环排渣，清至孔口返清水无渣为止，将质量缺陷处破碎的混凝土和泥砂冲出，并确定注浆压力把细粒沉渣推至注浆范围之外，对于缺陷严重的孔可采用二氧化碳结合水冲洗方法冲洗，将杂质带出，然后再用高压水将孔冲洗，直至没有杂质溢出孔面。
　　（3）浆液配合比：浆液可采用32.5级普通硅酸盐水泥配制，水灰比控制在0.5~0.7之间，具体配比可根据缺陷特征、地层的渗透及地下水情况进行调整。浆液以稠浆、可灌性好为宜，同时可掺适量膨润土及外加剂以改善浆液性能，提高注浆效率。
　　（4）注浆压力：将水泥浆从注浆管注入，待出浆管将注浆孔中的清水全部排出，有水泥浆溢出的时候，将出浆管的阀门关闭，使注浆孔中形成一个密闭空间开始压浆，压力表读数达到3.5~4MPa，持荷3min，一个注浆孔的注浆完成，将其他三个孔全部用此法进行压浆，压浆环节完成。
　　3.3典型案例
　　某特大桥，地处平原软土地区，至上而下的地质分布依次为人工填土、软塑粉质黏土、流塑淤泥质黏土、软（硬）塑粉质黏土、粘土、细砂、砾砂、强风化凝灰岩。采用钻孔灌注桩基础，设计桩径1.0~1.5m，设计桩长12~77.5m，桩长小于40m采用低应变法检测，桩长大于等于40m采用声波法检测。部分基桩上部为淤泥质软黏土，下部为坚硬岩石，施工难度大。
　　经检测，29-7、96-4、67-5、16-1桩身存在缺陷。其中，29-7#桩长67.5m、桩径1.0m，采用声波法检测，9.25~9.75m段局部缺陷；96-4桩长54m、桩径1.0m，采用声波法检测，20~21.5m段为层状缺陷；67-5#桩长37.5m、桩径1.5m，采用低应变法检测，桩顶以下5.5m左右存在明显缺陷反射；16-1桩长28.5m、桩径1.25m，采用低应变法检测，桩顶以下5m左右明显缺陷反射。经钻芯验证，29-7、67-5、16-1为局部夹泥或离析缺陷，96-4为断桩缺陷。
　　上述4根桩中，16-1、67-5为中上部缺陷，但因周边环境限制，不具备直接开挖接桩的条件。其中67-5所处承台位于河道中，通航水位标高4.12m、桩顶标高-1.572m，且承台一侧紧临施工栈桥，基坑深8m，采用拉森钢板桩双层钢围檩支护；16-1所处承台基坑深度4.5m，采用双排钢板桩支护，承台一侧临稻田，一侧临预制梁厂，地下水很丰富。基于上述上述条件，若采用直接开挖接桩，工程风险大，且水位高，成功率低，故尝试利用钻芯孔进行压力注浆法加固处理。
　　16-1、67-5注浆完成并达到检测龄期要求后，采用原检测方法进行复检，缺陷反射信号消除，注浆效果明显。借鉴这两根桩的处理经验，采用相同工艺对29-7、96-4进行了注浆加固。四根桩的注浆加固效果见表1及图3~图5。 　　凿除桩身缺陷处理过程中，未见有渗水现象，采用高压旋喷隔水和支护效果较好，为缺陷处理提供了保障。新浇筑的混凝土达到检测龄期后，采用声波法复检，未见有声学参数异常，可见缺陷处理彻底，工作井中混凝土与未凿除混凝土结合紧密，该方法在本案例中取得了良好的应用效果。
　　4.4分析探讨
　　该方法在本案例中的实施，是基于原位冲桩对超长桩冲桩偏位的顾虑以及设计补桩没有补桩空间的情况下制定的本方案。实践证明，对于大直径桩身中上部缺陷，采用本方案是可行的，但是在类似工程仍用做好安全措施，尤其对于高压旋喷法加固桩周土，必须控制好施工质量。
　　5 结论与建议
　　本文列举了大直径灌注桩缺陷的常见处理方法，并重点分析了压力注浆加固和高压旋喷加桩芯凿井组合法的控制要点，并结合典型案例做了分析探讨，以期对类似工程具有借鉴作用。
　　（1）采用压力注浆加固时，严格控制注浆施工的各个环节是压浆成败的关键，且对于浅部缺陷，在保证施工工艺的前提下，采用压力注浆法进行缺陷处理在方法上是可行的。
　　（2）对于断桩缺陷，采用压力注浆法处理效果不明显。对于复杂环境下或超长桩的中下部缺陷若选择注浆法加固，建议先对缺陷部位桩周土进行加固，形成帷幕后再进行缺陷清洗及注浆加固。
　　（3）高压旋喷加桩芯凿井组合法在本文案例中取得较好的应用效果，缺陷处理效果良好，工作井中混凝土与未凿除混凝土结合紧密，该方法既保证了工程质量，又节约了施工工期和工程费用。
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