鉆孔灌注樁后壓漿施工工藝的研究論文

時(shí)間：2021-04-14 13:41:42 論文我要投稿

鉆孔灌注樁后壓漿施工工藝的研究論文

　　1 概述

鉆孔灌注樁后壓漿施工工藝的研究論文

　　目前，鉆孔灌注樁逐漸成為高大建筑物地基處理的常用方案，但鉆孔灌注樁受成樁機(jī)械、地基土質(zhì)、地下水位、管理水平、施工人員素質(zhì)等眾多因素影響，常容易造成樁身不完整、沉渣過(guò)厚、泥皮過(guò)厚等現(xiàn)象，造成降低端承承載及樁身摩阻力，從而影響樁基的承載力。本文提供一種后壓漿施工工藝，通過(guò)采取此工藝，固化樁底沉渣及樁側(cè)泥皮，補(bǔ)強(qiáng)樁身缺陷，從而提高樁基承載力。

　　2 鉆孔后壓漿工作原理

　　后壓漿工藝是通過(guò)預(yù)埋注漿管，待樁身完成達(dá)到一定強(qiáng)度后，注入水泥漿，補(bǔ)強(qiáng)樁身缺陷，以達(dá)到提高樁身完整性及固化樁身摩擦介質(zhì)、增大摩擦力的目的。

　　鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)是灌注樁成樁時(shí)在樁底和樁側(cè)預(yù)置壓漿管路和壓漿裝置，待樁身達(dá)到一定強(qiáng)度后通過(guò)壓漿管路利用高壓注漿泵壓注水泥漿，對(duì)孔底沉渣、樁側(cè)泥皮及樁周土體通過(guò)滲透、置換、劈裂等方式，經(jīng)過(guò)一系列的物理與化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行加強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)，從而消除傳統(tǒng)灌注施工工藝所固有的缺陷，以達(dá)到提高樁身完整性及固化樁身摩擦介質(zhì)、增大摩擦力的目的，是一種科學(xué)先進(jìn)的技術(shù)。

　　后壓漿分樁側(cè)后壓漿和樁底后壓漿兩種。

　　2.1 樁側(cè)壓漿提高承載力機(jī)理

　　(1)在樁側(cè)細(xì)粒土層中后壓漿時(shí)，壓漿壓力超過(guò)劈裂壓力，則土體產(chǎn)生水力劈裂，呈現(xiàn)劈裂加筋效應(yīng);充及固結(jié)作用，使樁側(cè)土孔隙率降低、密度增加，呈現(xiàn)滲透填充膠結(jié)效應(yīng)。上述兩種效應(yīng)，不僅使樁周土恢復(fù)原狀，而且提高了樁周土的強(qiáng)度;另外，泥漿脈結(jié)石體像樹的根、須一樣向樁側(cè)土深處延伸。

　　(2)在樁側(cè)后壓漿點(diǎn)處，由于漿液的擠壓作用，形成凸出的漿液包結(jié)石體。形成凸出的漿液包結(jié)石體。

　　(3)在樁側(cè)非壓漿點(diǎn)處形成一層泥漿殼，這層泥漿殼或單獨(dú)存在而固化，或與泥膜發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)面固化，它與原樁身砼組成的復(fù)合樁身，增大剪切滑動(dòng)面，增加樁側(cè)面摩擦面積。

　　(4)漿液充填樁身砼與樁周土體的間隙，提高樁土間的粘接力，從而提高樁側(cè)摩阻力。

　　2.2 樁底后壓漿提高承載力機(jī)理

　　(1)由于樁底壓漿在樁下端形成擴(kuò)大頭，擠壓樁底土層及周圍土層，使其密實(shí)，增加了樁端及周圍土層的側(cè)向壓力，因而使樁的樁側(cè)摩阻力有所提高。

　　(2)在樁底壓降過(guò)程中，由于灌漿量及灌漿壓力的增加，部分漿液會(huì)竄入到樁周較軟弱的土層中，改善了樁土性質(zhì)，使樁周土的單位摩阻力提高。

　　(3)樁底后壓漿在壓密樁端虛土的同時(shí)，向上傳遞壓力，樁預(yù)向上位移，因而樁側(cè)摩阻力提高。

　　(4)樁底后壓漿使得樁側(cè)摩阻和樁端同時(shí)提高，因而能較大幅度地提高樁的承載力。

　　3 鉆孔后壓漿設(shè)計(jì)方案

　　(1)對(duì)樁徑800mm樁采用復(fù)式注漿法。樁端與樁側(cè)各對(duì)稱安裝2根注漿管。

　　(2)注漿位置：

　　①樁端注漿：注漿花管應(yīng)埋入終孔孔底下100~300mm。

　　②樁側(cè)注漿：花管底具體位置由各區(qū)段工勘探孔及樁鉆進(jìn)時(shí)的返渣情況綜合判斷確定，選擇薄弱層注漿，同一建(構(gòu))筑物注漿位置宜相同。

　　③注漿管的長(zhǎng)度：由實(shí)際施工的孔深確定，其長(zhǎng)度為實(shí)際孔深+0.6m。

　　④注漿管采用DN20、δ=2.75mm的焊管，相鄰注漿管采用絲扣連接，并用14#鐵絲綁扎固定在鋼筋籠的外側(cè)。注漿管底端用絲堵封閉，距底端300mm長(zhǎng)度范圍內(nèi)對(duì)稱均勻鉆12個(gè)?6mm的注漿孔，用膠帶及圖釘封孔。注漿管頂部應(yīng)高出砼面0.5m以上，且高出地面0.2~0.3m。管頂要用絲堵封閉且用不同顏色的膠帶纏繞，將樁底注漿管與樁側(cè)注漿管區(qū)分開來(lái)。

　　⑤ 注漿壓力：樁側(cè) 1.5~2.0MPa; 樁側(cè) 2.0~2.5MPa。

　　⑥注漿材料及注漿量：采用普通42.5級(jí)水泥，每根樁水泥用量可以根據(jù)實(shí)際情況確定，一般1~2t。初始?jí)簼{時(shí)水灰比1∶1，體積為100L，余下水灰比為0.8∶1。

　　⑦成樁 2d 后開始注水打開通道。28d 內(nèi)進(jìn)行注漿。

　　⑧注漿順序：先樁側(cè)后樁底,二者時(shí)間間隔不小于2h。先外圍后中間。注漿點(diǎn)距未施工或者正在施工的樁的最小距離為15m。

　　⑨終止注漿條件：采用注漿壓力與注漿量雙控，以注漿量控制為主，注漿壓力控制為輔。

　　4 鉆孔后壓漿施工方案

　　4.1 工藝流程

　　工壓漿工藝流程為：制作壓漿管→安裝壓漿管→檢查壓漿管質(zhì)量→灌注混凝土→打開壓漿管→配置水泥漿，樁側(cè)壓漿→配置水泥漿，樁底壓漿。

　　4.2 注漿管制作

　　4.2.1 注漿管材料

　　采用DN20壁厚2.75mm的焊管。

　　4.2.2 注漿管的制作

　　采用車絲機(jī)在焊管的二端車絲，每個(gè)車絲段的長(zhǎng)度為50mm。車絲后應(yīng)用生膠帶纏繞，然后在一端安裝直通。安裝時(shí)應(yīng)用管鉗擰緊，防止在整個(gè)注漿管管道安裝過(guò)程中出現(xiàn)脫離或者是不密閉，導(dǎo)致漏漿現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)根據(jù)實(shí)際孔深制作相應(yīng)的短節(jié)，短節(jié)的兩端按上述要求車絲。

　　4.2.3 注漿花管制作

　　距低端300mm內(nèi)對(duì)稱均鉆12個(gè)?6mm的孔，在每對(duì)孔的`斷面用膠帶纏擾3圈，然后將圖釘安放在孔的位置，再在圖釘?shù)耐鈧?cè)用高壓絕緣膠帶纏繞3~5圈。樁底注漿花管底口采用焊接方式將錐形絲堵焊牢密封。樁側(cè)注漿花管的底口采用相配套的外絲堵密封。

　　4.3 注漿管的安裝

　　4.3.1 注漿管位置及長(zhǎng)度的確定

　　(1)樁底注漿管的底端應(yīng)埋設(shè)在沉渣及孔底原狀土中。

　　(2)樁側(cè)注漿管應(yīng)設(shè)置樁身薄弱土層。

　　(3)同一斷面上樁底注漿管與樁側(cè)注漿管應(yīng)對(duì)稱均布。

　　4.3.2 注漿管安裝

　　(1)二次清孔期間，應(yīng)將注漿管運(yùn)到樁附近，并根據(jù)實(shí)際孔深按上述要求核算注漿管的長(zhǎng)度，無(wú)誤后方可安裝。

　　(2)注漿管的安裝與鋼筋籠的安放同時(shí)進(jìn)行。樁底注漿管底部500mm處應(yīng)內(nèi)折15°~25°防止在注漿管下放過(guò)程中刮碰孔壁。

　　(3)注漿管與鋼筋籠的主筋采用 14#鐵絲綁扎固定。注漿管綁扎在鋼筋籠的外側(cè)。樁底注漿管的底部15m范圍內(nèi)每2m設(shè)一綁扎點(diǎn)，其余部位及樁側(cè)注漿管每4m設(shè)一綁扎點(diǎn)。

　　(4)相鄰上下節(jié)注漿管采用帶絲扣的直通連接，安裝時(shí)應(yīng)用管鉗擰緊，防止在整個(gè)注漿管管道安裝過(guò)程中出現(xiàn)脫離或者是不密實(shí)導(dǎo)致漏漿現(xiàn)象的發(fā)生。

　　(5)在鋼筋籠孔口搭接前，應(yīng)對(duì)壓漿管進(jìn)行注水，檢查其密封性。當(dāng)壓漿導(dǎo)管內(nèi)注滿清水后，水面能夠保持穩(wěn)定且不升降，證明密封完好。否則，提起鋼筋籠檢查漏水原因，滿足要求后方可下另一節(jié)籠，下籠時(shí)要徐徐放入，嚴(yán)禁用力墩下或者扭動(dòng)。

　　(6)下籠結(jié)束后，在壓漿管上口擰上堵頭，以免雜物掉入壓漿管內(nèi)而使管路不暢。并用不同顏色的油漆將樁底注漿管與樁側(cè)注漿管區(qū)分開來(lái)，以免混淆。

　　4.4 注漿

　　4.4.1 注漿設(shè)備

　　(1)采用專用注漿泵，注漿額定壓力為10MPa。

　　(2)漿液攪拌機(jī)為與注漿泵相匹配的漿液攪拌機(jī)。

　　(3)水泥漿液的輸漿管應(yīng)采用高壓流體泵送軟管，額定壓力不小于20MPa。

　　4.4.2 注漿材料及注漿量

　　(1)采用普通硅酸鹽42.5級(jí)水泥，壓漿量應(yīng)由樁端、樁側(cè)土層類別、滲透性能、樁徑、樁長(zhǎng)、承載力增幅要求、沉渣量有泥皮厚度等諸因素確定。在實(shí)際施工過(guò)程中，需要根據(jù)壓水試驗(yàn)情況及壓漿過(guò)程中的反映適當(dāng)高速注入量，并通過(guò)對(duì)壓漿壓力、漿液濃度、壓漿方法諸因素的控制，將所需壓漿量控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)。一般漿液濃度和灌漿量大、灌漿壓力高、加固效果更好。

　　(2)初始?jí)簼{時(shí)水灰比為1∶1，體積為200L，余下水灰比為0.8∶1。泵送流量控制在1.8m3/h左右。

　　(3)注漿應(yīng)對(duì)同一根樁的各注漿管依次實(shí)施等量注漿。

　　4.4.3 注漿壓力

　　樁側(cè)1.5~2.0MPa;樁端2.0~2.5MPa。

　　4.4.4 注漿時(shí)間

　　(1)成樁2d后開始注水打開通道并進(jìn)行壓水試驗(yàn)。

　　(2)28d內(nèi)進(jìn)行注漿。初注時(shí)一般壓力較小，漿液亦由稀到稠。初注時(shí)要密切注意壓漿壓力、壓漿量和壓漿皮管的變化，并注意壓漿節(jié)奏。壓漿過(guò)早，將會(huì)因?yàn)闃扼w強(qiáng)度、樁側(cè)阻力過(guò)低而導(dǎo)致漿液溢出地面造成壓漿失敗;壓漿太晚，會(huì)因樁身泥皮硬化而影響向上泛漿擠入樁周體而導(dǎo)致漿液向遠(yuǎn)處流失達(dá)不到最佳壓漿效果。

　　(3)樁側(cè)注漿完成時(shí)間約40min，樁端主將時(shí)間約70min。樁側(cè)注漿完成后 120min 后方可進(jìn)行樁端注漿。

　　4.4.5 注漿順序

　　同一根樁先樁側(cè)后樁底，二者時(shí)間間隔不少于2h。

　　裙樁先外圍后中間。

　　注漿點(diǎn)距未施工或者正在施工的樁的最小距離為10m。

　　壓漿時(shí)應(yīng)注意觀察是否有漿液上溢，一旦發(fā)現(xiàn)上溢泛漿，即時(shí)停止。

　　壓漿過(guò)程中注意安全，要求無(wú)關(guān)人員遠(yuǎn)離壓漿接口處，防止壓漿管爆裂傷人。拆除壓漿管時(shí)，要注意高壓管中帶壓力的漿液射出，壓漿口不要正對(duì)操作人員。

　　4.4.6 注漿控制標(biāo)準(zhǔn)、終止注漿條件

　　(1)采用注漿壓力與注漿量雙控，以注漿量控制為主，注漿壓力控制為輔。

　　(2)當(dāng)滿足下列條件之一時(shí)可終止注漿：

　　①注漿總量和注漿壓力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求;

　　②注漿總量已達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%，且注漿壓力超過(guò)設(shè)計(jì)值。

　　(3)當(dāng)注漿壓力長(zhǎng)時(shí)間低于正常值或地面出現(xiàn)冒漿或周圍樁孔竄漿，應(yīng)改為間歇注漿，間歇時(shí)間宜為30~60min，或調(diào)低漿液水灰比。

　　(4)后注漿施工過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常對(duì)后注漿的各項(xiàng)工藝參數(shù)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)采取相應(yīng)處理措施。當(dāng)注漿量等主要參數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)值時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程具體情況采取相應(yīng)措施。

　　4.4.7 后注漿樁基工程質(zhì)量檢查和驗(yàn)收應(yīng)符合的要求

　　后注漿施工完成后應(yīng)提供水泥材質(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告、壓

　　力表檢定正式、試注漿記錄、設(shè)計(jì)工藝參數(shù)、后注漿作

　　業(yè)記錄、特殊情況處理記錄等資料。

　　4.4.8 壓漿后期的保養(yǎng)齡期

　　壓漿的保養(yǎng)齡期即樁底壓漿后多少時(shí)間后可以做靜載試驗(yàn)或作為工程樁使用的齡期，通常要求壓漿后保養(yǎng)15d左右。

　　4.4.9 注漿效果保證要素

　　保證樁身質(zhì)量，鋼筋籠的安裝一定要到位，確保注漿管安裝到位。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，通過(guò)后壓漿工藝的實(shí)施，可以固化樁底沉渣及樁側(cè)泥皮，補(bǔ)強(qiáng)樁身缺陷，從而提高樁基承載力，適合于樁基承載力的補(bǔ)強(qiáng)，并且在印度 TAL?WANDI電廠施工中采用后壓漿工藝取得了良好的效果。

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