摘要:本工程实施了钻孔灌注桩后注浆技术,单桩承载力提高了25-30%。实践证明:在持力层以中粗砂砾及卵石为主的地基中,运用后注浆技术,压力浆体更易扩散,使桩端持力层在一定范围内易形成浆液和土的结合体,改善了持力层的物理力学性能,恢复和提高了持力层土体强度,有效提高了桩的承载力,减小桩的沉降量。
目前高层建筑泥浆护壁钻孔灌注桩在成孔过程中孔壁土体易出现松动,软化和孔底沉渣,这在很大程度上降低了桩的承载力,然而通过桩底后注浆可有效弥补这些缺陷,并能大幅度提高承载力,从而减少了桩基的沉降变形,同类工程应用日益广泛。
1、工法特点:采用桩基后注浆施工,可以改变因桩底沉渣而影响灌注桩混凝土的浇筑质量,提高了桩周下部侧摩阻力和端阻力,且使沉降变形减小而均匀。能大幅提高单桩承载力,减少桩基沉降,确保桩基工程质量有重要意义。
2、适用范围:灌注桩后注浆技术适用于除沉管灌注桩外的各类泥浆护壁和干作业的钻、挖、冲孔灌注桩。
3、工艺原理:在成桩过程中,在桩侧预置注浆管,待桩身达到一定强度后,通过注浆管,利用高压注浆泵压注以水泥为主的浆液,对孔底沉渣和桩侧泥皮进行固化,桩端受到扰动的持力层得到有效的加固,桩端阻力和桩侧阻力相应提高,从而提高钻孔灌注桩的单桩承载力,减小桩基沉降的目的。
4、施工工艺流程及操作要点
4.1工艺流程
4.2注浆导管安装:注浆导管采用直径25mm,壁厚3mm的钢管,注浆管随钢筋笼一起下放,沿钢筋笼圆周对称且与钢筋笼加劲筋焊接并与钢筋笼底部般齐,上部高出笼身约50cm,每根桩桩底设置2根注浆管。注浆管上端用铁盖封严,注浆端的钢管采用胶带密封,确保在设计压力下顺利打开。
4.3桩位选择及注浆顺序
根据现场施工情况,要求先对试验桩进行注浆,然后按照浇筑桩身时间先外围桩后中间桩依次注浆,当注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围桩串浆,应改为间歇注浆,间歇时间宜为30-60min,或调低浆液水灰比。
注浆作业与成孔作业点的距离不宜小于8m。 4.4浆液制备:
浆液配比:浆液的水灰比应根据土的饱和度,渗透性确定,对于饱和土,水灰比宜为0.45-0.65,对于非饱和土,水灰比宜为0.7-0.9。
浆液制备:水泥浆采用自制灰浆搅拌机搅拌,制浆时在搅拌机内设明显的容水标志(地下水),然后按与搅拌机内水量相应比例的水泥量(重量比)放入水中,进行搅拌。拌合均匀,水泥不能由明显的团粒或水泥结块,水泥袋等杂物,搅拌好的浆液通过滤网至于压浆管中,并不断搅拌,防止泌水沉淀。
4.5注浆压力要求
根据计算和工程实践经验与设计要求,采用注浆压力与水泥量双
控,注浆压力宜采用3~10Mpa.
4.6注浆时间要求
为保证桩端注浆的顺利进行及不影响钻孔桩施工进度及质量,常规注浆时间为钻孔桩混凝土浇捣后2天,不宜迟于成桩30天后。
4.7注浆施工:
施工准备:检查搅拌机、注浆泵、压力表等设备工作状态是否完好,注浆管是否畅通,高压软管与导管连接牢固并密封良好。
注浆作业在成桩后20天开始,开泵压力一般为2-3Mpa,让浆液打开注浆喷头的密封包裹,确认软管畅通,喷头打开后,即可转入正常注浆作业,最大注浆流量不宜超过75L/min。注浆以稳定压力为终止压力,注浆及补浆后及时关闭球阀防止回浆,最后一次补浆水灰比宜取小值,以保证浆液不因收缩性影响压浆质量。
终止注浆的控制:注浆总量和注浆压力均达到设计要求;注浆总量已达到设计值的75%,且注浆压力超过设计值。
4.8承载力检验
在桩身混凝土达到设计要求的条件下,单桩承载力检测在注浆20天后进行,掺用早强剂时可于注浆完成15天后进行。
5、材料与设备
5.1主要工具:本工程选用BM-320型压浆泵,10Mpa压力表(检验合格),自制灰浆搅拌机(下覆滤网)。
5.2主要材料:水泥采用32.5普通硅酸盐水泥,水灰比根据现场试验调配(参考水灰比为0.7)
6、质量控制
6.1注浆过程中,宜采用低压、慢速注浆,让浆液在土层中均匀渗透和缓慢刺入,已得到最佳加固效果。
6.2注浆管埋设好后,把注浆管上口封闭,以减少管内外压力差,防止注浆管的变形和异物的掉入,堵塞管路,影响注浆效果。
6.3组织所有施工人员进行设计图纸技术交底、学习掌握施工技术要求,明确各班组施工任务和技术要求。
6.4加强原材料的质量控制。进场的水泥应有出厂合格证,并做好水泥进场试验,试验合格后方可使用,严禁不合格的水泥用于工程上。
6.5认真做好各工序的施工记录,做好交接班施工交底。 6.6各施工班组应严格施工规范要求组织施工,确保工程施工质量,对于实施过程出现的问题应及时汇报。待问题解决后方可进入下一道工序施工。
7、安全施工措施
7.1注浆作业前应进行工艺流程、注浆顺序和注意事项的安全技术交底。
7.2所有进入现场施工的机械设备,应经检查(检修)合格后方可进场施工。建立班检、维修制度。
7.3成孔施工与注浆作业交叉进行时,应保持足够的安全距离,确保注浆作业安全。
7.4对工地泥浆池应进行周边防护。
7.5、在施工过程中,安全员应跟班检查,发现问题或安全隐患,应及时处理,待消除隐患后方可再进行作业。
7.6施工用电必须有专业电工人员负责接线、接电,并跟班值班。非工作人员不准私自接拆线。
7.7高压清水冲洗注浆软管时,对面严禁站人。 8、环保措施
8.1现场设立集浆坑,防止管内余浆和冲洗污水乱流,对余浆、污水进行收集,沉淀后进行无害化处理。
8.2设备无噪音,无燃油污染; 8.3水泥库房封闭,现场无粉尘; 9、效益分析
本工程实施了钻孔灌注桩后注浆技术,单桩承载力提高了25-30%。实践证明:在持力层以中粗砂砾及卵石为主的地基中,运用后注浆技术,压力浆体更易扩散,使桩端持力层在一定范围内易形成浆液和土的结合体,改善了持力层的物理力学性能,恢复和提高了持力层土体强度,有效提高了桩的承载力,减小桩的沉降量。
经初步计算,后注浆钻孔灌注桩较普通钻孔灌注桩费用节约30%左右,因此用于高层建筑且桩长较长时,经济效益显著。
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