鉆孔灌注樁后壓漿技術運用綜述

時間:2022-04-16 04:15:00

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鉆孔灌注樁后壓漿技術運用綜述

1.概述

近年來高層建筑迅猛發展,對地基承載力的要求越來越高,鉆孔灌注樁在各類建筑工程中的應用越來越廣泛,鉆孔灌注樁具有施工簡單、造價經濟等特點。但鉆孔灌注樁存在著孔壁易坍塌、樁側有泥皮、樁底沉碴難以處理、樁端被擾動破壞等缺陷。如何提高鉆孔灌注樁的側阻和端阻,提高鉆孔灌注樁的單樁承載力,已經成為巖土工程領域迫切需要研究解決的問題。

2.工程概況

哈勵遜醫院舊居住區改造項目,位于衡水市中心地帶。該工程項目總規劃面積8.6萬平方米,先期建設回遷住宅樓一棟,地上24層,地下2層,框剪結構,建筑面積2.8萬平方米,基礎面積1200平方米,初步設計擬采用800的鉆孔灌注樁,有效樁長48米,柱身58米,共計布樁396~E,以第⑩粉土層作為持力層,根據JGJ94—2008建筑樁基技術規范,設計單樁極限承載力為3150KN,場地工程地質條件如下:為驗證單樁極限承載力,在施工圖設計前先進行三組試樁靜載荷試驗,試驗結果均在27OOKN左右出現拐點,不滿足設計承載力要求,經專家論證分析影響灌注樁承載力的主要原因是:樁底沉碴較厚,樁端承載力得不到充分發揮樁側泥皮厚,導致側摩阻力明顯下降;尤其進入密實粉土較深的樁,孔壁土應力釋放,抗剪強度降低,導致地基土的承載力下降。經專家論證,得出如下結論l''''1原設計方案樁長過長,基礎成本較高,且不滿足設計承載力要求,建議不采用。根據衡水市同類場地的灌注樁聯合后壓漿經驗及靜載荷數據分析得出,鉆孔灌注樁注漿后單樁承載力增值范圍在20%~30%之間。決定改用600~7L灌注樁聯合后壓漿工藝,有效樁長36米,以第㈣粉土層作為持力層。

3.聯合后壓漿技術的加固機理

在成樁過程中,于樁底或樁側預置注漿管,待樁身混凝土達到一定強度后,采用高壓注漿泵,通過注漿管,注入水泥漿液(或其他化學漿液)至樁側或樁端的土層中,水泥漿液通過滲透、置換、劈裂和擠密作用,使得樁底及樁側一定范圍內原本松散的碎石、土粒和裂隙膠結成一個高強度的結合體,從而改善樁與土間界面的幾何與力學條件。樁端阻力及樁側摩阻力都相應提高,從而提高鉆孔灌注樁的單樁承載力

4.工程注漿參數的設定

4.1水灰比本工程采用純水泥漿,水泥材料選用32.5級普通硅酸鹽水泥,同時要求水泥新鮮、不結塊。水灰比控制在0.45~0.60之間,攪拌時間不少于2min。

4.2注漿量經與設計溝通和現場試驗確定本工程每根樁水泥總量不少于2t,距地面一24m樁側注漿量為0.4~O6t,樁底注漿量處為1l4~16t。

4.3注漿壓]本工程注漿壓力控制在1.5MPa~3MPa,流速控制在4O~50L/min以內。應避免壓力過大,擾動樁周土層,造成樁體上浮。

5.聯合后壓漿施工技術

5.1工藝流程.成孔f制鋼筋籠、加工壓漿管)——一一次清孔(下鋼筋籠、安裝壓漿系統)——二次清孔——澆筑樁身混凝土——清水壓通灌漿管路一一樁身混凝土養護(3~7d)——先樁側后柱底壓漿——施工記錄、工序驗簽.

5.2注漿管的制作

5.2.1樁端壓漿管在制作鋼筋籠的同時制作注漿管,注漿管采用033.5mm壁厚3.25mm鋼管2根(1#2#),沿鋼筋籠周圈對稱布置,壓漿管之間采用絲扣連接,連接處用防水膠帶纏繞。壓漿管底部超出鋼筋籠底端300mm,在壓漿管底部500mm范圍內每隔1∞mm沿灌漿管四周鉆4個6mm的灌漿孔眼。為防止孔眼堵塞,用條帶狀橡皮內胎包住孔眼。

5.2.2樁側壓漿管生距地面一24m的樁側布置巾25mm鍍鋅壓漿管1根(3}),綁扎在鋼筋籠螺旋筋內側。樁側壓漿管底部通過三通與一段高壓PVC塑料管相連,PVC塑料管沿鋼筋籠主筋轉一圈,其上等間距地鉆排6mm的TLBE,孔眼間距100mm,包好條帶狀橡皮內胎作好標記,孔眼開口朝樁周外側。

5.3壓水試驗

在樁身混凝土澆灌后12~24h內,必須用清水疏通注漿管,水量不宜大,貫通后即刻停止灌水,壓水試驗不僅起到疏通管道的作用,而且可以根據壓水試驗結果對壓漿參數做出相應的調整。

5.4注漿樁位的選擇

為防止注漿時水泥漿液從臨近薄弱地點冒出,注漿的樁應在混凝土灌注完成3~7d后,并且該樁周圍10m范圍內沒有鉆機鉆孔作業,該范圍內的樁混凝土灌注完成也應在3d以上。

5.5注漿施工順序

注漿作業要依據灌注樁施工完成順序,進行跟蹤施工。先施工周圍樁位再施工中間樁。單樁注漿作業,先對埋深一24m處的粉土層進行樁側壓漿,漿液終凝后,再對樁端粉土層進行樁底壓漿。注漿時應做好施工記錄,記錄的內容應包括施工時間、注漿開始及結束日寸間、注漿數量以及出現的異常情況等。5.6注漿設備選擇根據要求,結合本工程實際情況,注漿泵選用泵壓不低于7MPa的SGB6—10型高壓注漿泵。地面輸漿軟管采用耐壓值不低于10MPa的雙層絲紡織膠管。

6.注漿施工中常見問題和應對措施

6.1注漿管堵塞

在樁底注漿時,如若發生壓力達到1OMPa以上,仍然打不開注漿噴頭,證明注漿管發生堵塞,可將全部的水泥漿量通過另一根暢通導管一次壓入樁端。

6.2出現冒漿

注漿時常會發生水泥漿沿著樁側或在其他部位冒漿的現象,水泥漿液是在其他樁或者地面上冒出,說明樁底已經飽和,可停止注漿i若從本樁側壁冒漿,注漿量也接近了設計要求,可停止注漿;若從本樁側壁冒漿且注漿量較少,可將該注漿管用壓力水沖洗干凈,等到第2天再重新注漿。

6.3補注漿措施

補注漿工作應在注漿工作結束后統一進行,其做法采用CXY一1型地質勘察鉆機在樁周壁O.2~0.3m處鉆進直徑由110的孔。鉆孔深度比樁端深0.4~0.5m,在孔內下入注漿導管,并用水灰I:LO.5水泥漿液(摻入早強劑)進行封口處理,待封孔水泥漿液固期達到3d后,可按正常工藝進行注漿。

7.聯合后注漿試樁檢測與效果分析

本工程為回遷住宅樓,工期緊,場地狹窄,經與設計溝通,在滿足單樁極限承載力情況下,通過非破壞性靜載荷試驗,試樁、錨樁可作為工程樁出現。試樁選取35#213#321#樁進行了靜載試驗,受檢樁的混凝土齡期為28天,受檢樁的成樁工藝和質量控制標準與工程樁一致,試樁樁頭按設計進行了加固處理。

7.1本工程單樁靜載測試儀器采用JCQ一503AW,單樁豎向抗壓極限承載力為3150KN,每級加載為預估單樁極限承載力的1/10~1115,每次加載315KN,首次加載取分級荷載的2倍;每級加載后隔5min、1Omin、15min各測讀一次樁頂沉降量,以后每隔15min測讀一次樁頂沉降量,累計1h后每30min測讀一次樁頂沉降量。

7.2穩定標準:在每級荷載作用下,樁頂的沉降量在每小時內小于0.1mm,且連續出現兩次。通過試樁檢測提供的試驗數據,3組試樁試驗結果均符合設計要求。Q—S曲線如下:可以看出,樁端注漿的Q—S曲線呈緩變形,說明注漿后樁的端承力可充分發揮,樁的沉降量明顯降低。試驗結果表明,聯合后壓漿灌注樁比普通灌注樁單樁豎向承載力明顯提高。

8.結語

綜上所述,通過本工程的鉆孔灌注樁聯合后壓漿技術的應用,積累了一定的行之有效的工程經驗。工程實踐證明,泥漿護壁鉆孔灌注樁采用聯合后注漿技術,可以解決泥漿護壁鉆孔灌注樁固有的工藝缺陷,具有縮短樁長,減少樁徑,能大幅度提高單樁承載力,節約基礎造價,具有較好的技術經濟應用前景。