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钻孔灌注桩后压浆法桩端地基加固施工技术

    摘 要:文章简述了灌注桩后压浆法的原理、适用地质条件、施工工艺以及建造施工实际工作中参数的确定、施工工艺流程及要点,并对施工过程中有那些易出现的问题、如何解决进行了简单说明。 

  关键词:灌注桩;压浆参数;施工技术;地质条件 

  现代化的高层建筑可以提高土地利用率,节约空间,减少管理成本,但随着建筑高度的逐渐加高,对地基的强度和承载力的要求也越来越高,为了满足建筑设计要求,现在一般采取灌注桩的形式,灌注桩的高度和直径往往做得很大,施工难度很高,对当地地质条件要求严格,使得地基造价很高,提高了建筑总体造价。在我国某些地区,地质上属于冲积平原,在粘土层下,有一层较厚的碎石层,如果可以加强加固这一地层,使地基稳固程度达到设计要求,将大大降低施工难度建筑成本,因此,经过多年的理论研究和实践,我国设计和施工工作者总结了一套钻孔灌注桩后压浆法加固桩端地基的方法,降低了施工成本,减小了桩长,获得了良好的社会效益和经济效益,为提高我国人民的生活环境和生活成本做出来卓越的贡献。 

  1 灌注桩后压浆法对地质条件的要求 

  灌注桩后压浆法适用于碎石含量超过50%,石质坚固的持力层,碎石分布要规则,均匀,碎石厚度满足设计要求,碎石与填充土轻微或无胶结。 

  2 灌注桩后压浆法的施工原理 

  在灌注桩施工过程中,管道埋在钢筋笼外壁,桩的混凝土强度满足这些需求后,水泥砂浆在钢管桩压力作用下向碎石层孔隙渗透,使原来的松散沉积物,瓦砾,土壤颗粒形成高强度的胶粘剂,在水泥浆的压力下,向碎石层中的孔隙扩散,单桩区向四周扩大相当于扩大直径,向下扩散相当于增加桩的长度;群桩区域的浆液使碎石作为一个整体,所以原来的不符合要求的碎石层结构的承载能力满足要求。钻孔灌注桩的施工过程,无论如何清理,底部仍将或多或少孔的留有沉积物。第一次灌装时,混凝土从长而细导管落下,因落差太大造成混凝土在桩底部位形成“虚尖”、“干碴石”,阻碍了桩孔壁泥和皮及泥土的结合,减少了摩擦系数,严重影响钻孔灌注桩桩端承载力的桩侧摩擦阻力。混凝土浆压入桩端和桩侧首先与首先和桩端的沉渣、离析的“虚尖”、“干碴石”相结合,提高压实度,提高承载能力,浆液沿着灌浆桩和土的结合部返回上升,消除泥皮,改善了桩侧摩阻力、泥浆水平渗透桩侧土也增加了桩的直径。这几点是提高单桩承载力的重要方法。 

  3 灌注桩后压浆法的参数设定 

  (1)压浆参数,包括闭盘压力、灌浆水灰比,和压浆量,根据不同的地质条件,不同的工程要求和实际情况,应采用不同的浆参数。工程桩施工前,应根据以前的工程实践情况来设计第一组参数,然后根据设定的参数,试桩施工,完成试桩达到设计强度后,进行了静载桩的试验,最终确定的参数进行测试。(2)闭盘压力是控制压浆施工的主要参数。指的是压浆结束的控制压力,一般来说,当桩端压浆,应按照预定的压浆量控制,也控制闭盘压力值。在无法达到预置压浆量时,达到一定压力会停止压浆,压浆压力过大,一方面,会使浆料偏析,闭塞管道,另一方面,它也可能干扰碎石层,使桩体上浮。(3)水灰比。水灰比一般不宜过大过小,过大会造成灌浆困难,过小压力会使形成的泥浆分离。(4)压浆量。压浆量指的是单桩压浆水泥用量,它是控制后压浆施工是否完成的主要参数,它与碎石层的碎石含量以及桩间距有关,还取决于碎石层孔隙率,在碎石层碎石含量为50%~70%,桩间距为4~5米的条件压浆量一般为115~210T,根据预先设置参数,测试桩施工,然后根据试桩结果的静载试验,最后确定工程桩的压浆参数,三组参数,包括压力压浆水泥压浆参数,压浆和封闭的压力,因不同的地质条件,采用不同项目的参数。 

  4 后注浆桩技术 

  4.1 施工过程 

  灌注桩成孔→钢筋笼制作→压浆管制作→灌注桩清孔→压浆管绑扎→下钢筋笼→灌注桩混凝土后压浆施工。 

  4.2 施工要点 

  4.2.1 桩位的选择。根据工程实践,在碎石层中,水泥浆在工作压力下的影响面积较大。为防止附近的弱点地点灌浆水泥浆冒出,应在完成混凝土灌浆3~7天后压浆,且绕桩8m范围内无钻机钻孔,该范围内桩混凝土灌注完成以上应该3天以上。 

  4.2.2 注浆管的布置。在钢筋笼外侧绑两根,注意注浆管的对称性。开始钻孔,清孔,下钢筋笼后,在钢筋笼吊放过程中应注意注浆管的保护,不得扭曲钢筋笼,以免注浆管的丝扣松动,喷嘴部分应添加混凝土块保护,不得摩擦孔壁,以避免因爆胎堵塞灌浆孔。按照规范的要求浇灌混凝土。 

  4.2.3 注浆管的生产。在同一时间在生产注浆管和钢筋笼。注浆管使用国产25毫米直径的黑色管,接头采用螺纹连接,两端采用密封丝堵。注浆管长度大于钢筋笼55厘米,在桩底部大于钢筋笼5厘米,上部比混凝土桩头的表面高50厘米,但不高于地面保护钢筋笼的部长的长度。注浆管在底部20厘米做注浆嘴(俗称花管),在这部分均匀的钻4行(每行4个)各行,以间距3厘米,直径3毫米注浆孔为注浆喷嘴;灌浆孔壁用一个图钉密封,将自行车内胎用胶带密封,套在压浆管上,与注浆嘴形成一个简单的单向装置:注浆注浆管压力使轮胎爆裂,图钉弹出,浆从注浆孔和渗入砾石层,压力和设备保证混凝土浆不会将注浆管塞。 

  4.2.4 注浆施工顺序。灌浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆,注浆施工先四周在中间,注浆采用2根桩注浆时,先第一根桩A管,注浆量约70%的份额(111~114吨水泥),再次接连另一根的A管道,然后其次是第一根桩B和第二根桩管的B,它可以保证相同的2根根管注浆桩时间间隔30~60分钟,给水泥浆蔓延在砾石层的提供时间。在灌浆施工中做好记录,该记录应包括施工时的内容,灌浆开始和结束时间,注浆量和异常情况和处理措施。 

  5 压浆施工中出现的问题和相应措施 

  (1)喷头打不开,可在另一根管中补足压浆数量。(2)出现冒浆。压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象,若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出,说明桩底已经饱和,可以停止压浆;若从本桩侧壁冒浆,压浆量也满足或接近了设计要求,可以停止压浆;若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少,可将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净,等到第二天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。(3)单桩压浆量不足,若出现个别桩压浆量达不到设计要求,可视情况加大临近桩的压浆量作为补充。 

  6 结束语 

  不同的地质条件不可能有相同的压浆参数,预先设定的压浆参数往往参考相似工程的经验,压浆参数的最终确定要依赖于试验桩的结果,后压浆钻孔灌注桩与传统的压浆方法比,可以最大化的提升建筑的承载能力和一定程度的提高的抗震性能。相同条件下(主要的因素,如地层,桩径,桩长)单桩一般竖向承载力可提高20%~40%,最多增加80%,如果考虑注浆的承载力的设计,桩的数量相对减少的有利影响,减少桩长,桩径,或减少桩帽的大小,将减少工作量,减少用钢,混凝土数量,缩短工期,节约了大量生产成本。如果按照正常的设计承载能力的设计,不考虑后压浆对承载力的影响,并作为安全储备,也可以提高建筑的安全系数。所以,在具备条件的工程中推广后压浆施工工艺有着重要的意义和广阔的前景。 

  参考文献 

  [1]沈保汉.后注浆桩技术(1)―后注浆桩技术的产生与发展[J].工业建筑,2001.

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