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【摘要】灌注桩后注浆技术为建筑工程灌注桩注浆施工提供了强有力的技术支持, 改善了建筑工程施工条件, 避免了建筑工程灌注桩后注浆施工中的多种安全隐患, 是提高建筑工程灌注桩后注浆施工整体质量的重要手段。本文结合工程实例,阐述了灌注桩桩底后注浆的施工技术和质量控制的要点。
【关键词】建筑工程;灌注桩后注浆技;施工技术;质量控制
1 工程概况及工程地质条件
某县拆迁小区高层住宅楼22~25 层,施工场地经平整后较为平坦,三面开阔不存在密集建筑群,北侧为未拆迁的民房。各土层地质条件:①杂填土,层厚0.9~1.60m;②粉质粘土,层厚1.50~2.9m;③淤泥,流塑型层厚7.70~16.5m;④粉质粘土,层厚1.90~5.4m;⑤淤泥质土,层厚0.7~2.9m;⑥残积砂质粘土,层厚3.5~8.2m;⑦碎卵石混砂层,层厚16.3~19.6m;⑧强风化花岗岩,层厚3.5~5.7m;⑨中风化花岗岩,揭露最大厚度为6.5m。
2 工程特点
原设计以③层为强风化花岗岩为持力层,Φ800mm 单桩极限承载力达到5500kN,而后经试桩过程发现需穿越层厚16.3~19.6m 的碎卵石混砂层才能嵌入,且钻进相当困难。存在一些碎卵石层,混砂层很厚,基岩很深,从扩大桩径、桩端进入很深基岩,很不经济、不合适。甲方要求设计院进行桩基基础图纸修改,该工程采用Φ800 钻孔灌注桩桩端后注浆基础,碎卵石混砂层作为持力层,桩端进入该层3m 以上。设计要求先试桩四根进行注浆前后静荷载试验对比,通过对比后注浆工艺可将单桩承载力提高20%~35%。经测试,四组桩端后注浆试桩结果完全满足原设计要求,Φ800mm 单桩极限承载力都达到5500kN,最终沉降量控制在15mm以内。
3 后注浆施工工艺
工艺流程:灌注桩成孔并清孔→沿钢筋笼外埋设注浆管→下钢筋笼→下导管、清孔、浇灌凝混土→灌注桩混凝土后注浆施工。
4 钻孔灌注桩桩端后注浆加固作用
桩端后注浆是在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设,桩混凝土强度满足要求后,将水泥浆液通过钢管用高压注浆泵以一定的压力将预定水灰比的水泥浆压人桩底,对桩底沉渣,桩端持力层及桩端的碎卵石混砂层孔隙中,使得原本松散的沉渣、碎卵石混砂、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体,从而对桩端虚土及桩端附近的桩周土层起到渗透、填充、置换、劈裂、压密及固结等多种形式组合的不同作用。
5 主要施工技术
(1)注浆管采用内径25mm,壁厚3mm 的无缝钢管,接头采用丝扣连接,桩顶端采用丝堵封严,桩底端采用单向截流阀。注浆管采用长度比孔深长35cm 的钢管,在桩底部长出钢筋笼5cm,上部高出桩顶混凝土面30cm,但不得露出地面以便于保护。
(2)在工艺上采用单向截流阀作出浆口,注浆成功率相对大,且压力相对稳定,注浆效果好。把注浆管(钢管)固定在钢筋笼上,注浆管在最下部制作成出浆口的单向截流阀并压入桩底土中30~40cm,在进行桩身混凝土浇注时浆液不会灌入阀内,注浆时浆液也不会回流。
(3)两根注浆管对称绑牢固在钢筋笼外侧,成孔后清孔、下钢筋笼,在钢筋笼吊装安放过程中要注意对注浆管加以保护,钢筋笼不得碰撞挤压,以免造成注浆管在丝扣连接处松动,单向截流阀应加混凝土垫块保护,不得摩擦孔壁以免注浆孔的堵塞。随后下导管、清孔、浇灌混凝土,待成桩1d 后开塞,以约2.5MPa 压力的清水冲开管底封口。7d 后在正式注浆之前,应先试压清水待压浆管畅通之后再后注水泥浆液,压力注浆约2.5h。
6 施工难点
灌浆压力及灌浆量既是两个施工控制过程,又是两个主要的设计指标。它们决定着桩的承载力及桩的最终沉降量。该工程由于桩端持力层为碎卵石混砂层,注浆压力达到4MPa 时压力就加不上去,但压浆量不断上升。经现场分析认为是碎卵石混砂层的渗透性较大所致,所以控制标准采用压力达到4MPa,压浆的水泥量达到1.6t 左右时停止压浆。
7 施工控制要点
(1)注浆时采用两根桩循环注浆,为防止注浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出,注浆的桩应在混凝土灌注完成3~7d 后,并且该桩周围至少10m 范围内没有钻孔作业,该范围内的桩混凝土灌注完成应在3d 以上。
(2)注浆较为关键,控制好注浆开塞时间。开塞时要在现场观察高压注浆泵的开塞压力,写明开塞记录,记录的内容应包括施工时间、注浆开始及结束时间、注浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。如喷头打不开,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。
(3)清水:开塞清水不宜过多,压力也不宜过大,以免桩身混凝土强度受到影响。注浆后再注入大致等于输浆管容积的清水,以免浆液回流至注浆泵与注浆管之间的一段输浆管内。
8 施工中应注意的事项
(1)施工现场及时控制浆液不得溢出地面和超出有效注浆范围,地面注浆结束后注浆孔应封填密实。
(2)注浆范围与北侧的民房水平距离很近时,要加强对临近建筑物和地下埋设物的现场监控。
(3)注浆点距离饮用水或公共水域较近时,注浆施工如有污染应及时采取相应措施。
(4) 用水准仪观测注浆对地面产生的沉降量不得超过30mm,地面的起隆不得超过20mm。
9 监测情况及应用效果
采用桩端后注浆技术,桩基为@800mm 钻孔灌注桩。共328 根,有效桩长33.4~36.2m。对桩基检测过四根静载桩,Φ800mm 单桩极限承载力都达到5500kN,最终沉降量最大的才14.58mm,所以最终沉降量很小,并按图纸设计要求进行高应变及机械阻抗法动测。该工程桩的桩身混凝土质量均为良好,无断桩、缩颈、离析等不良现象,桩长也满足设计要求。试验表明,92%达到I 类桩标准,其余达到Ⅱ类桩标准,无出现Ⅲ类桩情况,合格率达到100%。说明后压浆有效处理钻孔灌注桩孔底沉渣与桩身的完整性。
10 总结
(1)本工程采用钻孔灌注桩桩端后注浆起到了加固桩端土体,增大有效桩径,明显提高桩端承载力的作用,以加固桩端地基的方法,既可以大大缩短桩长又可以减小沉降量。随着施工经验的积累,施工技术日益成熟,能够加快工程进度,大幅度降低基础工程造价,具有推广价值和较好的应用价值,提高经济效益具有明显的效果。
(2)钻孔灌注桩桩端后注浆施工技术的掌握,需要施工人员在施工过程中不断地总结和摸索,要及时记录每一个工序的施工过程,以及关键点的发生情况和处理结果,进行对比分析,找出类似点和不同点。
(3)钻孔灌注桩桩端后注浆质量管理的控制,必须做好施工前和施工过程中的动态控制,只要准备充分,施工方法得当,管理措施到位,能够控制钻孔灌注桩端后注浆容易出现的质量缺陷。
(4)随着国家体制不断地健全,建设工程施工过程的质量管理正走向规范化、标准化,钻孔灌注桩桩端后注浆的施工技术和质量管理也逐步走向正规化,严格实施施工全过程的质量控制,对施工过程中的施工人员、施工材料、施工机械、施工工艺、施工环境等进行全方位监督管理。
【参考文献】
[1] 邱志向. 略谈灌注桩后注浆技术在建筑工程施工中的应用[J]. 中外建筑,2010(6):49-50.
[2] 刘田春. 浅谈灌注桩后注浆施工技术的应用[J]. 工程技术,2011,11(10):263-265.
[3] 王若民. 后注浆施工技术在灌注桩中的应用[J].山西建筑,2012,10(5):16-17.
【关键词】建筑工程;灌注桩后注浆技;施工技术;质量控制
1 工程概况及工程地质条件
某县拆迁小区高层住宅楼22~25 层,施工场地经平整后较为平坦,三面开阔不存在密集建筑群,北侧为未拆迁的民房。各土层地质条件:①杂填土,层厚0.9~1.60m;②粉质粘土,层厚1.50~2.9m;③淤泥,流塑型层厚7.70~16.5m;④粉质粘土,层厚1.90~5.4m;⑤淤泥质土,层厚0.7~2.9m;⑥残积砂质粘土,层厚3.5~8.2m;⑦碎卵石混砂层,层厚16.3~19.6m;⑧强风化花岗岩,层厚3.5~5.7m;⑨中风化花岗岩,揭露最大厚度为6.5m。
2 工程特点
原设计以③层为强风化花岗岩为持力层,Φ800mm 单桩极限承载力达到5500kN,而后经试桩过程发现需穿越层厚16.3~19.6m 的碎卵石混砂层才能嵌入,且钻进相当困难。存在一些碎卵石层,混砂层很厚,基岩很深,从扩大桩径、桩端进入很深基岩,很不经济、不合适。甲方要求设计院进行桩基基础图纸修改,该工程采用Φ800 钻孔灌注桩桩端后注浆基础,碎卵石混砂层作为持力层,桩端进入该层3m 以上。设计要求先试桩四根进行注浆前后静荷载试验对比,通过对比后注浆工艺可将单桩承载力提高20%~35%。经测试,四组桩端后注浆试桩结果完全满足原设计要求,Φ800mm 单桩极限承载力都达到5500kN,最终沉降量控制在15mm以内。
3 后注浆施工工艺
工艺流程:灌注桩成孔并清孔→沿钢筋笼外埋设注浆管→下钢筋笼→下导管、清孔、浇灌凝混土→灌注桩混凝土后注浆施工。
4 钻孔灌注桩桩端后注浆加固作用
桩端后注浆是在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设,桩混凝土强度满足要求后,将水泥浆液通过钢管用高压注浆泵以一定的压力将预定水灰比的水泥浆压人桩底,对桩底沉渣,桩端持力层及桩端的碎卵石混砂层孔隙中,使得原本松散的沉渣、碎卵石混砂、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体,从而对桩端虚土及桩端附近的桩周土层起到渗透、填充、置换、劈裂、压密及固结等多种形式组合的不同作用。
5 主要施工技术
(1)注浆管采用内径25mm,壁厚3mm 的无缝钢管,接头采用丝扣连接,桩顶端采用丝堵封严,桩底端采用单向截流阀。注浆管采用长度比孔深长35cm 的钢管,在桩底部长出钢筋笼5cm,上部高出桩顶混凝土面30cm,但不得露出地面以便于保护。
(2)在工艺上采用单向截流阀作出浆口,注浆成功率相对大,且压力相对稳定,注浆效果好。把注浆管(钢管)固定在钢筋笼上,注浆管在最下部制作成出浆口的单向截流阀并压入桩底土中30~40cm,在进行桩身混凝土浇注时浆液不会灌入阀内,注浆时浆液也不会回流。
(3)两根注浆管对称绑牢固在钢筋笼外侧,成孔后清孔、下钢筋笼,在钢筋笼吊装安放过程中要注意对注浆管加以保护,钢筋笼不得碰撞挤压,以免造成注浆管在丝扣连接处松动,单向截流阀应加混凝土垫块保护,不得摩擦孔壁以免注浆孔的堵塞。随后下导管、清孔、浇灌混凝土,待成桩1d 后开塞,以约2.5MPa 压力的清水冲开管底封口。7d 后在正式注浆之前,应先试压清水待压浆管畅通之后再后注水泥浆液,压力注浆约2.5h。
6 施工难点
灌浆压力及灌浆量既是两个施工控制过程,又是两个主要的设计指标。它们决定着桩的承载力及桩的最终沉降量。该工程由于桩端持力层为碎卵石混砂层,注浆压力达到4MPa 时压力就加不上去,但压浆量不断上升。经现场分析认为是碎卵石混砂层的渗透性较大所致,所以控制标准采用压力达到4MPa,压浆的水泥量达到1.6t 左右时停止压浆。
7 施工控制要点
(1)注浆时采用两根桩循环注浆,为防止注浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出,注浆的桩应在混凝土灌注完成3~7d 后,并且该桩周围至少10m 范围内没有钻孔作业,该范围内的桩混凝土灌注完成应在3d 以上。
(2)注浆较为关键,控制好注浆开塞时间。开塞时要在现场观察高压注浆泵的开塞压力,写明开塞记录,记录的内容应包括施工时间、注浆开始及结束时间、注浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。如喷头打不开,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。
(3)清水:开塞清水不宜过多,压力也不宜过大,以免桩身混凝土强度受到影响。注浆后再注入大致等于输浆管容积的清水,以免浆液回流至注浆泵与注浆管之间的一段输浆管内。
8 施工中应注意的事项
(1)施工现场及时控制浆液不得溢出地面和超出有效注浆范围,地面注浆结束后注浆孔应封填密实。
(2)注浆范围与北侧的民房水平距离很近时,要加强对临近建筑物和地下埋设物的现场监控。
(3)注浆点距离饮用水或公共水域较近时,注浆施工如有污染应及时采取相应措施。
(4) 用水准仪观测注浆对地面产生的沉降量不得超过30mm,地面的起隆不得超过20mm。
9 监测情况及应用效果
采用桩端后注浆技术,桩基为@800mm 钻孔灌注桩。共328 根,有效桩长33.4~36.2m。对桩基检测过四根静载桩,Φ800mm 单桩极限承载力都达到5500kN,最终沉降量最大的才14.58mm,所以最终沉降量很小,并按图纸设计要求进行高应变及机械阻抗法动测。该工程桩的桩身混凝土质量均为良好,无断桩、缩颈、离析等不良现象,桩长也满足设计要求。试验表明,92%达到I 类桩标准,其余达到Ⅱ类桩标准,无出现Ⅲ类桩情况,合格率达到100%。说明后压浆有效处理钻孔灌注桩孔底沉渣与桩身的完整性。
10 总结
(1)本工程采用钻孔灌注桩桩端后注浆起到了加固桩端土体,增大有效桩径,明显提高桩端承载力的作用,以加固桩端地基的方法,既可以大大缩短桩长又可以减小沉降量。随着施工经验的积累,施工技术日益成熟,能够加快工程进度,大幅度降低基础工程造价,具有推广价值和较好的应用价值,提高经济效益具有明显的效果。
(2)钻孔灌注桩桩端后注浆施工技术的掌握,需要施工人员在施工过程中不断地总结和摸索,要及时记录每一个工序的施工过程,以及关键点的发生情况和处理结果,进行对比分析,找出类似点和不同点。
(3)钻孔灌注桩桩端后注浆质量管理的控制,必须做好施工前和施工过程中的动态控制,只要准备充分,施工方法得当,管理措施到位,能够控制钻孔灌注桩端后注浆容易出现的质量缺陷。
(4)随着国家体制不断地健全,建设工程施工过程的质量管理正走向规范化、标准化,钻孔灌注桩桩端后注浆的施工技术和质量管理也逐步走向正规化,严格实施施工全过程的质量控制,对施工过程中的施工人员、施工材料、施工机械、施工工艺、施工环境等进行全方位监督管理。
【参考文献】
[1] 邱志向. 略谈灌注桩后注浆技术在建筑工程施工中的应用[J]. 中外建筑,2010(6):49-50.
[2] 刘田春. 浅谈灌注桩后注浆施工技术的应用[J]. 工程技术,2011,11(10):263-265.
[3] 王若民. 后注浆施工技术在灌注桩中的应用[J].山西建筑,2012,10(5):16-17.