1. 前言
碎石注浆桩是一种引 进注浆技术的软基处理新方法, 它是利用 钻机按设计直径,钻进至设计深度成孔,放入注浆管后,投放石料。在投放石料的过程中,用注浆管放水请洗钻孔。 石料投放完成后进行注浆, 使石料固结成桩。
2. 工法的特点
碎石注浆桩是一种刚性或半刚性的复合地基处理方法, 它不同于钻孔灌注桩, 水泥砂浆在压力下, 除固 结石料外, 也向 周围土体渗透加固 桩端和桩侧土体, 改善桩间天然土体的性质以提高承载力, 达到更好的加固 效果。 它 具有避免桩侧泥皮、 桩底沉渣等优点, 它可以选用 的直径范围很广, 一般直径可选用 30cm~80cm, 桩体强度根据不同的工程要求可高可低。
3. 适用范围
碎石注浆桩的直径、 强度、 加固 深度可选择的范围很大, 并具有无振动、 不挤土、 施工机械轻巧等优点, 因此, 它特别适用 于深厚软地基、 老路加宽工程、 周围有建筑物的结构物、 地下管线周 围、 高压电线附近等场合的软基处理工程。
4. 工艺原理
碎石注浆桩作用 原理主要是通过注入水泥砂浆固 结碎石, 并通过向 周 围土体渗透水泥浆, 改善桩间的天然土性质, 从而加大成桩的承载力 , 更好地达到加固 地基的效果。
5. 施工工艺流程及操作要点
5. 1 工艺流程
测量放线及定桩位→护筒埋设→钻机就位→钻进成孔→清孔→下注浆管→碎石投放→安装桩帽连接钢筋→洗孔→压力 注浆→拔管→桩帽施工→桩成品 检测、 验收( 工艺流程图附后)
5. 2 操作方法
5. 2. 1 测量放样及定桩位
依据设计资料, 确定桩位中 心, 以中 心为圆心, 以桩身 半径加护壁厚度的半径画出 钻孔的圆周, 撒石灰线。 要求桩位偏差不大于± 20mm。
5. 2. 2 护筒埋设
为防止施工过程中 孔口 坍塌, 确保钻进顺利, 孔口 段埋设钢护筒, 护筒长 1 米, 护筒周围用 粘土填实, 防止孔口 泥浆及水泥浆的流失。
5. 2. 3 钻机就位
钻机用 方木整平, 就位对中 。 钻机主动钻杆、 钻盘中 心应与桩中 心保持一致, 钻杆垂直, 其倾斜度小于 1%。
5. 2. 4 钻进成孔
施工采用 泥浆护壁的大泵量正循环方法作业, 以使沉渣顺利排出 孔外。 为 保证钻孔的垂直度, 应随时注意测量孔斜, 以确保孔斜< 1%。 孔深不得小于设计孔深, 且不得大于设计孔深 20cm。
5. 2. 5 一次清孔
钻进至设计深度后, 钻具原位回转、 正循环冲孔排渣, 清孔至沉渣小于 10cm, 再换稀泥浆, 泥浆比重控制在 1. 15~1. 25。 最后提钻终孔并移开钻机。
5. 2. 6 下注浆管
注浆管采用 1 英寸管 2 根, 注浆管下至距孔底 40cm 处, 安装时应对称布置, 以利于灌
浆质量。 安装就位完毕后, 应对管口 进行临时保护, 防止杂物进入管内 。 施工中 应注意保护注浆管, 避免泥浆及杂物进入注浆管内 。
5. 2. 7 碎石投放
碎石应清洗干净, 通过串 筒投放至孔内 。 投入量应大于计算桩孔体积, 并填灌至孔口标高。 碎石直径为 15~40mm。
5. 2. 8 安装桩帽连接钢筋
在投放碎石至设计桩帽连接钢筋底标高时, 应先安放桩帽连接钢筋, 然后再继续投放碎石。
5. 2. 9 洗孔
在填筑碎石时, 要不间断地用 注浆管注入清水洗孔。 保持出 浆比重在 1. 05 以下,
5. 2. 10 压力 注浆
注浆材料采用 水泥砂浆, 水泥用 P. 0. 32. 5 水泥, 砂为 细 砂, 水泥砂浆的水灰比为0. 5~0. 6, 并适量掺加粉煤灰以提高水泥砂浆和易性。 注浆采用 边压浆边拔管的注浆方法,不同的孔深采用 不同的注浆压力 。在正式注浆施工前, 首先进行工艺试验, 以确定合适的水灰比和注浆压力等施工参数。
5. 2. 11 拔管
拔管过程中 要随时在桩顶填充碎石, 并在 1~2m 范围内 补充注浆, 直至孔口 标高断面上浆液充分外溢充盈后停止。 注浆管拔出 。
5. 2. 12 桩帽施工
待桩身 强度达到设计植的 80%时, 可以绑扎桩帽钢筋, 浇注桩帽砼。
5. 2. 13 桩成品检测、 验收
对施工完成的碎石注浆桩进行 100%无破损检测, 合格后进行路基填筑施工。
5. 2. 14 季节性施工
5. 2. 14. 1 雨季应对现场做好排水工作, 确保道路通畅。 孔口 周围应有挡水措施, 防止雨水流入孔内 。
5. 2. 14. 2 雨季施工期间, 对现场供电线路、 设备进行全面检查, 预防触电事故的发生。
5. 2. 14. 3 冬季浇筑砼时, 桩帽砼入模不得低于 5℃ 。 桩帽砼要作好防冻保温工作, 在大雪 天应避免浇灌砼。
5. 2. 14. 4 当气温超过 30℃ 时, 应在砼中 掺加缓凝剂。
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碎石注浆桩施工工艺流程图
6. 材料设备
6. 1 主要设备
6. 1. 1 钻孔设备。 循环钻机、 泥浆泵、 水泵等。
6. 1. 2 填孔设备。 铁锹、 手推车、 电动葫芦、 导链、 串 筒等。
6. 1. 3 清孔设备。 水管、 压浆泵、 潜水泵等。
6. 1. 4 压浆设备。 拌浆机、 压浆机、 皮管、 水泥罐、 铁锹、 手推车等。
6. 1. 5 钢筋加工、 安装设备。 桩顶钢筋笼成套加工设备、 电焊机等。
6. 2 主要材料
6. 2. 1 原材料: 水泥、 石子、 砂、 钢筋等由 持证材料员 和试验员 按规定进行检验, 确保其原材料质量符合相应标准。
6. 2. 2 砼配合比设计及试验: 按碎石注浆桩设计强度要求, 做好水泥砂浆配合比的试验室配合比、 施工配合比, 满足碎石注浆桩强度的要求。
7. 质量控制
7. 1 施工前应对原材料进行检查, 并有合格签证记录。 对施工程序、 工艺流程、 检测手段进行检查。
7. 2 施工过程中 应对成孔、 清渣、 注浆、 浇筑桩帽砼等进行全过程检查。
7. 3 注浆桩质量标准必须符合表列要求。
注浆桩实测项目和标准
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8. 安全措施
8. 1 错开桩位间隔开钻, 随时掌握土体情况, 避免坍孔。
8. 2 施工现场的电工必须持证上岗 操作。
8. 3 填碎石前, 孔口 进行保护, 防止杂物落入孔内 。
8. 4 应采取间隔成孔的方法, 防止坍孔。
9. 环保措施
9. 1 施工现场制定洒水防尘措施, 指定专人负责及时清运泥浆。
9. 2 施工中 的废水及时排入事先挖好的沉淀池。
9. 3 操作人员 应穿 绝缘胶鞋和配戴胶皮手套。
9. 4 保护好桩头不被污染。
10. 经济效益分析
碎石注浆桩在软基处理形 式中 属成本较高的一种, 它 与素砼桩处理软基相比施工成本低 6 元/m2左右; 与碎石桩处理软基相比高 15 元/m2左右。 它 与其它 软基处理形 式相比具有无振动、 不挤土、 施工机械轻巧等优点, 因此, 它 在深厚软地基、 老路加宽工程、 周围有建筑物的结构物、 地下管线周 围、 高压电线附近等场合具有很好的应用 前景。
11. 工程应用 实例
碎石注浆桩在宁波绕城高速公路西段首次应用 , 在浙江也是第一次, 通过复合地基静载试验和地基沉降观测, 均满足设计要求, 路基稳定, 工后沉降小。 但次工法施工污染大,有泥浆, 成本较高。
( 后附施工图片)
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碎石注浆桩填石
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碎石注浆桩压浆
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单桩承载力试验
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碎石注浆桩桩帽