钻孔灌注桩后压浆施工工艺_secret
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钻孔灌注桩后压浆法引言钻孔灌注桩是一种常见的地基处理技术,广泛应用于各类建筑工程中。
在钻孔灌注桩施工的过程中,压浆法是一种重要的技术手段,能够在灌注桩后进一步提高桩基的承载力和稳定性,同时改善地基的工程地质性质。
本文将介绍钻孔灌注桩后压浆法的原理、施工工艺和优势。
一、压浆法的原理在钻孔灌注桩施工完成后,钢筋笼会被联结到相应的混凝土搅拌罐。
压浆法在施工过程中通过持续或间歇注入浆液的方式将压浆液泌入钻孔灌注桩的基础部分中。
这种操作通过将浆液注入岩土体中来改善岩土体的物理性质、强度和稳定性。
压浆法的关键原理是通过施加压力将浆液注入到孔隙中,填充和压实岩土体,从而提高地基的承载力和稳定性。
压浆液可以根据具体工程需要进行选择,一般采用的是水泥浆液,也可以根据需要添加其他辅助材料来增加浆液的特性。
二、压浆法的施工工艺1. 浆液配比:根据实际情况,确定水泥浆液的配比。
一般来说,水泥与水的比例为1:1,根据需要可以酌情调整。
2. 注浆钻头选择:选择合适的注浆钻头,以确保浆液能够有效地注入到灌注桩中。
注浆钻头的直径通常与灌注桩的直径相匹配。
3. 注浆孔的布置:根据设计要求,在灌注桩上预留一定数量和位置的注浆孔。
4. 注浆施工:将选定的注浆钻头安装在注浆设备上,将浆液注入到注浆孔中,通过连续或间歇注浆方式进行施工。
5. 注浆压力控制:在注浆过程中,施工人员需根据实际情况灵活掌握注浆压力,以确保浆液能够充分填充孔隙,并达到良好的填充效果。
6. 注浆结束:注浆完成后,将注浆孔进行及时密封,防止浆液外泄。
三、压浆法的优势1. 提高承载力:钻孔灌注桩后压浆法能够有效地填充和压实岩土体,增加桩基的承载力。
通过压浆法施工,可以提高地基的整体稳定性和抗沉降能力。
2. 改善地基性质:压浆法施工可改善地基的工程地质特性,提高地基的均匀性和一致性。
这有助于减少地基沉降和不均匀沉降的发生,提高建筑物的安全性和稳定性。
3. 保护环境:压浆法施工过程中使用的浆液主要是水泥浆液,对环境影响较小。
钻孔灌注桩后压浆施工工艺1.工艺流程后压浆钻孔灌注桩施工的主要工艺流程为:(1)钻机成孔与清孔;(2)下钢筋笼和预埋压浆管;(3)为减小桩底沉渣厚度进行二次清孔;(4)桩身混凝土灌注;(5)待装身混凝土养护3~10d后压注水泥浆液。
后压浆起始作业时间一般于基桩成桩2天以后即可进行,具体时间可视基桩施工态势进行调整,但一般不宜超过成桩后30天。
(遇有特殊情况,可在成桩24小时后作提前压浆)桩端压浆技术的工艺流程见图1。
2 .压浆管布置及压浆器制作要求桩底后压浆内导管及管阀数量根据桩径d大小设置,对于d<1000mm桩,宜沿钢筋笼圆周对称设置2根;对于1000mm<d<2000mm的桩,宜对称设置3根;对于d<2000mm桩,宜对称设置4根。
压浆管底部超出钢筋笼20-30mm,压浆管头部高出地面20~30cm。
压浆管随钢筋笼下放、逐根焊牢,在下放过程中应注入清水并检查连接密封情况,若发现漏水应将其提出补焊,确保压浆管路密封。
压浆管底端封闭,下部400mm制作成花管状,每隔100mm钻一排6个φ8mm 钻孔,对称布置。
压浆器制作要求:每个钻孔单独制作,其构成由三层组成:第一层为能盖住孔眼的图钉;第二层为比压浆管管外径小3-5mm的密封高弹性材料,长度5cm,形成一个逆止阀。
第三层为密封胶带,盖住密封高弹性材料两端各2cm。
注意事项:①制作前,压浆管密封部位应用细砂纸打磨;②第二层材料材料必须密封完好、有弹性;③应进行地面试压试验。
1图1桩端压浆技术的工艺流程3 .浆液性能要求浆液一般采取水泥浆液。
水泥浆的结石强度是随着水灰比的降低而提高,但是如果水灰比过小,将液的流动性差,既难于泵松,又不易渗透到较致密的砂层中。
因此,将液的水灰比需要根据底层条件的不同而改变。
a、对渗透性较强的地层(如松散的砂土及软粘土等),桩端压浆的水灰比为0.4~0.5,桩侧压浆为0.5~0.7。
一般采用普硅525#水泥或425#水泥。
钻孔灌注桩后压浆施工工艺1 施工工艺1.1工艺流程注浆泵打开压浆阀出露压浆管高压水枪冲洗压水试验制浆(稠度试骏)压浆达到设计给定注浆量或控制压力稳压5min 堵孔。
1.2压浆顺序的确定首先对靠近河流一侧以及承台四周的桩基进行压浆,以期封闭浆液外流;然后进行中间桩注浆,并加大其压浆量,以在控制压浆总量基础上最大限度提高压浆效果。
1.3施工操作工艺1.3.1 开工报验及技术交底压浆施工前,向监理工程师报送施工技术方案及开工报告,未经监理进行下道工序施工。
压浆前,工程技术部门组织现场技术干部、质检员及班组负责人进行书面交底,交底内容包括:施工方案、安全环保措施、注意事项等。
1.3.2 打开压浆阀钢筋笼加工时,在压浆管底部制作安装单向压浆阀,混凝土浇注完毕、凝固前,必须采用注浆泵打开压浆管底部的压浆阀1.3.3 出露压浆管由于桩基施工时,可能间隔安排进行其他工程的施工,场地需要平整,垫实的土层将压浆管埋住,故压浆前应将压浆管管头出露。
一般采用挖掘机配合人工进行开挖,使压浆管管头出露土体50cm以上,并用氧气割去已弯曲变形的钢管,将管头割齐。
1.3.1 清洗压浆管钢筋笼施工过程中,难免会出现压浆管焊接不牢固、不密封等现象,当钢筋笼下放时,泥浆及水泥浆可能渗入管中将其堵塞,故应采用高压水枪清洗压浆管。
清洗时先将清洗机启动,同时将高压管放入管中,慢慢往下放,待放入桩底并将管内的泥浆全部冲出,压浆管管口冒清水为止。
清洗完以后,用带钢筋头的测绳测量深度,直至满足要求为止。
1.3.5 压水试验为确保压浆顺利进行,压浆前必须进行压水试验,确保压浆管未堵且压浆阀已打开。
压水与压浆操作基本相同,只是介质不同。
1.3.6 制浆一般采用水泥浆搅拌机制浆,水泥净浆强度等级不低于C20。
首先按试验室批复的配合比往搅拌机内依次加入水、减水剂和水泥。
为尽快将混合物搅拌均匀,应一边搅拌一边加入水泥,打开倒顺开关,来回搅拌均匀。
为防止未搅拌均匀的颗粒物堵塞注浆泵,出浆口应增设钢丝滤网过滤颗粒物。
钻孔灌注桩后压浆施工工艺概述钻孔灌注桩是一种常用于建筑工程中的桩基础,其特点是承载能力较高、适用范围广,因此在建筑工程中得到广泛的应用。
然而,在钻孔灌注桩的施工过程中,需要进行压浆工作,以保证桩体的密实度和稳定性。
因此,本文将针对钻孔灌注桩后压浆施工工艺进行阐述。
施工前的准备工作在进行钻孔灌注桩后的压浆施工时,需要进行一系列的准备工作,以确保施工的顺利进行。
具体的准备工作如下:手动搅拌设备的检查在进行压浆施工前,需要首先检查手动搅拌设备的运行情况和正常性。
其主要内容包括检查搅拌器的转动是否灵活,检查搅拌器的电机是否正常,检查电线是否有破损等。
压浆材料的检查在进行压浆施工前,需要对压浆材料进行检查,以确保其质量符合要求。
具体的检查内容包括检查材料的外观是否干燥、结块,检查材料的颜色是否一致等。
现场环境的检查在进行压浆施工前,还需要对现场环境进行检查,以确保其符合施工要求。
其主要内容包括检查现场的温度、潮湿度、通风情况等。
施工流程进行钻孔灌注桩后的压浆施工时,需要按照一定的流程进行,以确保施工的顺利进行。
具体的施工流程如下:第一步:搅拌压浆首先,需要将预先准备好的压浆材料倒入手动搅拌设备中,并启动设备进行搅拌。
其搅拌时间一般为2~3分钟,直到搅拌均匀。
第二步:钻孔孔口处的处理然后,需要将钻孔孔口处的浆土清除干净,用擦拭毛巾擦干净,确保孔口处的干燥和洁净。
第三步:压浆注入接下来,需要将搅拌好的压浆注入到孔内,注入时应将压浆管顶端置于孔底处,慢慢地往上移动,同时不断地注入压浆。
当压浆管移动到孔口处时,应停止注入,并将压浆管缓慢地向上提拔出孔外,同时继续注入一定量的压浆。
第四步:表面处理最后,需要对压浆处的表面进行处理,用擦拭毛巾将压浆处表面擦拭干净,并用硅油进行喷涂,以保证表面的平整和美观。
注意事项在进行钻孔灌注桩后的压浆施工时,需要注意以下事项:保证施工质量在进行压浆施工时,需要注意保证施工的质量,以确保钻孔灌注桩的密实度和稳定性。
1 施工工艺流程钻孔灌注桩后压浆施工工艺是在钻孔灌注桩成孔后,经清孔,在下放的钢筋笼上预置压浆孔道(预留无缝钢管) ,待桩基砼灌注且达到一定强度后压浆,即先疏通预留压浆管,然后将先拌制好的水泥浆(水灰比有具体规定) 通过压浆机械(压浆泵) 经预留孔压至桩基持力层并渗入持力层孔隙间,达到一定要求后停止压浆,注入的水泥浆凝结后与持力层形成一个整体,从而提高桩基的承载能力。
钻孔灌注桩后压浆工艺流程见图1 。
2 压浆系统的组成压浆系统由储浆筒、压浆泵、压力泵、压浆管等组成,其设备连接如图2 所示。
3 压浆管系的加工与布设1) 压浆管的制作压浆管采用耐压的无缝钢管,其内径以不小于25mm,壁厚不小于3mm为宜。
根据施工的实际要求,压浆管加工可分为上、中、下3 部分,压浆管上端需加工成可方便拆卸、装配有开关、端部入口有拆装灵活的丝扣封头的管节,以便于下笼时管节间的密封情况检查,防止杂物、污泥等进入管内,便于与压浆设备的连接。
压浆管中部由多根钢管连接而成,其加工需根据设计要求适当取材,分节攻丝,以便连接牢固。
压浆管下端是关系压浆能否成功的关键部件,其主要功能是保证底部插入沉渣或桩尖土200 mm ,且需在压水、压浆时起到一个单向阀的作用。
其加工方案是先取一根钢管在其两端攻丝,使其便于与管中部、管底锥体连接,然后在距其下端5~60 cm 周壁上用<2 mm 钻头钻孔,孔形如梅花环形布置,间距纵向5cm、环向3 cm ,外用2 mm 厚橡胶皮包裹,加铅丝绑扎,底部连接封头须用有一定刚度材料加工而成的锥形体。
图2 压浆设备连接示意图2) 压浆管布设桩底压浆管采用2 根钢管,直径不小于25mm,壁厚不小于3mm,桩端注浆导管上端高出地面0.2m,下部伸出钢筋笼底部以下200mm。
将加工后的管件依次连接,置于钢筋笼两侧,用铅丝绑扎牢固或点焊,管节之间的丝扣连接应用生胶带止水。
4 压浆合格的标准及技术参数1) 桩底压注水泥浆应达到设计值。
灌注桩后压浆施工工艺钻孔灌注桩施工工艺钻孔灌注桩采用冲击钻成孔。
该工艺设备简单,操作方便,对保证桩基质量十分有利。
1测量放线及高程控制采用全站仪坐标控制的方法确定桩位平面位置。
高程测量由建设方提供基准点,用水准仪测定各桩孔的井口标高,并在钻机上挂牌记录。
2设备安装调试钻机就位前,须将基础垫平填实,钻机按指定位置就位,在技术人员指导下摆平放稳,保证冲锤垂直对准桩位。
钻机安装就位后,应精心调试,确保施工中不发生倾斜、移位等影响施工质量的情况。
3埋设护筒护筒采用坚实不漏水的钢护筒,人工配合机械开挖护筒坑,坑尺寸为护筒直径增加1m,基坑挖掘完毕,人工安装护筒,护筒直径比桩径大200mm,其位置校核无误后,护筒周围分层回填粘土并夯实,护筒埋设深度为2~4m。
4泥浆池机械开挖泥浆池,用检验合格的粘土制备泥浆。
合理规划泥浆池的深度、尺寸及设置位置,以满足环境保护和文明施工的要求。
为保护施工范围内的环境卫生,钻孔桩废弃的泥浆应在施工完成后,用汽车或罐车将泥浆池中的泥浆清运到指定的排放地点。
5钻孔施工冲击钻机稳固后其钻头吊钻杆绳应与桩位中心线相互重合,方可开钻,以后每班核对位置一次。
钻孔作业应分班连续进行,经常对钻孔泥浆进行检验,不符合要求及时处理改正。
同时,要注意岩层变化,及时捞取渣样,认真做好记录,与地质剖面图进行核对。
如发现地质条件与设计不符,及时报请监理工程师及主管部门,核对并确认后,报请设计单位等上级主管部门。
为提高成孔质量,成孔过程中,钻机的钻进速度应严格控制。
6清孔在终孔检查孔深达设计标高后,且成孔质量符合图纸要求并经监理工程师同意,应迅速清孔,清孔方法采用抽渣法。
清孔时必须保证孔内水头,提管时避免碰孔壁,防止坍孔。
清孔后的泥浆性能指标、沉渣厚度应符合规范要求。
清孔后用检孔器测量孔径,检孔器的焊接可在工地进行,监理工程师检验合格后,即可进行钢筋笼的吊装工作。
7安放钢筋笼8导管法混凝土浇筑水下砼采用导管法进行灌注,导管内径30cm,导管使用前要进行闭水试验(水密、承压、接头抗拉),合格的导管才能使用,导管应居中稳步沉放,不能接触到钢筋笼,以免导管在提升中将钢筋笼提起,导管可吊挂在钻机顶部滑轮上或用卡具吊在孔口上,导管底部距桩底的距离应符合规范要求,一般0.25~0.4m,本工程采用混凝土罐车对导管漏斗直接卸料的施工方法,首批混凝土导管漏斗容积1m³以内即可,当漏斗活门提升打开后,罐车紧跟连续向漏斗中快速卸料,保证首批混凝土体积达6m³左右,保证埋管深度。
灌注桩后注浆压浆方法及施工工艺灌注桩后注浆指灌注桩成桩后一定时间,通过预设于桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入水泥浆,使桩端、桩侧土体(包括沉渣和泥皮)得到加固,从而提高单桩承载力,减小沉降。
钻孔灌注桩的后注浆基本是劈裂注浆与渗透注浆相结合。
劈裂注浆即压入的高压浆体克服土体主应力面上的初始压应力,使土体产生劈裂破坏,浆体沿劈裂缝隙渗入土体填充空隙,并挤密桩侧土,促使土体固结从而提高注浆区的土体强度。
压浆方法及注意事项一般在成桩3d后开始压浆。
压浆采用低速慢压的方法,同一根桩的压浆顺序为:上侧管→下侧管→端管;同一承台桩的压浆顺序为:先四周桩后中心桩。
压浆完毕后立即给压浆管拧上堵头,以免因回浆而降低压浆效果。
注意事项1.为防止水泥浆从空孔部分的压浆管接头处压出,空孔部分的压浆管接头应采用生料带进行密封,并且空孔部分的钢管均应采用整根长钢管连接。
2.压浆应低档慢压,先稀后浓。
低档慢压既能有效防止压力突增无法压浆的情况,也能防止浆液顺着桩身上窜或从其他地方冒出,使桩端或桩周土体被水泥浆液逐步填充,随压浆量的增加,压力逐渐增加。
3.同一根桩的压浆管,如其中一根确实无法压浆或压浆量不够,另一根压浆管压浆时应补足相应的压浆量。
邻近桩的相邻压浆管也应补足相应的压浆量。
4.如压浆量未达到设计要求,出现浆液冒出地面,此时应暂停压浆,并将压浆管内的水泥浆用缓凝型水泥浆置换出来,停止1h 左右再进行复压,如此往复,直至达到设计压浆量。
5.当场地附近出现渗浆现象或压浆量满足要求、但压力较小时,不能盲目地认为压浆量达到要求就终止压浆。
此时应采用间隔复压、掺早强剂、封闭渗浆通道等方法,保证有效压浆量。
6.压浆管宜用镀锌钢管或黑铁管,直径Φ2.5c m或Φ3.0cm。
对于超长桩,考虑到管内摩擦阻力对压力的影响,可采用Φ3.0cm 或Φ3.8cm管。
出浆阀以单向截流阀为佳。
7.只要浆液能注入土中,宜低压、慢速注浆,这样可让浆液在桩底或桩侧较均匀渗透和缓慢刺入,以得到最佳加固效果。
钻孔灌注桩后压浆施工工艺流程一、主要施工方法本工程的桩基采用钻孔灌注后压浆法施工,钻孔灌注桩“后压浆技术”能更大限度地节约桩基成本。
钻孔灌注桩后压浆法施工工艺流程图(1)测量定桩位根据桩位平面图进行内业计算,算出每一承台的角桩(边)坐标,用全站仪放出角(边)桩桩位,其余桩采用50m 钢尺和麻线根据桩与轴线、桩与桩之间的关系测放桩位,并随即插上标志桩。
报监理复核验收合格后进入下道工序施工。
桩位测放采用中心点位法,并在护筒埋设完毕后作好复验工作,以护筒中心偏差作为验收依据,如发现不符合要求则重新埋设。
(2)护筒制作与埋设护筒用4~8mm 的钢板制作,其内径大于桩径100mm,上部开设两个溢浆口,并高出地面0.3m。
当钻孔内有承压水时,应高于稳定后的承压水位2.0m 以上。
护筒埋设位置准确,护筒内中心线与桩位中心线重合,平面误差控制在50mm 以内,竖直线倾斜不大于1%。
护筒埋置深度一般为2~4.0m。
护筒周边填粘土并分层夯实,防止漏水,并保证护筒内的水位稳定,高出孔内水位1.5m 以上。
(3)钻机就位施钻前钻机要平整、稳固的就位于桩孔处,保证钻具与桩位对中,偏差控制在小于20mm 以内的范围;支撑点支垫牢固,用水准仪或水平尺抄平,保证钻机平整度,做好控制标高标志。
(4)泥浆制备施工前应制备出足够的泥浆。
泥浆制备选用膨润土、碱、CMC 拌制而成。
施工过程中经常对孔内泥浆取样检测,对不符合要求的泥浆及时进行调配合格后进行置换,直到符合要求为止。
泥浆按配合比投料,用搅拌机搅拌,输送到泥浆池内备用。
现场同时施工桩基数量多,且场地紧张,储蓄池中废料需用泥浆车每天进行清运。
(5)钻孔钻孔前详细记录钻杆的长度,并用红色油漆作出明显标志。
钻孔作业分班连续作业,并详细填写钻孔施工记录,经常对泥浆进行检测,注意地层变化;在地层变化处抽取渣样,判明地层情况并与地质剖面图比较,如实写入钻孔施工记录。
(6)检孔用检孔器下放到孔底以检查孔径、孔深、孔斜,保证成孔符合设计及施工规范要求,经监理检测验收合格后方可进入下道工序。
钻孔灌注桩后注浆施工工艺一、概述钻孔灌注桩是建筑工程中常用的一种基础支撑形式。
为了提高钻孔灌注桩的承载能力和稳定性,需要进行注浆施工。
本文档旨在介绍钻孔灌注桩后注浆施工的工艺步骤和注意事项。
二、施工工艺步骤1. 准备工作在进行注浆施工前,需要进行以下准备工作:- 检查钻孔灌注桩的质量和尺寸是否符合设计要求。
- 检查注浆设备和材料的准备情况,确保其正常工作和充足供应。
2. 清洁孔口首先,需要清洁钻孔灌注桩的孔口,将其中的泥土、杂物等清除干净,保证孔口的清洁度和光滑度。
3. 注浆材料配置根据设计要求,进行注浆材料的配制工作。
选择合适的注浆材料,并按照规定的比例进行混合,使其达到适合注浆的浆液状。
4. 注浆施工注浆施工可以采用压力注浆法或重力注浆法。
根据具体情况选择合适的注浆方式。
压力注浆法1. 将注浆设备连接好,确保其正常运行。
2. 在注浆材料混合桶中将浆液充满,并通过管道连接至钻孔。
3. 以合适的注浆压力将浆液注入钻孔内,直到浆液回流或达到设计要求。
重力注浆法1. 将注浆材料倒入注浆斗中,控制注浆流量和速度。
2. 将注浆斗移至钻孔顶部,让注浆材料自然流入钻孔,直到浆液回流或达到设计要求。
5. 检查施工质量在注浆施工完成后,需要进行施工质量的检查。
检查注浆桩的注浆深度、注浆均匀性和注浆质量,确保符合设计要求。
三、注意事项- 注浆施工过程中,要确保施工现场的安全,采取必要的防护措施,避免事故发生。
- 注浆材料的配制要准确,按照设计要求进行,确保注浆质量。
- 注浆施工中要严格控制注浆压力和流量,保证注浆的均匀性和稳定性。
- 注浆施工完成后,要及时清理施工现场,保持环境整洁。
以上是钻孔灌注桩后注浆施工的工艺步骤和注意事项,请参考并按照实际情况进行施工。
如需进一步详细了解,请参考相关技术规范和标准。
后压浆钻孔灌注桩施工工艺第一节钻孔灌注桩后压浆施工技术简介所谓后压浆,就是在钻孔灌注桩成桩5-7天后,采用高压注浆泵通过预埋于桩底或桩侧的压浆导管(导管底部设置多孔管阀,导管向上延伸到桩顶或地面)向桩底或桩侧高压注入水泥浆液,通过浆液的劈裂、填充、压密、固结等作用,塞实桩底的松软地,达到固结底泥和挤压土层的目的;同时浆液沿桩侧向上返浆扩散,加强土层与桩体的侧摩阻力,在软土地基条件下,可改善钻孔灌注桩成桩工艺,提高单桩承载力、减少工程沉降量。
钻孔灌注桩后压浆施工技术主要有桩底后压浆、桩侧后压浆、复式压浆(桩底和桩侧同时后压浆)三类。
该技术有如下主要特点:(1)后压浆装置构造简单、安装方便、成本较低、可靠性高、适用于钻、冲孔灌注桩,后压浆装置中的钢导管可与超声检测结合,压浆后可取代等强度截面钢筋;(2)后压浆可于成桩后2~30天内实施,不与成桩作业交叉,不破坏混凝土保护层;(3)在优化工艺参数的条件下,可使单桩承载力提高40~120%(粗粒土优于细粒土,桩底桩侧复式压浆优于桩底单压浆);可缩短桩长或减少桩数量,降低施工难度,加快工程进度;经过压浆,可减少群桩的总体沉降,简化上部结构设计;(4)经后压浆的桩基,沉降减少30%左右;(5)对注浆量和注浆压力进行双向控制,施工质量易于保证;(6)噪音小,速度快,效益高。
其主要作用机理如下:(1)高压注入的水泥浆液在桩周土中渗透至一定程度后,剩余浆液沿桩周孔壁上返,从而弥补、填充成桩中留下的缺陷,以提高桩身质量。
(2)后压浆液可改善和根除循环介质(泥浆)形成的桩与桩周土间的泥皮和孔底沉渣,密实周围土体,恢复被扰动和软化的松散土体强度和内聚力,这是后压浆技术提高钻孔灌注桩效能的最主要机理。
因后压浆液可使浆液填充土颗粒间孔隙,从而改变桩间土的孔隙度和饱满度,增强土的物理性能,且浆液的渗入可使土颗粒间的胶结力明显增强,加强了土体的颗粒骨架,使土体具备更坚实的结构。
钻孔灌注桩后压浆施工工艺摘要:钻孔灌注桩是目前应用较为普遍的基础结构,灌注桩基础已经日益成为软土地基上工业建筑、高层楼宇、桥梁码头、重型储仓等工程常用的一种深基础形式。
随着现代建筑技术的飞速发展,对桩基础承载能力和抗变形的要求越来越高,传统钻孔灌注桩难以彻底解决桩周泥皮和沉渣之顽症,其优点得不到充分发挥。
钻孔灌注桩“后压浆技术”能更大限度地节约桩基成本,缩短施工工期,有效地增强质量稳定性和提高单桩承载力。
由于钻孔灌注桩后压浆可大幅度地提高单桩承载力,因而设计上可以通过减少布桩,缩小桩长或桩径来达到节约投资的目的。
根据工程实际情况表明,在不增加桩长和桩径的条件下,后压浆不仅在技术上是可靠的,而且在提高单桩承载力、减少工程沉降量、降低桩基工程造价等方面都具有深远的意义。
本文结合北京机场改扩建工程北区滑行道桥工程后压浆钻孔灌注桩的施工,着重介绍后压浆钻孔灌注桩的作用机理、施工工艺和过程技术质量控制,希望能给大家提供借鉴和参考。
关键词:钻孔灌注桩桩底压浆桩侧压浆机理后压浆1.工程概况北京机场改扩建工程北区滑行道桥工程采用后压浆钻孔灌注桩基础,灌注桩54根,Φ1200mm,桩长40m;后压浆桩采用粉砂层作为持力层,单桩极限承载力标准值为4600KN,桩身混凝土强度等级为C30。
本工程设计要求只对桩底进行后压浆处理,设计预估主桥沉降量约50mm。
2.钻孔灌注桩后压浆施工技术所谓后压浆,就是在钻孔灌注桩成桩5-7天后,采用高压注浆泵通过预埋于桩底或桩侧的压浆导管(导管底部设置多孔管阀,导管向上延伸到桩顶或地面)向桩底或桩侧高压注入水泥浆液,通过浆液的劈裂、填充、压密、固结等作用,塞实桩底的松软地,达到固结底泥和挤压土层的目的;同时浆液沿桩侧向上返浆扩散,加强土层与桩体的侧摩阻力,在软土地基条件下,可改善钻孔灌注桩成桩工艺,提高单桩承载力、减少工程沉降量。
钻孔灌注桩后压浆施工技术主要有桩底后压浆、桩侧后压浆、复式压浆(桩底和桩侧同时后压浆)三类。
其主要作用机理如下:(1)高压注入的水泥浆液在桩周土中渗透至一定程度后,剩余浆液沿桩周孔壁上返,从而弥补、填充成桩中留下的缺陷,以提高桩身质量。
(2)后压浆液可改善和根除循环介质(泥浆)形成的桩与桩周土间的泥皮和孔底沉渣,密实周围土体,恢复被扰动和软化的松散土体强度和内聚力,这是后压浆技术提高钻孔灌注桩效能的最主要机理。
因后压浆液可使浆液填充土颗粒间孔隙,从而改变桩间土的孔隙度和饱满度,增强土的物理性能,且浆液的渗入可使土颗粒间的胶结力明显增强,加强了土体的颗粒骨架,使土体具备更坚实的结构。
并且桩端可形成一定的扩大头,改善桩的工作状态提高灌注桩的承载力,降低沉降量。
(3)后压浆技术除可提高灌注桩的承载力、降低工程沉降量以外,在普通钻孔灌注桩试桩结果达不到要求时,后压浆可作为一项行之有效的补救措施,即可在成桩侧打入压浆管进行压浆,以提高单桩承载力。
当钻孔灌注桩出现断桩时,通过后压浆,水泥浆液可渗入断桩裂隙内而封闭裂隙,保证桩的受力筋不受地下水的腐蚀而提高桩的使用寿命。
3.后压浆提高单桩承载力的机理分析3.1后压浆提高桩端承载力的机理分析普通灌注桩一般采用二次清孔工艺,由于施工时采用泥浆作为冲洗介质,同时在灌注混凝土与二次清孔之间肯定有时间间隔,故或多或少存在孔底沉渣。
孔底沉渣是影响灌注桩尤其是桩端承载力的重要因素之一。
在首灌混凝土时,由于导管长而细,落差大,首灌混凝土因离析在桩底处产生“虚尖”,桩端混凝土强度低,也影响桩端承载力。
因此,在桩端高压注浆时,浆液渗透到疏松桩端“虚尖”及沉渣中,结合形成强度高的混凝土,随着注浆量的增加,水泥浆液不断向受泥浆浸泡而松软的桩端持力层中渗透,在桩端形成“梨形体”扩大端,增加了桩端的承压面积,相当于对钻孔桩进行扩底。
当“梨形体”不断增大时,渗透能力受到周围致密土层的限制,使压力不断升高,对桩端土层进行挤压、密实、充填、固结,提高了桩端土体承载力,从而提高了桩端承载力。
3.2桩侧压浆提高单桩承载力机理分析由于钻孔灌注桩大多在疏松土层中钻进,孔壁完整性差,同时泥浆护壁过程中,泥浆颗粒吸附于孔壁形成泥皮,阻碍桩身混凝土与桩周土间粘聚力的发挥,相当于在桩侧涂抹一层润滑剂,大大降低了桩侧摩阻力的发挥。
对于水敏性地层,因长期浸泡而松软,也降低了桩周土体的摩阻力。
其次,桩身混凝土固结后也会发生体积收缩,使桩身混凝土与孔壁间产生间隙,减小桩周摩阻力,降低单桩承载力。
当水泥浆沿桩壁向上及向下渗透时,渗透长度不断增加,桩侧压浆可以破坏泥皮,充填桩侧混凝土与周围土体间隙,提高粘结力;当浆液体压力大于桩周土体孔隙水压力时,浆液则横向向桩周土体中渗透,一方面可以挤压密实由成孔时受泥浆浸泡而松软的桩壁上,提高了桩侧土体强度,改善土的物理力学性能;另一方面浆液渗透到桩侧土体中与桩侧土体相结合,相当增加了桩径,从而提高了单桩承载力。
4.钻孔灌注桩后压浆施工工艺4.1工艺流程准备工作→按设计水灰比拌制水泥浆液→水泥浆经过滤至储浆桶(不断搅拌)→注浆泵、加筋软管与桩身压浆管连接→打开排气阀并开泵放气→关闭排气阀先试压清水,待注浆管道通畅后再压注水泥浆液→桩检测4.2注浆设备及注浆管的安装(1)高压注浆系统由浆液搅拌器、带滤网的贮浆斗、高压注浆泵、压力表、高压胶管、预埋在桩中的注浆导管和单向阀等组成。
(2)高压注浆泵系统的选型:高压注浆泵是实施后压浆的主要设备,高压注浆泵一般采用额定压力6~12MPa,额定流量30~100L/min的注浆泵;高压注浆泵的压力表量程为额定泵压1.5~2.0倍。
考虑到压浆过程中流量和压力调整的方便,本工程选用了2TGZ-120/105型高压注浆泵,该泵的浆量和压力根据实际需要可随意变档调速,可吸取浓度较大的水泥浆、化学浆液、泥浆、油、水等介质的单液浆或双液浆,吸浆量和喷浆量可大可小。
2TGZ型高压注浆泵的技术参数见下表。
2TGZ型注浆泵技术参数表型号传动速度排浆量最大压力电机重量长宽高升/分Mpa kw kg-120/105 1速32 10.511 1070 1900 1000 750 2速38 93速75 54速120 3浆液搅拌器的容量应与额定压浆流量相匹配,搅拌器浆液出口应设置水泥浆滤网,避免水泥团进入贮浆筒后吸入注浆导管内而造成堵管或爆管事件。
高压注浆泵与注浆管之间采用能承受2倍以上最大注浆压力的加筋软管,其长度不超过50cm,输浆软管与注浆管之间设置卸压阀。
4.3浆液采用与灌注桩混凝土同强度等级的普通硅酸盐水泥与清水拌制成水泥浆液,水灰比根据地下土层情况适时调整,一般水灰比0.45~0.6。
4.4开塞注浆前,为使整个注浆线路畅通,先用压力清水开塞,开塞的时机为桩身混凝土初凝后、终凝前,用高压水冲开出浆口的管阀密封装置和桩侧混凝土(桩侧压浆时)。
开塞采用逐步升压法,当压力骤降,流量突增时,表明通道已经开通,立即停机,防止大量水涌入地下。
4.5注浆开塞后立即进行注浆,原则上开一管注一管,不允许普遍开塞。
注浆应连续进行,压力采用由小到大逐级增加的原则。
5.后压浆技术的施工要点及要求5.1注浆管埋设注浆管采用Φ25mm管壁厚度2.5mm的焊接钢管,管阀与注浆管焊接连接。
注浆管随同钢筋笼一起沉入钻孔中,边下放钢筋笼边接长注浆管,注浆管紧贴钢筋笼内侧,并用铁丝在适当位置固定牢固,注浆管应沿钢筋笼圆周对称设置,注浆管的根数根据设计要求及桩径大小确定。
注浆管压浆后可取代等强度截面钢筋。
注浆管根数根据桩径大小设置,一般注浆管设置情况下为:桩径d<1000mm 1000≤d<2000mm d≥2000mm根数 2 3 4 桩底压浆时,管阀底端进入桩端土层的深度应根据桩端土层的类别确定,持力层过硬时可适当减小,持力层较软弱及孔底沉渣较厚时可适当加深。
一般管阀进入桩端土层的深度为:桩端土层类别粘性土、粘土、砂土碎石土、风华化岩管阀进入土层深度≥200mm ≥100mm桩侧压浆时,管阀设置应综合地层情况、桩长、承载力增幅要求等因素确定,一般离桩底5~15m 以上每8~10m 设置一道。
为保证管阀顺利地进入桩底持力层中,管阀应超出引导压浆管钢筋笼底端一定长度,超出长度根据土层类别确定,保证管阀进入土层长度符合要求。
安装过程中防止钢管在安装过程中发生扭曲,注浆管与钢筋笼加劲箍和螺旋箍筋焊接或绑扎固定。
注浆管采用钢套管连接,连接应牢固和密封,不漏水,上端用丝堵封口,避免杂物落入管内造成堵管。
在吊放钢筋笼过程中,严禁撞笼、扭笼、墩笼,钢筋笼应竖直缓慢下放,快到桩底时,钢筋笼不得扭动,以免管阀在进入土层时受到损坏。
5.2水泥浆配制先根据试验按搅拌筒上对应刻度确定出一定水灰比的水泥浆液,在正式搅拌前,将一定水灰比水泥浆液的对应刻度在搅拌筒外壁上做出标记。
配制水泥浆液时先在搅拌机内加一定量的水,然后边搅拌边加入定量水泥,根据水灰比再补加水,水泥浆搅拌好后达到对应刻度。
搅拌时间不少于3min ,浆液中不得混有水泥结石、水泥袋等杂物。
水泥浆搅拌好后,过滤后放入储浆筒,水泥浆在储浆筒内也保证不断搅拌。
5.3注浆5.3.1正式注浆作业之前,应进行试注浆,对浆液水灰比、注浆压力、注浆量等工艺参数调整优化,最终确定工艺参数。
5.3.2在注浆过程中,严格控制单位时间内水泥浆注入量和注浆压力。
注浆速度一般控制在30~50L/min 。
5.3.3当设计对压浆量无具体要求时,应根据公式下列公式计算压浆量。
桩底压浆水泥用量:cp G =π()3****d n d t h o ξ+ 桩侧注浆水泥用量:cs G =π()[]3*****d n m d h L t o ξ+- 式中:cp G 、cs G —桩底、桩侧注浆水泥用量(t);d 、L —桩直径(m )、桩长(m );h —桩底压浆时浆液沿桩侧上升高度(m ),桩底单压浆时,h 可取10-20m ,桩侧为细粒土时取高值,为粗粒土时取低值;复式压浆时,h 可取桩底至其上桩侧压浆断面的距离;t —包裹于桩身表面的水泥结石厚度,可取0.01~0.03m ,桩侧为细粒土及正循环成孔取高值,粗粒土及反循环孔取低值;o n —桩底、桩侧土的天然孔隙率,o n =o e /(1+o e ),o e 为天然孔隙比;ξ—水泥充填率,对于细粒土取0.2-0.3,对于粗粒土取0.5-0.7;m —桩侧注浆横断面数。
5.3.4注浆压力可通过试压浆确定,也可以根据i i x w g h p p γζ∑+=计算确定,式中g p —泵压;w p —桩侧、桩底注浆处静水压力;i γ、i h —注浆点以上第i 层土有效重度和厚度;x ζ—注浆阻力经验系数,与桩底桩侧土层类别、饱和度、密实度、浆液稠度、成桩时间、输浆管长度等有关。