桩端后注浆技术

关键词： 桩端 注浆 桩基础 施工

桩端后注浆技术（精选九篇）

桩端后注浆技术 篇1

1 桩端后注浆施工准备

1.1 注浆管制作

为提升注浆管连接强度, 应优先选用无缝钢管, 将其管壁厚度控制在3毫米左右, 丝扣连接。作为现场加工式注浆头, 桩端注浆装置应进行4排注浆头出浆孔的设置, 50毫米的孔间距, 并将出浆孔直径设置为5毫米, 选用胶带将花管端部60厘米进行缠紧密封, 并选用较细的铁丝在其外侧进行缠绕, 如图1所示。

1.2 压水实验

作为桩底注浆施工的重要环节, 压水实验应在注浆前进行, 其作用为注浆通道的疏通, 把沉渣与泥层内细粒压到加固范围内, 通常情况下应在小于0.2方范围内进行压水量的控制, 并将压水时间进行控制, 一般控制在1到2分钟以内, 以压通为标准。

1.3 场地准备

施工地点应进行详细勘察, 勘察内容包括施工现场环境以及水文地质条件, 形成一定的材料, 为施工做准备。

打桩前必须平整压实施工现场。在桩基轴线的确定中必须严格遵循施工图纸设计要求进行, 水准点的设置必须在不受到打桩影响的位置进行, 这样可以对桩的的入土标高进行良好控制;将施工场地的水电管线连接, 打桩机械就位;并检验桩的质量。打桩施工开始前, 施工企业可以先做打桩试验, 以此确保施工工艺与施工规范相符合。试桩数量必须在2根以上。

2 桩端后注浆施工技术要点

将桩基础应用到现代高层建筑工程施工中, 不仅可以缩短施工工期, 还可以提高建筑工程质量, 为建筑工程经济效益与社会效益的实现提供了强有力的保障。作为建筑工程施工的重要技术, 桩端后注浆技术在建筑桩基工程施工中得到了大量地应用。

2.1 注浆速度的确定

砂砾层为桩端持力层, 具有较大的渗透系统, 其注浆压力较低, 因此应对注浆泵的额定工作压力进行确定, 一般控制在8 MPa左右。选用固定注浆泵进行注浆施工, 通过移动注浆灌注方式, 将注浆辅助作业时间尽可能降低, 并起到注浆速度加快的作用。

2.2 注浆参数的设定

桩端后注浆施工技术可以对持力层条件进行改善, 对桩端承力进行有效提升。桩端高压注浆将水泥浆从桩底压出, 进而达到劈裂注浆效果。固化桩底沉渣和附近土体, 将端阻力有效提升。浆液水灰比、注浆量与闭盘压力是注浆施工的主要参数, 因工程施工现场的地质情况不同, 其选用的参数也不同。施工前期, 施工企业应严格遵循施工现场的实际情况, 进行参数的设定, 并进行试桩作业。

纯水泥浆为注浆液, 选用P42.5一般硅酸盐水泥为施工常用水泥, 同时进行细磨施工。将其水灰比控制在0.5~0.6之间, 单桩注浆水泥量为2 t。在小于1 MPa的范围内控制注浆压力, 通常情况下控制在0.6~0.8 MPa之间, 注浆管注浆间隔时间应控制在12 h以内。

2.3 注浆顺序

尽可能选用整个承台群桩进行注浆作业, 并一次性完成。按照先四周后中间的顺序进行桩基施工, 这样可以起到避免水泥浆流失的作用。施工记录必须在注浆过程中进行, 其内容包含施工注浆起始时间、注浆量及产生的突发情况等。

2.4 布设注浆管

沿钢筋笼外侧对称进行2根焊接钢管的布设, 其桩径为800毫米并将其作为注浆管, 沿钢筋笼外侧进行3根桩径为1000毫米的注浆管的平均分布, 捆扎连接注浆管和钢筋笼, 并注意相比设计桩底端, 注浆管底部长度要多出50厘米左右。与地面相比, 注浆管顶部应多出30厘米, 这样可以为注浆作业提供便利。

2.5 开塞控制

当成桩时间和注浆时间具有较短间隔时, 则表明其桩身混凝土具有较低的强度, 将对注浆施工造成极大的影响。基于此, 开孔作业应在完成混凝土浇筑施工后2天内进行, 在施工现场应对开孔过程中高压注浆泵的压力情况进行实时观测, 同时进行开塞状况的准确记录。

2.6 安装注浆管

在安装钢筋笼前, 在钢筋笼内侧放置桩底注浆管, 并确保注浆管符合设计规定, 同时应做到分布均匀, 平行与钢筋主筋, 相隔2到3米距离将注浆管和钢筋笼主筋用铁丝进行捆绑, 并确保其牢固性。桩底注浆管花管应伸入桩底土层40到50厘米, 上端则需要至少30厘米的长度露出地表, 同时在孔口固定及进行标记, 随后进行桩端注浆作业。伴随钢筋笼压浆管向孔内进行放置, 放置钢筋笼前应对孔的深度进行测量。螺丝位置在管路连接时应及时选用止水胶带进行缠绑, 并确保其牢固性。安放一节注浆管后, 应对管路的密封性进行及时检测, 一般选用灌注清水的方式, 将清水注满压浆管路时, 当出现漏水情况, 则需求及时检查钢筋笼的质量, 确保其质量后才可以继续施工。

3 桩基桩端后注浆施工注意事项

(1) 桩端注浆水泥量应在2 t以上, 遵循搅拌桶体积在水泥浆搅拌前进行水泥浆配比水用量的准确计算, 同时进行标记。在搅拌好水泥浆后, 将过滤网放入水泥浆内进行施工, 避免在注浆管路内出现水泥颗粒, 进而导致压力过大或堵塞管路。选用三通和注浆导管连接注浆管, 密封接口位置, 提高注浆压力的精确度。注浆作业开始后, 如注浆压力过大, 应实时对压力表、浆液注入状况进行观测, 并及时进行准确记录。注浆量符合施工要求时, 则需要停止注浆施工, 并将三通下阀门关闭, 并将上阀门打开, 避免从注浆导管内有水泥浆的溢出。

(2) 选用丝扣连接的方式进行注浆管施工, 安装孔口时注浆管应用管箍进行连接, 在连接孔口时, 应焊接好注浆管, 确保其质量后则进行下个阶段的施工。选用铅丝进行注浆管和钢筋笼的捆扎与固定, 在加劲箍外侧捆扎桩端注浆管, 并靠紧钢筋笼主筋位置进行固定捆扎, 将捆扎点设置在各个加劲箍位置, 确保纵筋底部的平整性。焊接空孔段注浆导管时, 必须确保其密封性。放置钢筋笼过程中不能向下重复冲击和晃动, 杜绝悬吊下部注浆导管。监理工程师应在注浆施工前进行检测, 确保其符合施工要求后, 才能进行施工作业。

4 结语

综上所述, 建筑工程施工中大量应用桩基施工技术, 不仅能够提高建筑物的承载力, 减少沉降差。为此, 在具体工作中, 施工企业必须做好施工准备工作, 不断提高桩端后注浆施工技术水平, 规范施工工艺, 重视其施工质量控制及管理, 为施工企业的发展提供强有力的保障。

参考文献

[1]原建博, 鹿群, 李慧霞.后注浆提高钻孔灌注桩单桩承载力分析[J].河北工程大学学报 (自然科学版) , 2010, (4) .

[2]陈飞.钻孔灌注桩后压浆技术的研究和应用[D].同济大学, 2007.

[3]张忠苗, 辛公锋.不同持力层钻孔桩桩底后注浆应用效果分析[J].建筑结构学报, 2002, (6) .

[4]廖志波.钻孔灌注桩后注浆施工技术在建筑桩基工程中的应用[J].四川建材, 2009, (3) .

[5]张玉华.高层建筑基础钻孔灌注桩工程施工[A].2004水利水电地基与基础工程技术——中国水利学会地基与基础工程专业委员会2004年学术会议论文集[C].2004.

浅谈桩端压力注浆桩的施工技术 篇2

桩端压力注浆桩主要是通过向桩底及桩端周围注入浆液,加固桩底及桩端周围的`土体,形成一个具有高于原土层承载力的扩大头,从而提高桩的承载力.

作 者：赵鹏 姚国超 作者单位：赵鹏(呼伦贝尔公路工程监理咨询有限公司,内蒙古,呼伦贝尔,021000)

姚国超(黑龙江省龙建路桥第五工程有限公司,黑龙江,150000)

桩端后注浆技术 篇3

【关键词】建筑工程施工；桩端后注浆灌注桩技术；注浆管路连接；浆液配置；注浆

桩基工程的好坏直接关系到建筑的性能和稳定，当前建筑施工中灌注桩技术得到了广泛地应用和普及，特别在土壤支撑作用差和易沉降区域灌注桩得到了普遍地应用。我们应该看到常规灌注桩成桩后存在的缺点，特别对于灌注桩承载力不足、断桩和碎裂等问题有所掌握，寻求出有效的措施防治上述灌注桩的质量问题。经过20年的探索，我国建筑科技人员在借鉴欧洲先进的建筑技术，结合我国特点和建筑技术水平，提出了桩端后注浆灌注桩技术，用来预防和处理灌注桩承载力不足、断桩和碎裂等问题。桩端后注浆灌注桩技术可以大幅度提高灌注桩的承载力，并对灌注桩的性能有所提高，是近期灌注桩后期处理的主要技术。实践中桩端后注浆灌注桩技术的运用应该建立在对相关概念和定义深刻理解的基础上，做好桩端后注浆灌注桩施工中技术设计、注浆制备、注浆管道安装和注浆等几个环节的技术分析，结合当今建筑技术发展水平和施工具体条件，找出桩端后注浆灌注桩施工中重点环节和步骤的技术要点，在对桩端后注浆灌注桩技术做到应用的前提下，起到总结桩端后注浆灌注桩施工经验，强调桩端后注浆灌注桩技术要点，为更好地在建筑行业内推广桩端后注浆灌注桩技术做好相应的准备工作。

1、注浆技术概述

1.1注浆技术的概念

主要指用压送设备把已经配好的浆液注入到地层或地缝当中，利用这些浆液的扩展、流动、固化和凝结降低透水性、强化相应岩石的坚实度的一种建筑技术。注浆技术从分类上看没有固定的标准，要根据不同的性质从不同的角度对其进行分类。

1.2注浆技术的特点

1.1.1从施工工艺来看，注浆技术使用的操作设备比较轻巧，操作工艺也比较简单，能够很好地适应复杂的工作环境。

1.1.2从防水效果来看，在混凝土的裂缝中注入浆液的充填效果很好，具有一定的密实度。对于已经出现蜂窝麻面的、老化的混凝土，注浆工艺能够起到对外部补强粘结、对内部改善强度的双重作用。

1.1.3从使用性能来看，在注浆施工中，使用的都是粘结性能良好和综合力学性能高的材料，而且材料不容易出现老化的现象，可以避免污染环境。

1.3注浆技术的特性

1.3.1注浆技术在建筑工程施工中具有施工简便、易于操作等特点，在环境适应方面具有较强的适应能力。主要应用于因施工附近环境及设施影响而无法进行顺利施工的位置进行施工。

1.3.2建筑工程施工中具有较小的影响范围，其加固效果也十分显著。注浆施工技术的应用可以在极小范围极限内对房屋建筑进行有效处理。

1.3.3房屋工程施工中注浆技术相比其他技术在防水防渗方面更具有优势，注浆技术主要是在混凝土缝内进行注浆作业，填充缝隙并确保其密实粘结。

2 、桩端后注浆灌注桩施工的准备

2.1 桩端后注浆灌注桩的技术设计

桩端后注浆灌注桩技术的设计工作应该结合具体的施工和总体设计来完成。首先，应该根据设计图纸的要求确定需要桩端后注浆灌注施工的灌注桩。其次，注浆管的数量以两根作为标准，采用对称的方式绑扎与钢筋笼外侧。其三，确定注浆水泥的等级、外加剂和水灰比。其四，确定桩端后注浆灌注桩的压浆原则，制定桩端后注浆灌注桩施工问题的补救方案。最后，确定桩端后注浆灌注桩注浆的压力和速度，保持水泥浆液的稳定性和流动性。

2.2 桩端后注浆灌注桩注浆管路的敷设

首先，注浆管路应该选择国家规定的50mm标准镀锌管，注浆管的两端必须镶嵌螺纹丝扣。其次，注浆器的选型，注浆器底部应以锥形为主，方便注浆器插入桩端的土体中，注浆器的直径应该控制在8mm左右，注浆器的每排注浆孔间应该有防震的阻尼环。其三，注浆管路装置安装过程中首要问题是注浆器埋设位置的控制，对注浆管和注浆器进行认真测量和检查，并做好下管和钢筋笼的下入速度的控制。其四，注浆管路连接时应该将螺纹出缠绕油麻或止水带，做到拧紧、牢度且密封。其五，每下完一节钢筋笼后，应该对注浆管进行密封性能的检测，一般以注浆管内注入清水为检查手段，当水面稳定，就说明密封性能良好。其六，注浆管连接好后，应该采用必要的措施防止注浆管移动或下滑，一般采用铁丝将注浆管捆绑于钢筋笼主筋上。最后，注浆管连接过程中应该将管口封堵，防止杂物进入注浆管内，形成堵塞。

3 、桩端后注浆灌注桩技术的要点

3.1 做好水泥浆液的配制

注浆浆液水灰比控制在0.55～0.6之间，水泥的强度 42.5以上，认真计算各项外加剂加入的用量，以规范的配比进行浆液的配置，严格控制水泥浆液原料和外加剂的加入时间。

3.2 做好水泥浆液的细化

水泥浆液制成后应该通过细化机械进行加工细化，条件不允许的地区可以用纱网过滤，细化水泥浆液的时间以一分钟为最佳，可以利用外加剂提升细化的速度，细化水泥浆液是应该确保析水性、稳定性和流动性。

3.3 做好桩端后注浆灌注桩注浆工作

注浆前先用清水注入注浆管内，同一根注浆管注浆必须连续进行，注水泥量浆量达到设计要求后即告终止，注浆注力不得超过1.2Mpa，如出现注力超高的情况，应立即查清原因，做好桩端后注浆灌注桩注浆的施工记录，当注完一根桩后，应立即对注浆管路和注浆机进行清洗，防止剩余浆液堵塞管路。

4、结语

桩端后注浆桩抗压静载试验对比分析 篇4

本文通过对杭州某工程2根注浆桩与2根非注浆桩进行的静载试验,分析了注浆桩与非注浆桩承载力及沉降的不同。试验结果表明,注浆桩单桩承载力比非注浆桩增加至少20%,桩端后注浆对钻孔灌注提高承载力效果显著,根据单桩沉降计算理论分析,桩端后注浆由于显著的提高了桩端土层的弹性模量,因此,对减少灌注桩沉降量将产生显著的效果。

1 工程概况及地质情况

高新产业大楼位于杭州市高新区公建中心地块。本工程主楼26层,裙楼为4层,地下室2层,落地面积为4 355.9 m2,建筑面积为93 218.9 m2,框剪结构。基础设计采用钻孔灌注桩,抗压试桩桩径700 mm,1 000 mm,桩长为46 m,桩身采用C35混凝土,持力层为(6)-2层,入持力层深度不小于2.5 m,1 000 mm桩实行桩底注浆。设计要求单桩竖向承载力极限值为5 700 k N(桩径700 mm桩底未注浆)、11 200 k N(桩径1 000 mm桩底注浆)。

2 静载试验试桩情况

为了评价其实际承载力,设计要求对本工程做4组抗压静载试验桩,这4根静载试验桩的施工记录见表1。

本工程4组试桩采用锚桩—反力架装置,并用千斤顶反力加载—百分表测读桩顶沉降的试验方法。加载方法采用千斤顶反力加载,并采用分级及沉降观测,荷载分级为设计预估最大试验荷载的1/8~1/12取值,第一级取其2倍[2]。试验采用慢速维持荷载法,即每级荷载按1',5',15',30',45',60',90'…各观测一次,直至每小时沉降增量小于0.1 mm为止,同时加下一级荷载。

3 静荷载试验结果及分析

经对高新产业大楼4组试桩按慢速维持荷载法的抗压静载试验,得到了荷载与沉降Q—S曲线,如图1~图4所示。

从图中数据可看出:

1)桩底注浆S1号试桩(桩径1 000 mm,桩长46.5 m):按规定荷载级别加载到第一级荷载2 240 k N时,桩顶累计沉降量为2.22 mm,桩端累计沉降为0;加到第五级荷载6 720 k N时,桩顶累计沉降量为9.41 mm,桩端累计沉降为0.87 mm;继续加载到第九级荷载11 200 k N时,桩顶累计沉降量为24.89 mm,桩端累计沉降为12.32 mm,此时锚桩最大上拔量为6.91 mm。卸载后测得桩顶回弹量为7.36 mm,桩顶残余沉降量为17.53 mm,桩端回弹量为4.29 mm,桩端残余沉降量为8.03 mm。

2)桩底注浆S4号试桩(桩径1 000 mm桩底注浆,桩长46.8 m):按规定荷载级别加载到第一级荷载2 240 k N时,桩顶累计沉降量为2.04 mm,桩端累计沉降为0;加到第五级荷载6 720 k N时,桩顶累计沉降量为9.80 mm,桩端累计沉降为1.01 mm;继续加载到第十级荷载11 176 k N时,桩顶累计沉降量为31.38 mm,桩端累计沉降为15.78 mm,此时锚桩最大上拔量为9.64 mm。卸载后测得桩顶回弹量为9.72 mm,桩顶残余沉降量为21.66 mm,桩端回弹量为6.49 mm,桩端残余沉降量为9.29 mm。

3)未注浆S5号试桩(桩径700 mm桩底未注浆,桩长46.5 m):按规定荷载级别加载到第一级荷载1 140 k N时,桩顶累计沉降量为1.86 mm;加到第五级荷载3 420 k N时,桩顶累计沉降量为8.73 mm;继续加载到第九级荷载5 700 k N时,桩顶累计沉降量为27.13 mm,此时锚桩最大上拔量为6.32 mm。卸载后测得桩顶回弹量为7.78 mm,桩顶残余沉降量为19.35 mm。

4)未注浆S3号试桩(桩径700 mm桩底未注浆,桩长46.5 m):按规定荷载级别加载到第一级荷载1 140 k N时,桩顶累计沉降量为1.66 mm;加到第五级荷载3 420 k N时,桩顶累计沉降量为9.23 mm;继续加载到第九级荷载5 700 k N时,桩顶累计沉降量为28.06 mm,此时锚桩最大上拔量为12.48 mm。卸载后测得桩顶回弹量为8.32 mm,桩顶残余沉降量为29.65 mm。

按照试桩规范结合实测资料综合分析得出试桩静载结果见表2。可以看出,同样桩长1 000 mm桩径钻孔灌注桩,注浆后单桩竖向极限承载力最小为11 200 k N,而桩径700 mm的未注浆桩则只有5 700 k N,根据工程地质报告结合700 mm桩径桩的承载力推算,可得未注浆1 000 mm桩径桩承载力应为9 500 k N左右,因此本工程中同桩长同桩径注浆桩单桩承载力增加至少约20%,因此,桩端后注浆对钻孔灌注提高承载力效果显著。

单桩的沉降主要由桩端以下土层的压缩及桩身压缩之和所得,桩身压缩量可由下式计算:

其中,ΔL为桩身压缩量;F为单桩平均受力;A为桩身截面积;E为桩身弹性模量。

由于本次试桩桩身弹性模量及桩长均相同,根据桩的极限承载力和桩身截面积之比,可得注浆的1 000 mm直径桩与未注浆的700 mm直径桩其桩身压缩量比值为0.963,基本相同。

而桩端以下土层的压缩量根据分层总和法,主要取决于扩展桩基础底面的附加应力及桩端以下土层的弹性模量。经计算1 000 mm直径与700 mm直径桩扩展基础的计算面积基本相等,而如果均未注浆时,桩端以下土层弹性模量相同,因此,理论上加载至11 200 k N的单桩,桩端以下土层的压缩量将明显高于加载到5 700 k N时的压缩量,从而导致前者的桩顶沉降量明显要高于后者,但试验结果发现S1号、S4号的沉降量与S5号、S3号相差不大,因此,可以推断桩端后注浆可以提高桩端以下土层的弹性模量,进而对控制钻孔桩沉降有很大作用。

4 结语

经对高新产业大楼4根桩的静载试验表明:

1)同样桩长1 000 mm桩径钻孔灌注桩,注浆后单桩竖向极限承载力最小为11 200 k N,而桩径700 mm的未注浆桩则只有5 700 k N,同桩长同桩径注浆桩单桩承载力增加至少约20%。2)根据单桩沉降计算理论分析,桩端后注浆由于显著的提高了桩端土层的弹性模量,因此,对减少灌注桩沉降量将产生显著的效果。

参考文献

[1]张忠苗.灌注桩后注浆技术及工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[2]JGJ 94-2008,建筑桩基技术规范[S].

桩端后注浆技术 篇5

随着城市建设发展, 出现越来越多的超高层建筑, 在软土地区, 大多采用大直径超长钻孔灌注桩的基础形式, 而桩端后注浆是提高大直径超长灌注桩的有效手段。文献[1]等综合分析上海地区十余项工程的桩端后注浆灌注桩测试资料, 对桩端后注浆大直径超长灌注桩的桩端承载特性进行了研究。文献[2]-[5]基于现场试验, 研究了大直径超长灌注桩受荷状态、承载性能及荷载传递机理等问题。

文章基于工程现场载荷试验实测数据, 进一步研究桩端后注浆大直径超长灌注桩承载变形特性、荷载传递机理及桩身压缩性状等问题。

2 工程概况

某工程位于上海市徐汇区, 云锦路以东、龙耀路以南、规划十路以西、规划七路以北所围地块内。项目主塔楼为约280m的超高层地标写字楼。本场地地貌属于滨海平原地貌类型, 场地内地势较平坦, 地基土层及参数如表1所示。

3 试验方案

本工程抗压试桩采用钻孔灌注桩, 桩径为准1000mm, 桩长为82.8m, 持力层为 (9) 2层粉细砂。桩身混凝土强度为水下C45, 试桩采用桩端后注浆, 注浆量5t。试验桩共3组, 采用6锚桩法, 试锚桩布置图 (见图1) 。试桩的预估最大加载值24600k N, 实际加载时, 根据工程桩有效桩顶标高处的荷载值达到23500k N为控制条件。试桩概况如表2所示。

抗压试验采用双循环[6]加载方式:

1) 第一周期

加荷:0.2P→0.3P→0.4P→0.5P→0.6P→0.7P (维持24h) , P为最大加载量。

卸荷:0.7P→0.6→0.4P→0.2P→0。

2) 第二周期

加荷:0.2P→0.3P→0.4P→0.5P→0.6P→0.7P→0.8P→0.9P→P;

卸荷:P→0.8P→0.6P→0.4P→0.2P→0。

注:P为预估最大加载值 (24600k N) 。实际加载时, 根据工程桩有效桩顶标高处的荷载值 (23500k N) 为控制条件, 适当增加荷载量。

在工程桩桩顶处 (相对标高-18.9m) 及桩底采用沉降杆法量测桩身各级荷载作用下的沉降变形。同时进行桩身轴力测试, 每根试桩桩身布置11个测试断面, 分别在桩顶以下0.5m、19.4m (工程桩顶标高以下0.5m) 、20m、24m、35m、38m、49m、58m、68m、79m、82.3m, 其中:20m、24m、35m、38m、49m、58m、68m、79m, 分别表示土层 (4) 2-1、 (4) 2-2、 (5) 1、 (5) 3-1、 (5) 3-2、 (5) 3-3中部、 (5) 3-3、 (9) 1的界面位置。每个测试断面对称布置3个应力计, 以获得桩身轴力及桩侧摩阻力。

测试数据计算方法如下:

1) 应变计算

根据现场试验测得的应力计频率fi, 求出每个应力计不同荷载阶段的压力P和应变εs:

式中, Pij为第j断面第i级荷载下的钢筋计压力, Kj为第j断面钢筋计标定系数, f0j为第j断面钢筋应力计初始读数, fij为第j断面第i级荷载下的钢筋应力计读数, Bj为第j断面钢筋计标定系数, εsij为第j断面第i级荷载下的钢筋应力计应变, Asj为第j断面钢筋应力计断面积, Es为钢筋应力计弹性模量。

2) 桩身轴力计算

当进行桩抗压试验时, 根据混凝土和钢筋变形协调条件, 可求出桩身断面轴力Qij:Qij=εsij· (Es·Agj·nj+Ec· (Aj-Agj·nj) )

式中, Qij为第j断面第i级荷载下的桩身轴力;Agj为第j断面单根主筋面积;nj为第j断面主筋数量;Aj为第j断面桩孔面积 (根据测孔资料确定) ;Ec为混凝土弹性模量。

3) 桩侧分层摩阻力和桩端端阻力计算

桩顶各级荷载下的各桩侧分层摩阻力和端阻力计算如下:

式中, qsij为第i级荷载下第j断面至j+1断面桩侧摩阻力;qpi为第i级荷载下桩的端阻力;uj为第j断面至j+1断面桩身周长 (根据测孔资料确定) ;lj为第j断面至第j+l断面桩长;, Qn为桩端的轴力, An为桩端面积。

(1) 桩身轴力

试桩在各级荷载下的各断面轴力变化曲线, 如图2所示。由图3可以发现, 试桩的承载力开始阶段基本由桩侧摩阻力承担, 随着试验逐级加载, 桩侧摩阻力由浅到深逐渐发挥;试验加载至第8级荷载 (22140k N) 后, 桩端阻力开始发挥, 随着试验继续加载, 端阻力逐渐增大, 继续增加的试验荷载基本由端阻力承担。

根据试验结果, 各试桩在最大试验荷载下, 3根试桩TP1-1、TP1-2、TP1-3, 工程桩桩顶处轴力分别为24099k N、23571k N和23670k N, 满足工程桩桩顶标高处的荷载值 (23500k N) 控制要求。

(2) 桩侧摩阻力、端阻力

根据图3试验结果, 各试桩在相应试验最大荷载下, 工程桩桩身段各土层桩侧摩阻力如表3所示。

由表3可知, 桩端后注浆处理后, 由于桩底沉降较小, 桩身桩土相对位移减小, 使桩侧土层摩阻力相对于不考虑后注浆时有明显提高, 提高比例约为40%~50%。

各试桩在最大试验荷载下, 工程桩桩身段桩侧总摩阻力、桩端阻力见表4。

由表4可知, 在最大试验荷载时, 3根试桩在工程桩桩身段, 桩身总摩阻力约占总承载力的76%, 桩端阻力约占总承载力的24%。表明桩端后注浆技术改善了灌注桩的桩端承载特性, 大幅度提高了桩端土体的承载能力和变形特性, 为桩端阻力的发挥提供了条件[7,8], 使超长桩的端阻力有较高发挥。

4 结语

文章通过对3根桩端后注浆大直径超长灌注桩的现场试验, 得到了如下几点结论:

1) 对承载能力要求较高的大直径超长灌注桩, 采用双循环法静载试验, 第1循环时需恒载24h, 能更真实模拟基桩受荷条件, 为设计提供更可靠的试验结果。

2) 因静载试验一般在自然地坪进行, 而设计更关心的是工程桩顶标高处的承载力, 因此, 根据工程桩顶处的轴力测试结果, 控制试验最终加载值, 更符合设计要求。文中3根试桩的工程桩顶处轴力分别为24099k N、23571k N和23670k N, 满足设计23500k N的控制要求。

3) 由于桩端后注浆技术改善了大直径超长灌注桩的桩端承载特性, 大幅度提高了桩端土体的承载能力和变形特性。文中3根试桩, 假设不考虑桩端后注浆, 试桩的极限承载力约为14700k N, 而由试验结果可知, 桩端后注浆后试桩的极限承载力提高约69%以上, 说明桩端后注浆对超长桩的桩身及桩侧摩阻力提高有显著效果。

4) 通过沉降杆法量测桩身不同断面的沉降, 发现桩端后注浆灌注桩的桩底沉降较小, 最大加载时约为3mm, 试桩顶的累计沉降几乎全部由桩身压缩量产生。在荷载24600k N时, 桩身实测压缩量约为33mm, 按理论计算约为47mm。表明桩身仍基本处于弹性变形阶段, 承载力主要由桩身摩擦力提供。

5) 桩端后注浆处理后, 由于桩底沉降较小, 桩身桩土相对位移减小, 使桩侧土层摩阻力相对于不考虑后注浆时有明显提高, 提高比例约为40%~50%。在最大试验荷载时, 3根试桩在工程桩桩身段, 桩身总摩阻力约占总承载力的76%, 桩端阻力约占总承载力的24%。

参考文献

[1]岳建勇, 等.上海软土地区桩端后注浆灌注桩单桩极限承载力估算方法探讨[J].建筑结构, 2009 (S1) :721-724.

[2]王卫东, 李永辉, 吴江斌.上海中心大厦大直径超长灌注桩现场试验研究[J].岩土工程学报, 2011 (12) :1817-1826.

[3]刘开富, 等.软土地区桩端后注浆灌注桩竖向承载性能试验研究[J].岩土工程学报, 2013 (S2) :1054-1057.

[4]李永辉, 吴江斌.基于载荷试验的大直径超长桩承载特性分析[J].地下空间与工程学报, 2011 (5) :895-902.

[5]吴祖咸, 等.桩端后注浆大直径超长钻孔灌注桩承载力的试验研究[J].建筑技术, 2010 (10) :896-897.

[6]唐升贵, 等.膨胀土中双循环加卸载法桩静载试验[J].岩土工程界, 2007 (11) :59-61.

[7]蒋建平, 高广运, 章杨松.桩端岩土强度提高对超长桩桩身总侧阻力的强化效应研究[J].岩土力学, 2009 (9) :2609-2615.

桩端后注浆技术 篇6

目前, 钻孔灌注桩是桥梁工程常用的一种基础形式, 由于具有对各种地质条件适应性强、无噪音、无挤土效应等诸多优点而被广泛应用于各种基础工程中。然而在工程实践中也存在一定的缺陷, 如位于地下水位以下的灌注桩施工时通常采用泥浆护壁成孔工艺。成孔后孔底沉渣厚度多达0.2～0.6 m, 且难以清除, 形成了桩底端支承在软土。在工作荷载下, 桩端虚土极易使桩发生刺人沉降, 沉降值较大。同时许多试桩报告都显示即使在规范允许的变形范围内, 桩端承载力仍未能充分发挥。

因此改善桩底土的工作性能成为急切需要解决的技术问题, 桩端后压浆技术应运而生。桩端后压浆技术是指钻孔灌注桩在成桩后, 通过预埋的压浆通道用压浆泵将一定压力的水泥浆压入桩底, 使浆液对桩底沉渣和桩底土层及桩周泥皮起到渗透、填充、压密、劈裂、固结等作用, 从而来提高桩承载力、减少变形量的一项技术措施。桩基后压浆处治地基技术对持力层为卵砾石层最为有效, 其压浆后比压浆前单桩竖向极限承载力可提高50%左右。该技术通过端后压浆, 使桩周及桩底土体得以加固, 从而大大提高灌注桩的桩侧阻力和桩端阻力, 达到增加灌注桩承载力的目的, 具有很高的技术、经济效益。

1 工程概况及端后压浆工艺

1.1 工程概况

某高速铁路连续梁桥为三跨连续梁, 中心桩号为DK161+001, 墩号为3#～6#。基础为钻孔灌注桩基础, 其中4#主墩桩基根数为20根, 桩径1.5 m, 桩长为44～46 m;承台截面尺寸均为22.6×14.6×5 (m) , 墩身均采用圆端形实心墩, 墩身截面尺寸为9.5×4.6 (m) 。桩基平面布置图如图1所示。

承台基础位于河谷, 主要在一、二、三级阶地、河床、河漫滩上。桥址范围内主要地层为第四系全新统人工填土、砂质黄土、粉质粘土、粗圆砾土、卵石土、泥岩。土层分布及主要力学指标见表1。

1.2 端后压浆工艺及参数

根据现场地质条件, 为提高主墩桩基的承载力, 特对主墩桩基进行端后压浆处理, 后压浆施工工艺包括如下四个流程。

(1) 压浆导管敷设。桩端后压浆采用PVC钢丝软管3根 (国际普通低压流体焊管) , 壁厚3.25 mm, 通至桩底。PVC钢丝软管用管箍连接, 用铅丝将压浆导管同时敷设在钢筋笼箍筋内侧。

(2) 桩端压浆阀的安装。制作钢筋笼时, 将桩端压浆阀与相应压浆导管连接。桩底压浆阀底部超出钢筋笼200 mm, 超出部分钻上花孔, 并用生胶带密封, 以防止桩身混凝土水泥浆液堵塞压浆管, 桩底压浆管可兼用于超声波检测。

(3) 压浆。由于压浆有较高的压力, 必须要等到桩身具有一定的强度之后才可压浆。根据经验, 当桩身混凝土强度达到设计强度的80%并且混凝土试块强度大于20 MPa之后可开始压浆。本工程选用压浆泵采用3SNSA型压浆泵, 功率18 kW, 压浆终止压力为1.5 MPa, 采用P.O42.5号普通硅酸盐水泥, 掺8% AEA膨胀剂, 水灰比 (0.5～0.6之间) 按先稀后浓的原则进行施工。压浆分两次进行, 第一次压入量为总量的65%。

(4) 压浆结束时, 做好记录, 用清水将高压管冲洗干净放好。

2 试验设计及结果分析

为了判定桩端后压浆承载力提高幅度及压浆效果, 特选择4#主墩7#、9#桩进行后压浆竖向静载荷试验。桩端后压浆有关试验参数如表2所示。

分别对未压浆及压浆后15天试桩进行静载荷测试。得到两试桩压浆前后的承载力位移曲线如图2所示。

根据试桩压浆前、压浆后试验结果对比可以看出, 试桩经后压浆处理后, 单桩承载力有显著提高。证明后压浆技术的确能够大幅度地提高钻孔灌注桩的承载力。从图中可以看出, 压浆前两试桩P-S曲线属陡变型, 桩顶荷载6 000 kN左右曲线斜率突然增大, 沉降急剧增大, 主要是由于桩底有沉渣, 桩端阻力没发挥作用。根据结果, 压浆前7#桩极限承载力取5 800 kN。而压浆后两试桩P-S曲线属平缓型, 按照桩顶沉降近似的原则, 压浆后7#桩的极限承载力为10 800 kN, 比压浆前提高86%。压浆后, 桩端阻力大幅增加, 使得7#桩由摩擦桩逐渐向端承摩擦桩转化。同时试桩经端后压浆后, 其沉降量大大降低, 7#桩端后压浆试桩的最终沉降量是未压浆的三分之一, 主要是因为水泥浆与持力层土体相胶结, 在桩端形成胶结体, 增加了桩端承压面积, 提高了桩端承载力, 降低了桩基沉降量。

3 总 结

(1) 端后压浆技术是具有技术含量的施工技术, 需要工艺合理, 措施得当, 管理严格, 施工精心, 才能得到预期的效果。否则将会造成压浆管被堵, 压浆装置被包裹, 地面冒浆等质量事故。

(2) 端后压浆技术能大大提高单桩极限承载力, 同时也能减少桩基沉降, 试桩荷载-沉降曲线由压浆前的陡变型变化为压浆后的平缓型。

(3) 采用端后压浆技术, 可以根据地质条件更合理地确定桩长, 对于减小桩基沉降、稳定基桩质量、提高桩基的承载力、节约工程造价, 缩短工期有显著效果。

参考文献

[1]冯守中.公路软基处理新技术[M].北京:人民交通出版社, 2008.

[2]龚维明, 戴国亮.大型深水钻孔灌注桩桩端后压浆技术[M].北京:人民交通出版社, 2009.

[3]黄生根.超长大直径桥桩的压浆效果研究[J].公路交通科技, 2004, (5) :70-73.

[4]袁聚云, 李镜培.基础工程设计原理[M].上海:同济大学出版社, 2001.

桩端后注浆技术 篇7

杭州市某住宅工程位于杭州市钱江新城核心区块的三堡。该工程由西至东分A、B、C三个地块, 总建筑面积40余万m2, 其中拟建24层以上的高层建筑物7幢, 地下室为1～2层 (开挖深度5～10m) 。A地块于05年12月率先开工, 2幢24层以上的高层公寓采用了钻孔灌注桩基础, 由于单桩承载力要求较高 (达10000 kN) , 故设计选择了 (7) -2强风化泥质粉砂岩为桩端持力层。

B、C地块基础设计之初, 业主提出以 (7) -2强风化泥质粉砂岩作为桩端持力层, 一是桩长过长 (62～65m) , 桩基础成本过高, 二是不利于钻进与混凝土灌注, 因为钻探需穿越厚约近30m的中～密实砂、砾、卵石层, 施工难度大、工期长, 且孔底沉渣、桩侧泥皮较难清理彻底, 因此希望设计与勘察在确保安全的前堤下, 调整桩基础设计方案。

2 工程地质条件

拟建场地工程地质条件及钻孔灌注桩设计参数见下表:

3 注浆初步设计

(1) 注浆目的与机理: (略)

(2) 承载力设计:采用钻孔灌注桩端后注浆技术, 注浆后单桩承载力 (桩端土承载力) 的增值问题是目前所有相关规范、规程均无法提供的。现根据同类场地的桩端后注浆经验及静载数据, 分析得出注浆后承载力增值范围在15～25%之间 (与注浆工艺有关) , 并提议按增值20%进行设计。

(3) 桩长设计:设计拟选用800mm、700mm、600mm三种桩径的钻孔灌注桩�经初步布桩后确定, 注浆后单桩承载力特征值800mm的要求为4050kN、700mm的要求为3370kN、600mm的要求为2500kN;按照注浆后承载力增值20%考虑, 则注浆前单桩承载力特征值应分别是3350kN、2800kN、2050kN, 然后再通过反算确定了钻孔灌注桩入土深度为46.00m, 即进入 (6) -2圆砾层约4.00m, 有效桩长约40.00m。

(4) 注浆技术设计

(1) 注浆孔 (管) :每桩布置注浆孔 (管) 2个, 直径20mm、壁厚2mm, 采用螺纹丝扣连接。

(2) 开塞时间、开塞压力:在钻孔成桩后24～36h (即混凝土达到中凝) 采用清水开塞, 开塞压力一般在3MPa以下, 成桩7～15d之间进行注浆。

(3) 注浆设备、注浆压力:注浆泵最大压力不小于10MPa, 注浆压力控制在3～5MPa, 平均注浆压力3.5 MPa, 注浆速率15～25L/min。

(4) 浆液水灰比:注浆材料采用普通硅酸盐水泥, 水灰比0.40～0.50, 必要时可掺入适当的膨润土, 保持浆液的稳定性。

(5) 浆液注入量:设计浆液注入量可根据经验公式估算, 具体根据不同桩径、桩长而定, 一般为1～3t根。

(6) 注浆终止条件:注浆量达到最大设计要求;如桩周地面冒浆, 间歇1～2h后再次补注, 累计使注浆量达到设计要求;如泵压超过最大设计值时, 应停注0.5～1.0h, 改注其它桩, 然后回头再注。

(5) 注浆流程:制作注浆管→预埋注浆管 (下钢筋笼) →成桩后24～36h开塞 (压水试验) →7～15d→配制水泥浆→注浆泵、注浆管路连接→注浆, 连续配制水泥浆和注浆, 观察注浆压力表, 稳压, 统计注浆量→注浆结束→封孔。

4 注浆工艺

4.1 注浆管制作

(1) 注浆管采用直径20mm、壁厚2mm的钢管两根 (分段) , 两头拧好丝扣, 丝扣上用生料带包好, 套上束结拧紧。

(2) 在注浆管底部管尾约25～30cm范围内呈梅花状布置孔径5mm的小圆孔 (喷浆用) 12～15个, 并用橡皮带或包装带将管底口及小圆孔包扎密封;注浆管顶则用螺帽封头堵牢。

4.2 注浆管预埋

(1) 钢筋笼制作完成后, 将注浆管用12#铅丝对称绑扎在钢筋笼外侧, 每2m绑扎一道, 下、中部适当加密, 注浆管比桩底钢筋笼长出10～15cm。

(2) 在按正常钻探工艺成孔并一次清孔后, 将钢筋笼 (带注浆管) 分段焊 (连) 接后下入孔内, 伸至孔底, 但顶部应露出地面10～20cm。随后下导管、二次清孔、灌注混凝土。待成桩后24～36h, 以2～3MPa压力的清水冲开管底封口, 即开塞。成桩7～15d之间, 可进行注浆。

4.3 注浆液配制

注浆开始前, 在搅拌罐中先放入固定数量的清水, 再加入固定量水泥, 用JJS-2B搅抖机充分搅拌, 配制成水灰比为0.4～0.5的易于流动的水泥浆, 注入后可根据桩端土层孔隙条件有效地随意流动或渗透, 必要时可加入适量添加剂。

4.4 注浆管压浆

(1) 注浆设备采用型号SGB6-10型注浆泵, 最大注浆压力10 MPa (带压力表) , 配备1寸高压注浆胶管15～20m。

(2) 将高压胶管与注浆泵、孔口压力表、注浆管连接, 检查无误后启动注浆泵。注浆液宜通过过滤网过滤, 以清除浆液中固体杂物, 防止堵管。

(3) 注浆过程中需严密监视注浆压力, 注浆压力-般在3～5MPa, 保持一定的注浆流速;当注浆压力达到5MPa并稳压3～5min, 或注完设计要求的最大注浆量又或地面返浆时, 即终止注浆。

4.5 注浆参数

本工程两地块各桩均能达到设计要求的注浆量, 浆液注入量一般在2～3t/根, 平均约2.46t/根;一般注浆压力2.5～4.0MPa (开塞压力2.5MPa) ;注入速度一般在20～30L/min;注浆时间一般在50～90 min/根。

5 注浆技术措施

(1) 开塞:开塞时所用清水不宜过多, 压力也不宜过大;注浆后再注入大致等于注浆管容积的清水。

(2) 串孔预防:本工程采用了分片开塞, 分片注浆的施工工序, 即先对靠近相邻建筑物 (桩机) 的边桩进行注浆, 以起到封闭浆液外流 (串) 作用, 然后再进行中间注浆, 并加大其注浆量, 以达到在控制注浆量的基础上最大限度提高注浆效果。

(3) 注浆管:注浆管连接宜采用丝扣连接或外接短套管电焊连接;还需装孔口压力表实测孔口压力 (注浆泵至孔口的压力损失值约为1.0～1.5MPa) , 避免因注浆压力值的失真而影响注浆效果。

(4) 注浆液:注浆过程中, 一般应先注稀浆, 而后浆液再逐级变浓;如能进行二次注浆则效果会更好, 一般二次注浆量约为一次注浆量的1/3～1/4, 但水灰比可适量提高

(5) 注浆压力:在正常压力下注入速度缓慢时, 可适当提高压力尽量使一些细小的裂隙不致在低压下提前被封堵, 较多地灌入一些浆液;在正常压力下就很容易将浆液较注入时, 说明地层吸浆量大, 这时可改用较低一级的泵压进行注浆, 待吸浆量逐渐减少时, 再加一级压力, 直至达到规定的压力。

结语

(1) 本工程共对369根钻孔灌注桩进行了桩端后注浆 (其中, B地块233根、C地块136根) , 共注入水泥量906t, 平均2.46t/桩。

(2) 根据浙江有色地球物理技术应用研究院与浙江省地球物理技术应用研究所提供的B、C地块静载试验检测报告:800mm、700mm、600mm三种桩型的钻孔灌注最大试验荷载分别加压至8100kN、6740kN与5000kN时, 试验正常, 其最大沉降分别为24.67mm、9.87mm与17.88mm, 全部达到规范及设计要求。

桩端与桩侧联合后注浆技术 篇8

1 工程概况

本施工标段高架桥 (K0+290~K0+720) 全长430m, 南起中州大道南三环立交北引坡, 向北跨越安康路、直至紫东路北侧。且在紫东路北侧设置一上桥匝道。上桥匝道宽度为9m。本标段高架桥为两幅桥形式, 高架桥标准跨径30m, 桥梁单幅布置, 标准段全宽22m、21.5m。

全桥共15孔, 5联, 在安康路附近第一、二联为25m+30m+25m的现浇等截面预应力混凝土连续箱梁, 其余采用30m跨径的现浇等截面预应力混凝土连续箱梁。上桥匝道为一联, 为4X30m, 总跨径为120m。主线桥引坡全长为134m, 上桥匝道桥引坡全长140m。

该工程根据地质情况采用摩擦桩基础, 桩径为1.5m和1.2 m, 桩基采用C30水下混凝土。

2 适用的地质条件

钻孔灌注桩的后注浆工艺适用于无流动地下水的卵砾石层、中粗砂夹卵砾石层、中粗砂、稍密和中密粉细砂、粉土等土层、也可适用于风化岩。

3 后注浆施工

3.1 后注浆工艺流程

成孔→注浆管制作→安装注浆管、钢筋笼→清孔→浇筑砼成桩→注浆管开赛、声测→水泥浆搅拌→压力注浆→观测注浆压力和注浆量 (双控) →记录最大压力和单 (双) 管注浆量→清理机具→资料整理

3.2 注浆管制作及安装

(1) 桩端后注浆

利用声测管作底注浆管, 声测管布置3根, 呈等边三角形, 声测管为φ57mm钢管, 顶端高出地面300mm, 并用堵头封严, 防止泥浆等杂物进入, 超声波检测后进行桩端注浆。3根φ57mm钢管绑扎布置在钢筋笼内侧, 随钢筋笼一起下入孔底, 选取两根声测管做注浆管, 两根注浆管下部分别用三通连接1根内径φ25mm带钢丝的柔性高压塑料管, 注浆喷头管环绕桩身环形布置, 注浆喷头管的外侧打孔后缠防水塑料带密封。两根中一根作为备用管, 主注浆管出现意外注浆失败时启用。

(2) 桩侧后注浆

桩长40m以下设两道注浆管, 40m以上设置三道, 最上一道距桩顶10m~15m, 最下一道距桩底12m~18m, 间距为12~15m, 桩侧端部喷头管设置与桩端后注浆布置相同。注浆竖管采用外径为25mm、壁厚为3mm的钢管制作, 接头采用套丝扣连接并紧缠生胶带。加工前应检查制作注浆管的钢管是否有裂缝、孔洞、堵塞等缺陷。注浆管按声测管位置布置, 每节注浆管连接丝扣长度不小于30 mm, 并保证顺直, 以确保注浆管连接牢固和顺直, 检验合格后用绑丝将其与钢筋笼绑扎固定, 绑扎间距为3m, 并随钢筋笼徐徐放入, 严禁强力下放和碰孔, 以免高压塑料管破损。

3.3 成品保护

露出地面的声测管和注浆管应用堵头封堵, 涂上红油漆或在注浆管附近插上小红旗, 不得碰撞和挤压。在施工部署中应考虑不要在有注浆管处留设临时道路, 严禁机械设备碾压。

3.4 注浆材料及配合比

(1) 浆液原材料

注浆所用原材料采用孟电42.5级普通硅酸盐水泥, 配合郑州建科高效减水剂、郑州建苑膨胀剂及适量缓凝剂。注浆所用水泥、高效减水剂、膨胀剂和缓凝剂进场后立即取样送检, 经检测证明质量合格, 并将检测报告上报监理单位, 经试验工程师同意后方可使用。

(2) 浆液配比

注浆采用浆液水灰比为0.6。浆液采用搅拌筒搅拌, 在水泥浆搅拌过程中掺加高效减水剂、膨胀剂和缓凝剂, 掺加0.6%的高效减水剂、10%的膨胀剂和0.5%的缓凝剂 (内掺) 。搅拌时严格按技术交底配比计量, 搅拌时间要充分, 不少于3min, 自制备至用完的时间宜小于3h。浆液搅拌要均匀, 确保浆液有良好的可泵性。

3.5 注浆量计算

注浆量分配:桩端注浆管的压浆量控制在总量的30~40%, 其余量均分在桩侧注浆管中, 或按照设计图纸要求进行压浆。

注浆量按《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第6.7.4条《公路与桥涵工程地基基础设计规范》 (JTG D63-2007) 第5.3.6条计算确定, 单桩注浆量估算:Gc=apd+acnd

对群桩初始主讲的数根基桩的注浆量应按上述估算值乘以1.3的系数。

以桩径1.2m为例, 依照本工程地层情况, 试装单桩注浆量按估算为:Gc= (apd+acnd) ×1.2= (1.8×1.2+0.8×2×1.2) ×1.2=4.9t

即对于桩径1.2m的桩:桩侧注浆水泥用量为1.2t/道;桩低注浆水泥用量3t;注浆水泥总用量为两道侧注浆阀时单根桩5.4t;三道侧注浆阀时为6.6t。

对于桩径1.5m的桩:桩侧注浆水泥用量为1.5t/道;桩低注浆水泥用量3.5t;注浆水泥总用量为两道侧注浆阀时单根桩6.5t;三道侧注浆阀时为8t。

3.6 注浆压力控制

注浆压力包括开塞压力、压注清水压力、压注稀浆压力和压注稠浆时的压力。注浆终止条件以压浆量为主, 压力控制为辅。即首先要保证各压浆装置分配估算的压浆量全部压注完毕。当出现问题时, 可采取如下措施予以处理。

(1) 当一个压浆装置由于压力太高浆液压不进时, 可通过另一个压浆装置将剩余浆液压注完毕。

(2) 当一个压浆装置压浆量没有达到设计要求压浆量时, 出现冒浆或串浆, 可暂时停止压浆, 并用清水冲洗压浆装置, 停止60min后, 再进行复压, 如此反复直到达到设计压浆量。复压压力可适当大于首次注浆压力, 最大可达2--3MPa。如果压浆量仍达不到设计要求, 停止压浆, 将剩余浆液按比例注入另一个压浆管。

(3) 当某个压浆装置达到设计压浆量, 但仍能继续压浆且压力较低时, 应停止压浆, 改用0.5水灰比的稠浆液继续压浆。

(4) 当0.5水灰比的稠浆压浆量达到设计压力值时, 应稳定压力5分钟, 然后停止注浆, 以使浆液尽可能在桩端均匀渗透扩散, 并达到最佳饱和状态。

3.6 注浆设备

注浆设备采用XPB--10型注浆泵, 该灌浆泵提供的流量160L/min, 最大压力为20MPa, 满足容许压力大于1.5倍最大灌浆压力的要求。灌浆管路采用高压灌浆胶管。

3.7 注浆桩位的选择

根据以往工程实践, 水泥浆在工作压力作用下影响面积较大。为防止注浆时水泥浆液从附近薄弱地点冒出, 对邻近设施造成影响, 注浆的桩应在混凝土灌注完成7天后, 并且需注浆的桩周围至少10m范围内没有钻机钻孔作业。

3.8 注浆施工顺序

每根桩浇注完混凝土后, 在12~24小时内必须用清水将喷头冲开, 同一承台下的最后一根桩声测合格后开始注浆, 注浆应以同一承台下的桩为一组, 注浆时应采用低压 (低档) 水灰比为0.6左右的水泥浆, 注浆先施工周圈桩位再施工中间桩, 注浆过程中宜采用间歇灌浆, 间歇的时间根据灌浆情况而定, 在小压力大流量的情况下一般应采用间歇灌浆, 间歇时间一般为45min, 如果间歇灌浆效果不佳, 可在浆液中掺加丙凝等速凝材料, 加速浆液的凝固, 并适当延长间歇时间。注浆时应做好施工记录, 记录的内容应包括施工时间、注浆开始及结束时间、注浆罐数和相应的压力、总注浆量和终止压力, 以及出现的异常情况和处理的措施。

4 后注浆的优点

(1) 相同条件下 (主要是地层、桩径、桩长等因素) , 前者单桩竖向承载力一般可提高20%~40%, 最大可提高70%以上, 承载力提高的幅度与桩端持力层的性质密切相关;

(2) 在一定压力下的浆液上返会增加桩与桩间土的粘结强度, 从而提高桩的侧摩阻力, 同时浆液的劈裂作用可渗入地层中, 起到加筋作用;

(3) 灌注桩的抗拔承载力及抗震性能有一定程度的提高;

(4) 若在设计时考虑后注浆对承载力提高的有利影响, 可相对减少桩的数量, 或减少桩长、桩径, 或减小承台尺寸, 将会减少工作量, 减少钢筋、混凝土的用量, 缩短施工周期, 节约大量生产成本。

(5) 若设计时按正常地基承载力进行设计, 不考虑后注浆对承载力的影响, 而将其作为安全储备, 则可提高建筑物的安全系数。

结论:通过桩端注浆, 能显著增强桩土的整体性能, 桩的承载力明显提高, 改善桩承载性能。总之, 后注浆钻孔灌注桩经济效益和社会效益十分显著, 实际应用价值高, 已在桩基工程领域得道广泛的应用。

参考文献

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桩端后注浆技术 篇9

南通九圩港大桥全长约1 058 m,宽39.6 m,主桥为变高度连续钢箱梁桥,全桥采用桩基础并采用了桩端后压浆技术。桩长78 m,桩径1.5 m。试桩数量为2根,有关参数见表1。

2 施工过程

试桩1为钻孔灌注桩,于2008年4月10日成桩,试桩位于6号墩旁。5月2日对桩底进行压浆,共压水泥浆3 t,施工过程正常。

试桩2为钻孔灌注桩,于2008年5月13日成桩,试桩位于13号墩旁。6月2日对桩底进行压浆,共压水泥浆3 t,施工过程正常。

桩端压浆分直管压浆和U形管压浆两种。本次工程采用直管压浆技术。地面压浆装置由高压压浆泵、浆液搅拌机、储浆桶、地面管路系统及观测仪表等组成;地下压浆装置由桩身压浆导管和桩端压浆装置等组成。

本次试验压浆管采用两根ϕ60钢管,一端封闭,一端与桩身压浆管相连。沿环向均匀开4个ϕ8 mm钻孔,共4排,间距100 mm。其构成由三层组成:第一层为能盖住孔眼的图钉;第二层为比钢管外径小3 mm～5 mm的橡胶带;第三层为密封胶带。

3 试验方法

由于试桩吨位较大,场地条件较复杂,试验采用自平衡法。自平衡法是基桩静载试验的一种新方法,具有省时、省力、安全、环保、不受加载吨位和场地条件限制等优点。

关于自平衡法原理的详细叙述见参考文献[4]。

4 试验过程

试桩1于2008年4月26日进行压浆前试验,2008年5月24日进行压浆后试验;试桩2于2008年5月28日进行压浆前试验,2008年6月5日进行压浆后试验。加载试验之前先用声波法对桩身完整性进行了检测,结果显示完整性良好。

加载采用慢速维持荷载法,每级加载值2×733 kN,第一次加两级,以后每次加一级。

5 试验结果分析

通过上述试验结果,我们可以得出试桩1,2压浆前后在荷载箱下部的Q—S对比曲线(见图1,图2),单桩承载力见表2。

从图1,图2和表2中可以看出经过桩端压浆,试桩1,2的竖向承载力增大了很多,同时竖向位移也减小了很多。荷载箱下部20 m长桩经过压浆试桩1,2承载力分别提高了1.56倍和1.71倍,单桩承载力均提高了1.51倍。

依据DB32/T 291-1999桩承载力自平衡测试技术规程,实测荷载箱上、下位移计算承载力公式为:

$Q{}_u=\frac{Q{}_{u\text{上}}-w}{\gamma }+Q{}_{u\text{下}}$。

其中,Qu为单桩竖向抗压极限承载力;Qu上为荷载箱上部桩的实测极限值;Qu下为荷载箱下部桩的实测极限值;w为荷载箱上部桩自重;γ为荷载箱上部桩侧阻力修正系数,本工程γ=0.8。

利用钻孔灌注桩承载力的计算公式:

[P]=(UlτP+AσR)/2 (1)

根据勘察报告提供的数据对试桩1,2分别有σR1=1 400 kPa;σR2=1 200 kPa。

由于桩端压浆只对桩端部分承载力有影响,因此以下仅计算荷载箱下部分桩的承载力。荷载箱下部桩长20 m。

代入式(1)得:试桩1未压浆前承载力特征值:[P]1=3 790 kN。试桩2未压浆前承载力特征值:[P]2=2 611 kN。则试桩1,2的理论极限承载力分别为:P1=2[P]1=7 580 kN。P2=2[P]2=5 222 kN。

根据JTG D63-2007公路桥涵地基与基础设计规范在饱和土中压浆,如满足规范规定的相关要求附录N则可按规范公式计算压浆后桩的承载力。

1)浆液水灰比:对于饱和土宜为1.5～0.7,低水灰比浆液宜掺加减水剂,地下水流动时应掺入速凝剂;2)桩端压浆终止压力:根据土层性质、压浆点深度确定。对于饱和土宜为1.5 MPa～6.0 MPa;3)持荷时间:5 min;4)压浆流量:不宜超过75 L/min;5)压浆量:有压浆量公式:Gc=αPd。查规范得压浆系数αP=3.0;桩径d=1.5 m;单桩压浆量为Gc=4.5 t。

仅对桩端以上8 m～12 m范围的桩侧阻力进行增强修正。取桩端10 m范围进行修正,查规范得修正系数见表3。

同时可查得试桩1,2的端阻力修正系数分别为2.3,2。

计算可得经过修正后荷载箱下桩的承载力特征值为:

[P]1=6 374 kN。

[P]2=4 146 kN。

则试桩1,2压浆后的理论极限承载力分别为:

P1=2[P]1=12 748 kN。

P2=2[P]2=8 292 kN。

由此可得满足规范规定的桩端压浆条件的试桩1,2荷载箱下段20 m桩的理论极限承载力分别提高了1.68倍和1.59倍。

由于本次试验两根桩的压浆条件没能满足规范规定,压浆量3 t小于按规范公式计算的4.5 t,试验测得的最终承载力要小于规范计算的承载力值。

6 结语

1)采用桩端压浆技术后试桩1,2的承载力大幅提高,承载力刚度也大大加强,因此桩端后压浆技术可以很好的提高单桩承载力和刚度。2)桩端注浆有利于减少单桩在荷载作用下位移,桩端后注浆将固结桩端沉渣及桩端上侧附近桩周泥皮,从而使桩端承载力及桩端附近侧摩阻力有较大幅度的提高。3)利用不多的水泥浆液能很大幅度的提高单桩承载力,因此桩端后压浆对提高单桩承载力有很好的时间效应和经济效应。4)一定要满足规范所要求的压浆条件附录N后才能按照规范计算压浆后的单桩承载力,否则要用试验来确定。

摘要：结合具体工程实例,通过对普通桩和桩端后压浆桩的对比试验,分析了桩端后压浆对桩承载性能的影响,分析结果表明,桩端后压浆技术可以很好地提高单桩承载力和刚度,桩端后压浆对提高单桩承载力有很好的时间效应和经济效应。

关键词：桩,自平衡,压浆,承载性能

参考文献

[1]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].

[2]JTG D63-2007,公路桥涵地基与基础设计规范[S].

[3]DB32/T 291-1999,桩承载力自平衡测试技术规程[S].

[4]龚维明,戴国亮,蒋永生.桩承载力自平衡测试法的理论研究[J].工业建筑,2002,32(1):10-13.

[5]龚维明,戴国亮,蒋永生,等.桩承载力自平衡测试理论与实践[J].建筑结构学报,2002,32(1):10-15.

[6]龚维明,戴国亮,张浩文.桩端后压浆技术在特大桥梁桩基中的试验与研究[J].东南大学学报(自然科学版),2007(6):10-12.