宋海霞, 張紅濤
1上海建科建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司(200032) 2潤華建設(shè)有限公司(450000)
1)為了改善鉆孔灌注樁的承載能力,工程人員致力于尋求各種有效的途徑與工藝方法,樁后壓漿技術(shù)就是其中效果比較顯著的一種。
2)鉆孔灌注樁后壓漿是通過預(yù)埋的壓漿管,在成樁后對鉆孔灌注樁樁底和樁側(cè)壓入水泥漿,使樁底處的沉渣隱患得到治理,樁周土體得到密實,樁與樁周土體的粘結(jié)力得到提高。從而使鉆孔灌注樁單樁承載力獲得提高的一種技術(shù)方法。
3)現(xiàn)結(jié)合本工程的具體情況進(jìn)行介紹,后注漿樁型的主要技術(shù)參數(shù):樁體1000mm,樁長分為48m(混凝土強(qiáng)度等級C50)、41m(混凝土強(qiáng)度等級C45)兩種。兩道側(cè)注漿,一道底注漿。
后壓漿提高樁基承載力的機(jī)理主要是:
1)后壓漿提高樁側(cè)摩阻力,樁側(cè)處壓注的水泥漿液,在高壓的作用下,水泥漿液對樁周土體有擠壓密實作用,并滲入樁周土體中,形成竹節(jié)狀漿泡,樁側(cè)摩阻面積增加,使樁側(cè)摩阻力獲得提高。
2)后壓漿提高樁身的接觸面積:①填充樁的混凝土澆筑時形成的部分空隙;②有效地提高樁身與樁周土的接觸面積及摩阻力系數(shù)。
3)后壓漿提高樁端阻力:①樁底壓力灌漿在樁端形成了一個水泥土體擴(kuò)大頭,增加了樁的端承面積;②壓注的水泥漿液與樁底沉渣相結(jié)合,形成了水泥土,消除了樁底沉渣的影響;③壓注的水泥漿液填充了離析形成的“虛尖”、“干渣石”等,提高了樁尖混凝土強(qiáng)度,并可以使樁底處的土體得到擠密。同時還由于水泥漿液滲入樁底土體內(nèi)形成了水泥土固結(jié)體,提高了樁底土體的強(qiáng)度,從而提高了鉆孔灌注樁的樁端承載力。
1)注漿管設(shè)置:①樁底注漿管的設(shè)置:鉆孔灌注樁在加工鋼筋籠時,在鋼筋籠上埋設(shè)3根Φ25鋼管,均勻布置在鋼筋籠內(nèi)側(cè),并固定牢固,隨鋼筋籠一起下入孔底。每根注漿管下部設(shè)400~500 mm花管,出漿孔的直徑可按照Φ8~10 mm設(shè)置,并做好密封工作。②樁側(cè)注漿管的設(shè)置:采用4根直徑Φ25的鋼管,并分別在地面下33.0m及44.0 m處各設(shè)2組環(huán)形噴頭管,環(huán)形管可采用直徑Φ25厚3mm的柔性高壓塑料管;沿鋼筋籠外側(cè)設(shè)置,開設(shè)注漿孔籠和設(shè)置單向閥。密封要完好,安裝要牢固。③為了保證底注漿管后期可以順利打開,鋼筋籠下到設(shè)計標(biāo)高并二清結(jié)束后,可以投入0.8m左右的碎石(碎石量需要計算確定,以可以埋入注漿管花管為宜),再進(jìn)行灌注混凝土。
2)注漿漿液的配方原則。灌注樁后壓漿對漿液的技術(shù)要求較多,主要有以下幾個方面的原則:①漿液必須能被壓入樁端或側(cè)壁的空隙中,即所有的漿液必須是可灌的;②一般情況下漿液應(yīng)具有良好的流動性和流動維持能力,以便在壓力作用下獲得盡可能大的擴(kuò)散半徑;③漿液的析水性要小,穩(wěn)定性要高,以防在壓漿過程或壓漿結(jié)束時,發(fā)生顆粒沉淀或分離;④漿液結(jié)石應(yīng)具有較大的力學(xué)強(qiáng)度和較小的變形性;⑤對于漿液的凝固時間應(yīng)具有如下保證:漿液的凝結(jié)時間應(yīng)符合要求,以使設(shè)計壓漿量能滲入到預(yù)定的影響半徑內(nèi)。
3)施工工藝流程:①成孔:根據(jù)設(shè)計要求可采用正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔;②鋼筋籠和注漿管:注漿管焊接在鋼筋籠的內(nèi)側(cè),同鋼筋籠一起下入孔中,注漿管從孔底引出到地面以上;③澆筑樁身混凝土:在樁孔內(nèi)下入鋼筋籠和注漿管并進(jìn)行二次清孔后,進(jìn)行混凝土澆筑;④樁底壓力壓漿:在樁身混凝土齡期達(dá)到2 d后,即進(jìn)行樁底壓漿,壓漿的程序為:安裝止?jié){閥→連接壓漿管路→檢查壓漿泵→壓注水泥漿液→壓漿結(jié)束→拆除壓漿管路;⑤具體注漿量和注漿壓力應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求和試樁的經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行施工。
4)注漿效果分析:采用壓漿泵將調(diào)制好的水泥漿液,通過注漿管進(jìn)行樁底注漿。帶有壓力的水泥漿液,不斷沖裂樁底沉渣及相鄰的土體,滲透擴(kuò)散到加固樁端土。一部分水泥漿液沿樁土界面往上滲透、擴(kuò)散,使得疏松的泥皮擠壓密實,加固樁周相鄰?fù)翆?,改善了樁土關(guān)系,使得樁的側(cè)壁摩阻力得到了充分的發(fā)揮和提高;另一部分水泥漿液加大了下部樁徑,形成了樁端擴(kuò)大頭,增加樁端面積。另外,后壓漿的水泥漿上返時,能填充空隙,有效地加大了樁與樁周土的接觸面積,因此可以大幅度地提高樁承載力。
1)成孔過程中,應(yīng)定時檢查樁機(jī)的平整度和鉆桿的垂直度,以保證孔的垂直,應(yīng)注意盡量避免縮徑和控制孔底沉渣厚度,以保證鋼筋籠和壓漿管的順利下入;應(yīng)檢查注漿管固定情況,應(yīng)保證牢固。
2)檢查壓漿管接頭的焊接和密封情況;壓漿管頂部宜高出地面0.3m左右,并檢查封堵情況,以防泥砂進(jìn)入。
3)壓漿開始前,應(yīng)進(jìn)行注清水試驗,以檢查管路是否暢通,并沖洗出注漿管內(nèi)雜物,然后再壓注水泥漿液。
4)在進(jìn)行注漿時應(yīng)隨時檢查壓力表的指針變化,如果壓力長時間上不去,則有可能是水泥漿液滲入到流砂或軟弱層中,此時宜停機(jī)10min左右,將水泥漿液加濃后再進(jìn)行壓漿;若壓力急劇增加,則可能是壓漿管路被水泥砂所阻塞,要及時停機(jī)換管以免引起爆管。
5)檢查壓漿終止條件:樁底后壓漿時,當(dāng)達(dá)到如下條件之一時,即可終止壓漿,否則應(yīng)在樁邊另設(shè)注漿孔進(jìn)行補(bǔ)壓漿。①壓入的水泥漿量已達(dá)到設(shè)計要求;②注漿壓力達(dá)到要求;③地面已有冒漿顯示。在壓漿過程中,如不能很好地控制漿液的上行時間、速度和注漿壓力,將會造成注漿液上部含水泥較多、下部稀少的不均勻現(xiàn)象,對單樁承載力將會產(chǎn)生不利的影響。