鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)運(yùn)用綜述
時間:2022-04-16 04:15:00
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1.概述
近年來高層建筑迅猛發(fā)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(yīng)用越來越廣泛,鉆孔灌注樁具有施工簡單、造價經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。但鉆孔灌注樁存在著孔壁易坍塌、樁側(cè)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(cè)阻和端阻,提高鉆孔灌注樁的單樁承載力,已經(jīng)成為巖土工程領(lǐng)域迫切需要研究解決的問題。
2.工程概況
哈勵遜醫(yī)院舊居住區(qū)改造項(xiàng)目,位于衡水市中心地帶。該工程項(xiàng)目總規(guī)劃面積8.6萬平方米,先期建設(shè)回遷住宅樓一棟,地上24層,地下2層,框剪結(jié)構(gòu),建筑面積2.8萬平方米,基礎(chǔ)面積1200平方米,初步設(shè)計(jì)擬采用800的鉆孔灌注樁,有效樁長48米,柱身58米,共計(jì)布樁396~E,以第⑩粉土層作為持力層,根據(jù)JGJ94—2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范,設(shè)計(jì)單樁極限承載力為3150KN,場地工程地質(zhì)條件如下:為驗(yàn)證單樁極限承載力,在施工圖設(shè)計(jì)前先進(jìn)行三組試樁靜載荷試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果均在27OOKN左右出現(xiàn)拐點(diǎn),不滿足設(shè)計(jì)承載力要求,經(jīng)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(fā)揮樁側(cè)泥皮厚,導(dǎo)致側(cè)摩阻力明顯下降;尤其進(jìn)入密實(shí)粉土較深的樁,孔壁土應(yīng)力釋放,抗剪強(qiáng)度降低,導(dǎo)致地基土的承載力下降。經(jīng)專家論證,得出如下結(jié)論l''''1原設(shè)計(jì)方案樁長過長,基礎(chǔ)成本較高,且不滿足設(shè)計(jì)承載力要求,建議不采用。根據(jù)衡水市同類場地的灌注樁聯(lián)合后壓漿經(jīng)驗(yàn)及靜載荷數(shù)據(jù)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(lián)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(lián)合后壓漿技術(shù)的加固機(jī)理
在成樁過程中,于樁底或樁側(cè)預(yù)置注漿管,待樁身混凝土達(dá)到一定強(qiáng)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(xué)漿液)至樁側(cè)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(cè)一定范圍內(nèi)原本松散的碎石、土粒和裂隙膠結(jié)成一個高強(qiáng)度的結(jié)合體,從而改善樁與土間界面的幾何與力學(xué)條件。樁端阻力及樁側(cè)摩阻力都相應(yīng)提高,從而提高鉆孔灌注樁的單樁承載力
4.工程注漿參數(shù)的設(shè)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(jié)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(jīng)與設(shè)計(jì)溝通和現(xiàn)場試驗(yàn)確定本工程每根樁水泥總量不少于2t,距地面一24m樁側(cè)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(nèi)。應(yīng)避免壓力過大,擾動樁周土層,造成樁體上浮。
5.聯(lián)合后壓漿施工技術(shù)
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(tǒng))——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(yǎng)護(hù)(3~7d)——先樁側(cè)后柱底壓漿——施工記錄、工序驗(yàn)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(nèi)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(nèi)胎包住孔眼。
5.2.2樁側(cè)壓漿管生距地面一24m的樁側(cè)布置巾25mm鍍鋅壓漿管1根(3}),綁扎在鋼筋籠螺旋筋內(nèi)側(cè)。樁側(cè)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(zhuǎn)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(nèi)胎作好標(biāo)記,孔眼開口朝樁周外側(cè)。
5.3壓水試驗(yàn)
在樁身混凝土澆灌后12~24h內(nèi),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(yàn)不僅起到疏通管道的作用,而且可以根據(jù)壓水試驗(yàn)結(jié)果對壓漿參數(shù)做出相應(yīng)的調(diào)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(diǎn)冒出,注漿的樁應(yīng)在混凝土灌注完成3~7d后,并且該樁周圍10m范圍內(nèi)沒有鉆機(jī)鉆孔作業(yè),該范圍內(nèi)的樁混凝土灌注完成也應(yīng)在3d以上。
5.5注漿施工順序
注漿作業(yè)要依據(jù)灌注樁施工完成順序,進(jìn)行跟蹤施工。先施工周圍樁位再施工中間樁。單樁注漿作業(yè),先對埋深一24m處的粉土層進(jìn)行樁側(cè)壓漿,漿液終凝后,再對樁端粉土層進(jìn)行樁底壓漿。注漿時應(yīng)做好施工記錄,記錄的內(nèi)容應(yīng)包括施工時間、注漿開始及結(jié)束日寸間、注漿數(shù)量以及出現(xiàn)的異常情況等。5.6注漿設(shè)備選擇根據(jù)要求,結(jié)合本工程實(shí)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(yīng)對措施
6.1注漿管堵塞
在樁底注漿時,如若發(fā)生壓力達(dá)到1OMPa以上,仍然打不開注漿噴頭,證明注漿管發(fā)生堵塞,可將全部的水泥漿量通過另一根暢通導(dǎo)管一次壓入樁端。
6.2出現(xiàn)冒漿
注漿時常會發(fā)生水泥漿沿著樁側(cè)或在其他部位冒漿的現(xiàn)象,水泥漿液是在其他樁或者地面上冒出,說明樁底已經(jīng)飽和,可停止注漿i若從本樁側(cè)壁冒漿,注漿量也接近了設(shè)計(jì)要求,可停止注漿;若從本樁側(cè)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(bǔ)注漿措施
補(bǔ)注漿工作應(yīng)在注漿工作結(jié)束后統(tǒng)一進(jìn)行,其做法采用CXY一1型地質(zhì)勘察鉆機(jī)在樁周壁O.2~0.3m處鉆進(jìn)直徑由110的孔。鉆孔深度比樁端深0.4~0.5m,在孔內(nèi)下入注漿導(dǎo)管,并用水灰I:LO.5水泥漿液(摻入早強(qiáng)劑)進(jìn)行封口處理,待封孔水泥漿液固期達(dá)到3d后,可按正常工藝進(jìn)行注漿。
7.聯(lián)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(jīng)與設(shè)計(jì)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(yàn),試樁、錨樁可作為工程樁出現(xiàn)。試樁選取35#213#321#樁進(jìn)行了靜載試驗(yàn),受檢樁的混凝土齡期為28天,受檢樁的成樁工藝和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)與工程樁一致,試樁樁頭按設(shè)計(jì)進(jìn)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(yù)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(jì)1h后每30min測讀一次樁頂沉降量。
7.2穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn):在每級荷載作用下,樁頂?shù)某两盗吭诿啃r內(nèi)小于0.1mm,且連續(xù)出現(xiàn)兩次。通過試樁檢測提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù),3組試樁試驗(yàn)結(jié)果均符合設(shè)計(jì)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(fā)揮,樁的沉降量明顯降低。試驗(yàn)結(jié)果表明,聯(lián)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(jié)語
綜上所述,通過本工程的鉆孔灌注樁聯(lián)合后壓漿技術(shù)的應(yīng)用,積累了一定的行之有效的工程經(jīng)驗(yàn)。工程實(shí)踐證明,泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁采用聯(lián)合后注漿技術(shù),可以解決泥漿護(hù)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(jié)約基礎(chǔ)造價,具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)應(yīng)用前景。