缺陷灌注桩维修处理方法与流程

1.本发明专利涉及灌注桩的技术领域，具体而言，涉及缺陷灌注桩维修处理方法。


背景技术：

2.桩基工程在灌注成桩的过程中，由于受地层条件复杂、工序操作不当或混凝土材料异常等影响，会出现一定程度的桩身混凝土离散、断桩、桩底沉渣厚度超标等质量通病。
3.当灌注桩被检测判定为缺陷灌注桩时，常见做法是通过注浆加固补强，或在原灌注桩上重新施工，或采用重新补桩等方法进行处理。但是，当缺陷灌注桩的缺陷位置埋藏较深或缺陷断面较大时，注浆加固法难以有效保证处理质量，且存在二次检验养护时间长等问题；如果在原桩位上重新返工，由于混凝土强度高、钢筋含量大，成桩过程施工耗时长、增加费用多，且由于桩基础承台已经开挖，大型桩机进场困难，受施工场地限制大；而采取重新补桩的方案，用对称两根或多根桩替代原桩，需要加大基桩承台，施工进度慢，桩身养护和质量检测周期长，总体处理费用高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供缺陷灌注桩维修处理方法，旨在解决现有技术中，缺陷灌注桩维修处理存在耗时长、处理质量差以及成本高的问题。
5.本发明是这样实现的，缺陷灌注桩维修处理方法，包括以下施工步骤：
6.1)、所述缺陷灌注桩具有混凝土灌注的桩身，所述桩身中具有原钢筋笼；利用水磨钻自上而下在桩身中钻取多个咬合孔，多个所述咬合孔依序咬合环绕布置，形成位于原钢筋笼包围区域内的环形槽；所述环形槽将桩身分割为桩环以及桩芯，凿除桩芯，桩身内部形成桩中孔，所述桩中孔处于桩环的包围区域内；
7.2)、重复操作施工步骤1)，直至所述桩中孔的底部到达所述桩身的缺陷位置，清理桩身的缺陷位置；
8.3)、在所述桩中孔内绑扎新钢筋笼，所述新钢筋笼自上而下贯穿桩中孔；
9.4)、安放灌注导管，利用灌注导管往桩中孔内灌注混凝土，所述混凝土填充满整个桩中孔，所述混凝土凝固后与桩环形成一体。
10.进一步的，在所述步骤2)中，所述桩中孔的内侧壁包括多个内环壁，所述内环壁沿着桩中孔的周向环绕布置；沿着所述桩中孔的自上而下的方向，多个所述内环壁依序上下对接，所述内环壁背离桩中孔朝外倾斜布置，所述内环壁的底部形成有朝上布置的支撑壁，所述支撑壁沿着桩中孔的周向环绕布置。
11.进一步的，所述新钢筋笼包括多个新主筋以及多个新箍筋；在所述施工步骤3)中，在所述桩中孔内绑扎新钢筋笼的过程中，将多个新主筋置于桩中孔内，多个所述新主筋沿着桩中孔的周向依序间隔环绕呈环状，所述新主筋抵接着桩中孔的内侧壁；沿着所述桩中孔自下而上的方向，依序在多个新主筋上连接新箍筋，所述新箍筋环绕在多个新主筋的外周，分别与多个新主筋连接，所述新箍筋抵接在支撑壁上，多个所述新箍筋沿着新主筋的轴
向间隔布置。
12.进一步的，在所述施工步骤3)中，当多个所述新主筋置于桩中孔，且沿着所述桩中孔的周向依序间隔环绕后，所述新主筋的底部抵接着桩中孔的底部，所述新主筋的顶部延伸出桩中孔，形成置于桩中孔外的顶部段；
13.在多个所述新主筋上设置新箍筋之前，在多个所述新主筋的顶部段上设置定位圈，所述定位圈环绕在多个所述顶部段的外周，且与多个顶部段连接；在所述定位圈的外周布置多个支撑筋，多个所述支撑筋沿着定位圈的外周依序间隔环绕，所述支撑筋的中部与定位圈固定连接，所述支撑筋的两端分别朝外延伸，形成支撑在桩中孔外的地面上支撑段，相邻的支撑筋的支撑段固定连接，且多个所述支撑筋之间呈封闭状围合布置。
14.进一步的，所述施工步骤3)中，在所述桩中孔内绑扎新钢筋笼之前，在所述内环壁的底部朝向桩环钻多个内嵌孔；沿着桩中孔自上而下的方向，所述内嵌孔自上而下倾斜布置，所述内嵌孔的开口显露在支撑壁的外周，所述内嵌孔的底部穿过桩环中的原钢筋笼；
15.当所述新箍筋置于支撑壁上后，往所述内嵌孔内插入内嵌管，所述内嵌管的内端穿过原钢筋笼，抵压着内嵌孔的底部，所述内嵌管的外端与新箍筋焊接，往所述内嵌孔中注浆，将内嵌管与桩环形成一体。
16.进一步的，所述内嵌管包括实心的内部段、实心的外部段以及镂空且受压朝外弯曲变形的变形段，所述变形段形成在内部段与外部段之间；所述变形段包括多个金属片，多个所述金属片依序间隔环绕呈环状，多个所述金属片围合形成变形空间，所述金属片的内端对接在内部段，所述金属片的外端对接在外部段，所述金属片的中部背离变形空间朝外弯曲凸出；
17.在所述施工步骤3)中，所述内嵌管插入在内嵌孔中，当内部段抵接着内嵌孔的底部后，所述变形段穿过原钢筋笼，位于原钢筋笼的外侧，抵压着外部段朝向内嵌孔移动，多个所述弯曲片受压往外弯曲变形，直至多个所述弯曲片的中部抵压着内嵌孔的内侧壁后，将所述外部段与新箍筋焊接固定，多个所述弯曲片保持受压弯曲变形状态。
18.进一步的，所述桩芯具有朝向环形槽的临空面，在所述施工步骤1)中，在所述桩芯上钻取分割孔，多个所述分割孔依序咬合布置，形成交叉布置的分隔槽，所述分隔槽的端部贯穿桩芯的临空面，将所述桩芯分割为四个环绕布置的芯块；
19.在所述环形槽的底部放置锤头，所述锤头的外端抵压着桩环，所述锤头的内端与桩芯之间具有锤击间隙，将楔子的下部插入在锤击间隙中，所述楔子的上部朝向延伸，沿着桩芯自下而上的方向，所述楔子偏离桩芯倾斜布置，所述楔子的底部倾斜抵接着桩芯的底部的外周，自上而下锤击所述楔子的顶部，直至将所述桩芯凿除。
20.进一步的，所述锤头具有朝向桩环的抵压壁以及朝向桩芯的倾斜壁，沿着桩芯自下而上的方向，所述倾斜壁背离桩芯倾斜布置，所述倾斜壁贯穿锤头的顶部以及底部，所述倾斜壁的底部形成嵌入边；所述倾斜壁上设有导向槽，所述导向槽贯穿锤头的顶部以及底部，沿着桩芯自下而上的方向，所述导向槽背离桩芯倾斜布置；
21.在所述施工步骤1)中，所述锤头的抵压壁抵压着桩环，所述锤头的嵌入边与桩芯之间具有所述锤击间隙，所述楔子的下部嵌入在导向槽中，且抵压着导向槽的底部倾斜布置，所述楔子的下部穿设在锤击间隙中，抵压着桩芯的底部的外周。
22.进一步的，所述施工步骤1)中，通过锤击楔子的顶部，所述楔子的下部挤压撞击桩
芯的底部的外周，当所述桩芯的底部的外周出现裂痕后，取出所述楔子，将所述楔子的下部插入在锤头的抵压壁与桩环之间，所述楔子保持竖直布置，通过锤击楔子的顶部，随着楔子插入在锤头的抵压壁与桩环之间深度增加，所述锤头朝下桩芯移动，所述锤头的嵌入边以及倾斜壁插入在桩芯底部的裂痕中，将所述桩芯凿除。
23.进一步的，所述锤头的底部具有放置面，所述放置面的中部凸设有横轴，所述放置面包括位于横轴外侧的外侧面以及位于横轴内侧的内侧面，在所述施工步骤1)中，当所述锤头放置在环形槽的底部后，所述横轴抵接在环形槽的底部，当所述锤头的嵌入边以及倾斜壁插入在桩芯底部的裂痕中后，所述外侧面与环形槽的底部具有间隔，通过朝下锤击锤头的外端，所述锤头的内端以横轴为摆动中心朝上撬动，将所述桩芯凿除。
24.与现有技术相比，本发明提供的缺陷灌注桩维修处理方法，具有以下优点：
25.1)、便于缺陷位置处理施工组织；新施工的灌注桩位于缺陷灌注桩的桩身的原钢筋笼的内部，只需在原桩位上架立水磨钻机，采用小型机械人工操作施工，占用场地小，无需进场大型桩机设备，对处理场地要求低，便于施工组织和管理；
26.2)、缺陷位置处理施工过程直观可控；采用在缺陷灌注桩的中心凿取桩芯进行处理施工，整体过程直观可判，可及时查明和验证缺陷类型和性质，并有效完成对桩身的缺陷位置的处理，各个工序操作质量更易于把控；
27.3)、施工安全可靠；水磨钻钻进保留了桩环作为开挖护壁，止水效果好、强度大，对水磨钻施工操作起到良好的保护作用，整体施工安全可靠；
28.4)、综合施工成本低；只需在缺陷灌注桩内施工一个直径略小于缺陷灌注桩的新桩，整体施工只采用手掘水磨钻机和人工操作，施工进出场便利。
附图说明
29.图1是本发明提供的缺陷灌注桩维修处理方法的流程框架图；
30.图2是本发明提供的桩身设置环形槽的俯视示意图；
31.图3是本发明提供的桩身凿除桩芯后的俯视示意图；
32.图4是本发明提供的在桩中孔内灌注混凝土的主视示意图；
33.图5是本发明提供的利用锤头以及楔子凿除桩芯的立体示意图；
34.图6是本发明提供的锤头的剖切示意图；
35.图7是本发明提供的插入管的主视示意图；
36.图8是图4中的a处的放大示意图；
37.图9是本发明提供的定位圈与支撑筋连接的结构示意图。
具体实施方式
38.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
39.以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
40.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所
示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
41.参照图1-9所示，为本发明提供的较佳实施例。
42.缺陷灌注桩维修处理方法，包括以下施工步骤：
43.1)、缺陷灌注桩具有混凝土灌注的桩身，桩身中具有原钢筋笼104；利用水磨钻自上而下在桩身中钻取多个咬合孔，多个咬合孔依序咬合环绕布置，形成位于原钢筋笼104包围区域内的环形槽102；环形槽102将桩身分割为桩环100以及桩芯101，原钢筋笼104位于桩环100中，桩环100作为护壁，无论缺陷位置在桩身的中段或最底端，均已具有既已形成的桩环100作为护壁，有效隔绝了场地内不良地层和地下水的影响，可确保“桩中桩”顺利成孔施工；凿除桩芯101，桩身内部形成桩中孔105，桩中孔105处于桩环100的包围区域内；
44.2)、重复操作施工步骤1)，直至桩中孔105的底部到达桩身的缺陷位置，清理桩身的缺陷位置，当缺陷位置位于桩身内的深度较大时，则可以采用分层施工，也就是重复操作施工步骤1)，实现分层凿除桩芯101；
45.3)、在桩中孔105内绑扎新钢筋笼，新钢筋笼自上而下贯穿桩中孔105；
46.4)、安放灌注导管200，利用灌注导管200往桩中孔105内灌注混凝土，混凝土填充满整个桩中孔105，混凝土凝固后与桩环100形成一体。
47.上述提供的缺陷灌注桩维修处理方法，具有以下优点：
48.1)、便于缺陷位置处理施工组织
49.新施工的灌注桩位于缺陷灌注桩的桩身的原钢筋笼104的内部，只需在原桩位上架立水磨钻机，采用小型机械人工操作施工，占用场地小，无需进场大型桩机设备，对处理场地要求低，便于施工组织和管理；
50.2)、缺陷位置处理施工过程直观可控
51.采用在缺陷灌注桩的中心凿取桩芯101进行处理施工，整体过程直观可判，可及时查明和验证缺陷类型和性质，并有效完成对桩身的缺陷位置的处理，各个工序操作质量更易于把控。
52.3)、施工安全可靠
53.水磨钻钻进保留了桩环100作为开挖护壁，止水效果好、强度大，对水磨钻施工操作起到良好的保护作用，整体施工安全可靠。
54.4)、综合施工成本低
55.只需在缺陷灌注桩内施工一个直径略小于缺陷灌注桩的新桩，整体施工只采用手掘水磨钻机和人工操作，施工进出场便利，对现场其他施工工序影响小，综合施工成本大大降低。
56.在步骤2)中，桩中孔105的内侧壁包括多个内环壁106，内环壁106沿着桩中孔105的周向环绕布置；沿着桩中孔105的自上而下的方向，多个内环壁106依序上下对接，内环壁106背离桩中孔105朝外倾斜布置，内环壁106的底部形成有朝上布置的支撑壁107，支撑壁107沿着桩中孔105的周向环绕布置。
57.在实际施工中，水磨钻在钻进时，钻筒向外侧壁外倾大约15
°
，这样，才能保证水磨
钻在后续各层施工时，同一方位的起钻点始终保持在同一竖直线上，不致造成缩孔。
58.新钢筋笼包括多个新主筋402以及多个新箍筋401；在施工步骤3)中，在桩中孔105内绑扎新钢筋笼的过程中，将多个新主筋402置于桩中孔105内，多个新主筋402沿着桩中孔105的周向依序间隔环绕呈环状，新主筋402抵接着桩中孔105的内侧壁；沿着桩中孔105自下而上的方向，依序在多个新主筋402上连接新箍筋401，新箍筋401环绕在多个新主筋402的外周，分别与多个新主筋402连接，新箍筋401抵接在支撑壁107上，多个新箍筋401沿着新主筋402的轴向间隔布置。
59.这样，在绑扎新钢筋笼的过程中，将分捆的新箍筋下入桩中孔105内，利用支撑壁107护壁搭设码齐，不致全部新箍筋在重力作用下堆积于桩中孔105的底部。其次，桩中孔105内灌注混凝土后，可以使得混凝土与桩环100的接触面积多，有利于混凝土与桩环100形成一体。
60.在施工步骤3)中，当多个新主筋402置于桩中孔105，且沿着桩中孔105的周向依序间隔环绕后，新主筋402的底部抵接着桩中孔105的底部，新主筋402的顶部延伸出桩中孔105，形成置于桩中孔105外的顶部段；
61.在多个新主筋402上设置新箍筋之前，在多个新主筋402的顶部段上设置定位圈601，定位圈601环绕在多个顶部段的外周，且与多个顶部段连接；在定位圈601的外周布置多个支撑筋600，多个支撑筋600沿着定位圈601的外周依序间隔环绕，支撑筋600的中部与定位圈601固定连接，支撑筋600的两端分别朝外延伸，形成支撑在桩中孔105外的地面上支撑段602，相邻的支撑筋600的支撑段602固定连接，且多个支撑筋600之间呈封闭状围合布置。
62.利用定位圈601可以将多个新主筋402的间隔位置固定好，保证后续绑扎新箍筋401的过程中，新主筋402的位置不会变动；其次，利用多个支撑段602对多个新主筋402起到支撑定位的作用，便于后续绑扎新箍筋401的操作。
63.施工步骤3)中，在桩中孔105内绑扎新钢筋笼之前，在内环壁106的底部朝向桩环100钻多个内嵌孔；沿着桩中孔105自上而下的方向，内嵌孔自上而下倾斜布置，内嵌孔的开口显露在支撑壁107的外周，内嵌孔的底部穿过桩环100中的原钢筋笼104；
64.当新箍筋401置于支撑壁107上后，往内嵌孔内插入内嵌管500，内嵌管500的内端穿过原钢筋笼104，抵压着内嵌孔的底部，内嵌管500的外端与新箍筋401焊接，往内嵌孔中注浆，将内嵌管500与桩环100形成一体。
65.通过设置内嵌孔，再嵌入内嵌管500，可以将新钢筋笼与桩环100形成一体，且内嵌管500穿过原钢筋笼104，这样，新钢筋笼与原钢筋笼104形成一体，当桩中孔105内灌注混凝土后，有利于新灌注的灌注桩与桩环100形成一体结构。
66.内嵌管500包括实心的内部段501、实心的外部段504以及镂空且受压朝外弯曲变形的变形段，变形段形成在内部段501与外部段504之间；变形段包括多个金属片502，多个金属片502依序间隔环绕呈环状，多个金属片502围合形成变形空间503，金属片502的内端对接在内部段501，金属片502的外端对接在外部段504，金属片502的中部背离变形空间503朝外弯曲凸出，这样，当金属片502受到挤压后，便于弯曲片朝外弯曲变形。
67.在施工步骤3)中，内嵌管500插入在内嵌孔中，当内部段501抵接着内嵌孔的底部后，变形段穿过原钢筋笼104，位于原钢筋笼104的外侧，抵压着外部段504朝向内嵌孔移动，
多个弯曲片受压往外弯曲变形，直至多个弯曲片的中部抵压着内嵌孔的内侧壁后，将外部段504与新箍筋401焊接固定，多个弯曲片保持受压弯曲变形状态。
68.当弯曲片受压弯曲变形后，其内部的变形空间503增大，且弯曲片抵压着内嵌孔的内侧壁，注入在内嵌孔的浆体，既包裹在内嵌管500的外部，且嵌入在变形段的变形空间503中，使得内嵌管500与桩环100之间连接为一体，且连接稳固，进而使得新的灌注桩与桩环100连接为一体。
69.新钢筋笼在绑扎过程中，按设计要求同时预埋声测管，至养护龄期后对新灌注桩进行质量检测。
70.桩芯101具有朝向环形槽102的临空面，在施工步骤1)中，在桩芯101上钻取分割孔，多个分割孔依序咬合布置，形成交叉布置的分隔槽103，分隔槽103的端部贯穿桩芯101的临空面，将桩芯101分割为四个环绕布置的芯块，这样，便于后续施工中，对桩芯101的分块凿除。
71.在环形槽102的底部放置锤头300，锤头300的外端抵压着桩环100，锤头300的内端与桩芯101之间具有锤击间隙，将楔子400的下部插入在锤击间隙中，楔子400的上部朝向延伸，沿着桩芯101自下而上的方向，楔子400偏离桩芯101倾斜布置，楔子400的底部倾斜抵接着桩芯101的底部的外周，自上而下锤击所述楔子400的顶部，直至将桩芯101凿除。
72.在锤击楔子400的过程中，利用楔子400的倾斜状布置，挤压锤击桩芯101的底部的外周，使得桩芯101的底部出现裂缝，进而实现分离凿除的效果。
73.锤头300具有朝向桩环100的抵压壁301以及朝向桩芯101的倾斜壁302，沿着桩芯101自下而上的方向，倾斜壁302背离桩芯101倾斜布置，倾斜壁302贯穿锤头300的顶部以及底部，倾斜壁302的底部形成嵌入边305；倾斜壁302上设有导向槽303，导向槽303贯穿锤头300的顶部以及底部，沿着桩芯101自下而上的方向，导向槽303背离桩芯101倾斜布置；
74.在施工步骤1)中，锤头300的抵压壁301抵压着桩环100，锤头300的嵌入边305与桩芯101之间具有锤击间隙，楔子400的下部嵌入在导向槽303中，且抵压着导向槽303的底部倾斜布置，楔子400的下部穿设在锤击间隙中，抵压着桩芯101的底部的外周。
75.这样，利用导向槽303可以对楔子400的朝下锤击实现导向定位，且有利于楔子400的朝下嵌入，实现桩芯101底部的分离，且通过设置倾斜面，便于将楔子400呈倾斜布置，便于楔子400的底部嵌入桩芯101的底部。
76.施工步骤1)中，通过锤击楔子400的顶部，楔子400的下部挤压撞击桩芯101的底部的外周，当桩芯101的底部的外周出现裂痕后，取出楔子400，将楔子400的下部插入在锤头300的抵压壁301与桩环100之间，楔子400保持竖直布置，通过锤击楔子400的顶部，随着楔子400插入在锤头300的抵压壁301与桩环100之间深度增加，锤头300朝下桩芯101移动，锤头300的嵌入边305以及倾斜壁302插入在桩芯101底部的裂痕中，将桩芯101凿除。
77.当桩芯101的底部出现裂痕后，此时，利用楔子400已经难以进一步嵌入在桩芯101的底部内，从而将桩芯101的底部彻底分离，此时，利用挤压锤子的抵压壁301，驱动锤子的倾斜壁302朝向桩芯101移动，利用嵌入边305首先嵌入在桩芯101底部的裂缝中，再利用倾斜壁302嵌入裂缝中，将整个桩芯101抬升，实现桩芯101底部的彻底分离。
78.桩芯101凿除后，利用卷扬机和吊斗将桩芯101逐块起吊出孔，使用风镐凿平作业面并清理桩中孔105内的碎渣，以便下层水磨钻咬合钻进时定位板的安放。
79.锤头300的底部具有放置面，放置面的中部凸设有横轴304，放置面包括位于横轴304外侧的外侧面以及位于横轴304内侧的内侧面，在施工步骤1)中，当锤头300放置在环形槽102的底部后，横轴304抵接在环形槽102的底部，当锤头300的嵌入边305以及倾斜壁302插入在桩芯101底部的裂痕中后，外侧面与环形槽102的底部具有间隔，通过朝下锤击锤头300的外端，锤头300的内端以横轴304为摆动中心朝上撬动，将桩芯101凿除。
80.利用在锤头300的放置面设置横轴304，便于锤头300受到挤压时的移动，且当倾斜壁302嵌入在桩芯101底部的裂缝中后，锤头300处于翘起状态，此时，利用抵压锤头300，则可以撬动桩芯101，实现桩芯101底部的彻底分离。
81.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。