國內(nèi)外的試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐表明,對(duì)鉆孔樁進(jìn)行后壓力灌漿加固能夠有效地提高樁的承載力。近年來,鉆孔灌注樁后壓漿工藝的廣泛應(yīng)用,使得樁身承載力大幅提升,達(dá)到以有限的樁長滿足較高的承載力的要求。施工難度降低,質(zhì)量易于控制,成本降低,有著良好的經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)展前景。
【關(guān)鍵詞】 鉆孔灌注樁;后壓漿法施工要點(diǎn)
本工程分為樁基礎(chǔ)工程、基坑支護(hù)工程、土石方工程三部分,其中樁基礎(chǔ)工程為泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁,直徑分別為Φ1200mm、Φ1000mm、Φ700mm三種,總樁數(shù)607根,其中Φ1200mm、Φ1000mm、Φ700mm樁分別為162、74、371根。基礎(chǔ)樁采用后注漿方法施工。
1 設(shè)計(jì)要求
1.1 注漿管采用φ32×3.2mm的鋼管,連接時(shí)應(yīng)確保密封及其剛度和穩(wěn)定性,樁端注漿管與鋼筋籠沉放到底,不得懸吊。注漿管下放到位后應(yīng)進(jìn)行通水試驗(yàn)。
1.2 注漿閥使用單向注漿閥,注漿閥應(yīng)能承受1MPa以上的靜水壓力;注漿閥外部保護(hù)層應(yīng)能抵抗砂石等硬物的刮撞而不受損;注漿閥應(yīng)具備逆止功能。
1.3 后注漿材料采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,漿液內(nèi)添加6%~8%微膨脹劑,低水灰比漿液宜摻入減水劑。
1.4 注漿作業(yè)應(yīng)于成樁后4~7天開始,且不遲于30天。
1.5 后注漿作業(yè)開始前,宜進(jìn)行注漿試驗(yàn),優(yōu)化并最終確定注漿參數(shù)。
1.6 設(shè)計(jì)要求注漿參數(shù)如下表:
2 樁側(cè)(端)壓力注漿施工工藝
樁側(cè)壓力注漿設(shè)計(jì)中,采用樁身預(yù)埋管注漿法,即在沉放鋼筋籠的同時(shí),將固定在鋼筋籠外側(cè)的樁側(cè)注漿管一起放入樁孔內(nèi),進(jìn)行樁側(cè)壓力注漿。
樁端壓力注漿的設(shè)計(jì)方法及流程與樁側(cè)壓力注漿相同。壓力注漿樁的施工程序如下:注漿管布設(shè)(鋼筋籠制作時(shí)進(jìn)行)→到位后注漿管通水試驗(yàn)→清水劈裂(樁混凝土澆筑完12小時(shí)內(nèi)進(jìn)行)→成樁4~7小時(shí)后配置漿液→注漿試驗(yàn)確定注漿參數(shù)→樁側(cè)注漿(由上往下)→2小時(shí)后樁端注漿。
2.1 注漿頭設(shè)計(jì)制作及注漿管埋設(shè)。當(dāng)樁側(cè)注漿管沿鋼筋籠縱向設(shè)置時(shí),一般采用樁側(cè)不同深度打好孔的橡皮管,以環(huán)繞的形式綁在鋼筋籠外側(cè),其孔眼要臨時(shí)封閉好,以防止灌注混凝土?xí)r水泥漿進(jìn)入管內(nèi)而造成堵塞;端部用三通短管連接,接于豎向注漿管底端的短接管上,并用電焊焊在鋼筋籠上。注漿管的埋設(shè)見圖。
2.2 注漿時(shí)間及注漿量設(shè)計(jì)。注漿時(shí)間宜在混凝土澆筑后4~7d進(jìn)行。
合理的注漿量應(yīng)由樁端、樁側(cè)土層類別、滲透性能、樁徑、樁長、承載力增幅要求、沉渣量、施工工藝、上部結(jié)構(gòu)的荷載特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求等諸因素確定。
樁側(cè)注漿的注漿壓力一般較低,它是從樁底到樁頂不同深度處注漿的,各段的注漿量也不一樣,主要與樁側(cè)土的類型和滲透性有關(guān),常要間歇注漿,一般單樁樁側(cè)總注入水泥量為1000kg(若單樁有2個(gè)不同深度注漿則每個(gè)深度為500kg,具體要視地層情況而定)。要求注漿時(shí)也要實(shí)時(shí)記錄注漿量一注漿壓力與注漿時(shí)間的關(guān)系曲線。注漿后的側(cè)阻力一般可以提高20%~40%,甚至更高(與樁側(cè)土性有關(guān))。
2.3 漿液水灰比設(shè)計(jì)。按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行配漿。
2.4 樁側(cè)壓力注漿順序。樁身有若干樁側(cè)注漿段時(shí),實(shí)施樁側(cè)壓力注漿的順序,國內(nèi)施工單位有兩種不同做法:自上而下和自下而上。當(dāng)樁身有若干樁側(cè)注漿段時(shí),實(shí)施樁側(cè)壓力注漿的順序,一般宜采用自上而下注漿,以防止下部漿液沿樁土界面上竄,即先注最上部樁段,待其有一定的初凝強(qiáng)度后,再依次注下部各樁段。
2.5 冒漿與間歇注漿。鉆孔樁樁側(cè)有泥皮,一般樁側(cè)注漿壓力一高就容易冒漿,所以要實(shí)行間歇注漿。
2.6 終止注漿條件。樁側(cè)注漿終止注漿條件,在實(shí)際操作中可按下列3條之一:①終止注漿條件主要以單樁注入水泥量達(dá)到設(shè)計(jì)要求為主控因素。②由于樁側(cè)注漿是在不同深度注漿,如果某一深度注漿量比較小且壓力高,則加大對(duì)其他深度的注漿量(特別是深),以達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量為止。③如果樁頂冒漿,那么先停注一段時(shí)間以便讓樁側(cè)水泥漿凝固后再注。同時(shí)采用多次間歇注漿以達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量。
2.7 樁側(cè)壓力注漿樁施工特點(diǎn)。與樁端壓力注漿施工相同,樁側(cè)注漿時(shí)要控制好注漿壓力、注漿量及注漿速度,這是樁側(cè)壓力注漿施工優(yōu)劣或成敗的關(guān)鍵。細(xì)節(jié)決定成敗,注漿方案設(shè)計(jì)及注漿管的埋設(shè)和注漿流程等都影響注漿的成敗。影響樁側(cè)壓力注漿效果的因素較多,除了類似于影響樁端壓力注漿效果的諸因素外,尚有樁側(cè)壓力注漿管設(shè)置層位這一因素。
2.8 樁側(cè)注漿勞動(dòng)力組織。為了保證樁側(cè)后注漿的施工質(zhì)量,注漿應(yīng)由專業(yè)的注漿單位進(jìn)行。灌注樁后注漿包括注漿管埋設(shè)及現(xiàn)場(chǎng)注漿兩部分。一般注漿管埋設(shè)需要4~5名人員,包括施工技術(shù)指導(dǎo)員、記錄員和施工操作員。施工前應(yīng)對(duì)有關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和安全教育。施工注漿管埋設(shè)時(shí)要保證注漿管暢通不漏漿。灌注樁后注漿時(shí)施工班組應(yīng)配備5~6名人員,包括施工技術(shù)指導(dǎo)員、記錄員和施工操作員。注漿時(shí)應(yīng)有計(jì)量設(shè)備對(duì)水泥計(jì)量,配置不同濃度的水泥漿進(jìn)行高壓注漿,施工前同樣應(yīng)進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和安全教育,并在施工區(qū)設(shè)立警示牌以防高壓漿液傷害非注漿施工人員。
3 施工注意事項(xiàng)及要求
3.1 樁端注漿管閥通長、對(duì)稱固定在鋼筋籠兩側(cè),注漿閥設(shè)置在注漿管底;樁側(cè)注漿管閥對(duì)稱固定在鋼筋籠兩側(cè),樁端以上9m、18m處各布設(shè)一個(gè)樁側(cè)彈性注漿閥。注漿管應(yīng)采用細(xì)鐵絲綁扎牢固,施工過程中注意保護(hù)不被損壞。
3.2 注漿管通水試驗(yàn)在樁身混凝土澆筑完成12小時(shí)后進(jìn)行,須用清水劈裂,水速不宜過大,貫通后即停止灌水。注漿管頂端采用碎布填堵,以防注漿管堵塞。
3.3 注漿順序?yàn)椋合葮秱?cè)后樁端,樁側(cè)注漿應(yīng)先上后下;樁側(cè)樁端注漿間隔時(shí)間不少于2小時(shí);樁端注漿應(yīng)對(duì)各注漿管實(shí)施等量注漿。
3.4 注漿壓力應(yīng)根據(jù)注漿試驗(yàn)確定(1.2~4MPa),注漿試驗(yàn)時(shí)注漿壓力控制標(biāo)準(zhǔn):對(duì)于軟土取低值,對(duì)于密實(shí)粘性土取高值。
3.5 單樁注漿量確定:Gc=αpd+αsnd,αp、αs分別為樁端、樁側(cè)注漿量經(jīng)驗(yàn)系數(shù)αp=1.5~1.8,αs=0.5~0.7,對(duì)于卵、礫、中粗砂取高值;n為樁側(cè)注漿斷面數(shù);d為基樁設(shè)計(jì)直徑(m);Gc為注漿量,以水泥質(zhì)量計(jì)(t)。對(duì)于獨(dú)立基礎(chǔ)、樁距大于6d群樁和初始注漿的數(shù)根基樁的注漿量應(yīng)按上述估算乘以1.2的系數(shù)。
3.6 終止注漿條件:注漿量及注漿壓力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求;或注漿總量達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%,且注漿壓力超過設(shè)計(jì)值。
3.7 注漿時(shí)應(yīng)低壓慢速逐步加壓,注漿量不宜大于75L/min。
3.8 當(dāng)注漿壓力長時(shí)間低于正常值或地面出現(xiàn)冒漿或周圍樁孔串漿,應(yīng)該為間歇注漿,間歇時(shí)間宜為30~60min,或調(diào)低漿液水灰比。
4 后壓漿影響
后壓漿技術(shù)的應(yīng)用有效的消除了樁端沉渣和樁側(cè)泥皮的影響,使得土體凝固,增加強(qiáng)度,改善了樁的傳遞性能,使樁側(cè)摩擦力增加,樁側(cè)極限摩擦力提高50%以上。具體效果詳見
參考文獻(xiàn)
1 郭皓.鉆孔灌注樁后壓漿法在工程中的應(yīng)用.武漢理工大學(xué)《建材世界》,2011.04
2 邱硯秀.鉆孔灌注樁樁端后壓漿施工技術(shù).中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)《鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)》,1999.12