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钻孔灌注桩后注浆施工技术详解

2019-05-13 17:55:01

随着我国高层建筑的大规模开发以及城市环境保护要求的日益提高,采用钻孔灌注桩作为工程桩的建设项目日益增多。钻孔灌注桩具有适用于不同地质条件,桩径桩长变幅大,噪声震动小等优点,但传统的施工工艺由于桩底沉渣、桩侧泥皮、桩侧土松弛及桩端土层回弹等各项因素的影响,成桩质量离散性大,单桩承载力较不稳定且桩基费用较高。为提高单桩承载力、节约工程造价并减小成桩质量的离散性,灌注桩后注浆技术已逐步得到应用和推广,其对提高钻孔灌注桩的承载力、减小桩基沉降等方面作用获得了广泛的认可。该技术在浙江台州等土质空隙大、扩散性好的软土。

一、技术简介及原理

钻孔灌注桩后注浆是指在钻孔灌注桩成桩且桩身混凝土达到预定强度后,采用高压注浆泵通过预埋注浆管注入水泥浆液的施工技术。该技术通过浆液渗透到疏松的桩端虚尖周围的土壤中,结合形成强度较高的混凝土,并随着注浆量的增加,水泥浆液不断向由于受泥浆浸泡而松软的桩端持力层中渗透,增加了桩端的承压面积,同时相当于对钻孔桩进行扩底。当水泥浆液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、固集、渗透,将使桩底沉渣、桩端受到扰动的持力层得到有效的加固或压密,改善了桩、土之间的联系,提高了桩周围土体的承载力,从而提高了单桩承载力和基础的沉降、不均匀沉降。

二、施工工艺和要点

钻孔灌注桩施工→钢筋笼预置注浆管→浇注桩体混凝土后12h内清水疏通注浆管→7天后开启注浆管,使浆液均匀加入,加固土体→注浆量(或注浆压力)达到设计要求后,停止注浆

(1)压浆管的制作

在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25mm的黑铁管制作,接头采用丝扣连接,两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出55cm,在桩底部长出钢筋笼5cm,上部高出桩顶混凝土面50cm 但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm制作成压浆喷头(俗称花管),在该部分采用钻头均匀钻出4 排(每排4个)、间距3cm、直径3mm的压浆孔作为压浆喷头;用图钉将压浆孔堵严,外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严,这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置:当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂、图钉弹出,水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入碎石层中,而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。

(2)压浆管的布置

按图纸要求,将2根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼,在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护,钢筋笼不得扭曲,以免造成压浆管在丝扣连接处松动,喷头部分应加混凝土垫块保护,不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。

(3)压浆时间的选择

根据以往工程实践,在碎石层中,水泥浆在工作压力作用下影响面积较大。为防止压浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出,通常压浆的桩在混凝土灌注完成7天后,并且该桩周围至少8m 范围内没有钻机钻孔作业,该范围内的桩混凝土灌注完成也应在3天以上。

(4)压浆施工顺序

压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆,压浆先施工周圈桩位再施工中间桩;压浆时采用2根桩循环压浆,即先压第1 根桩的A 管,压浆量约占总量的70 %(111~114t 水泥),压完后再压另1 根桩的A 管,然后依次为第1 根桩的B 管和第2 根桩的B 管,这样就能保证同一根桩2 根管压浆时间间隔30~60min 以上,给水泥浆一个在碎石层中扩散的时间。压浆时应做好施工记录,记录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。

三、施工要点

(1).注浆工艺各项标准

①.本项目灌注桩为桩端后注浆,注浆用水泥采用42.5级新鲜普通硅酸盐水泥,浆液水灰比控制在0.6,水泥用量为每根桩大约1.8吨(∅700)。

②.在灌注桩身混凝土前,先预埋二根 ∅50x3.8底端带单向筏的注浆钢管,注浆管必须定位准确,保证注浆头畅通。

③.注浆管应与钢筋笼的加劲筋绑扎固定或焊接,上部注浆管应采用丝扣连接,并使注浆管底部喷浆头插至桩孔底部(进入桩端≥5cm)。待桩身混凝土初凝后,用高压水(8.0MPa)开塞,一周后开始压浆,压力控制在2~5MPa。


④.后注浆阀应具备下列性能:a)应能承受1Mpa以上静水压力;b)其外部保护层应能抵抗砂石等硬质物的刮撞而不受损;c)其应具备逆止功能。

(2).后注浆作业要求

①.注浆作业宜于成桩7d后开始,不宜迟于成桩30d后;

②.注浆作业与成孔作业点距离不宜小于8~10m;

③.桩端注浆应对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆;

④.对于桩群注浆宜先外围后内部;

⑤.满足下列条件之一时可终止注浆:注浆总量超过1.8吨(∅700),且注浆压力达到1.2~4MPa或注浆总量超过75%和注浆压力超过4MPa;

⑥.注浆总量超过75%,注浆压力小于1.5MPa,应调小水灰比,连续压浆至1.5MPa且注浆总量不低于设计量要求。若注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围桩孔串浆,应改为间歇注浆,间歇时间宜为30~60min,重新注浆并达到前述终止条件方可停止注浆。

四、常见问题及对应措施

压浆喷头无法打开?

压力达到10MPa 以上仍然打不开压浆喷头,说明喷头部位已经损坏,不要强行增加压力,可在另一根管中补足压浆数量。

桩侧等部位出现冒浆?

压浆时,注浆压力保持不变但注浆速度明显下降或停止时,说明桩底已经饱和,可以逐步减少注浆直至停止压浆;若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少,可将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净,等到第2天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。

单桩压浆量不足?

压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆,压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈,再施工中间,能保证中间桩位的压浆质量,若出现个别桩压浆量达不到设计要求,可视情况加大临近桩的压浆量作为补充。