樁底后壓漿技術(shù)在鉆孔灌注樁中的應(yīng)用及效果.doc

樁底后壓漿技術(shù)在鉆孔灌注樁中的應(yīng)用及效果中交三航局三公司 郭彬摘 要： 文章闡述了影響鉆孔灌注樁承載力的主要因素及樁底后壓漿后可提高樁基承載力的機(jī)理、 施工工藝和質(zhì)量控制要點(diǎn)。通過(guò)壓漿前后試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果對(duì)比，分析了樁底后壓漿樁的承載特性，說(shuō)明了樁底后壓漿技術(shù)的有效性。關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；樁底后壓漿；施工方法；提高；承載力；經(jīng)濟(jì)效益隨著我國(guó)工程建設(shè)的發(fā)展，鉆孔灌注樁被廣泛應(yīng)用。由于常規(guī)灌注樁施工過(guò)程中不可避免地產(chǎn)生孔底沉渣和孔壁泥皮，降低了樁的承載力。為此，國(guó)內(nèi)外把地基處理灌漿技術(shù)引用到樁基，采取對(duì)樁端實(shí)施壓力注漿措施，即所謂的后壓漿技術(shù)。鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)是成樁時(shí)在樁底預(yù)埋置注漿管路和注漿裝置，待樁身砼強(qiáng)度達(dá)到50%75%后，通過(guò)注漿管路，利用高壓注漿泵壓注以水泥為主劑的漿液，對(duì)孔底沉渣和樁側(cè)泥皮及樁底樁側(cè)一定范圍內(nèi)的土體進(jìn)行固化，從而消除傳統(tǒng)灌注樁施工工藝所固有的缺陷，以達(dá)到大幅提高樁的承載力的一種科學(xué)先進(jìn)的技術(shù)方法。1 機(jī)理分析1.1 影響鉆孔樁單樁承載力的主要因素1.1.1 孔壁完整性差。1.1.2 孔壁泥皮阻礙樁身混凝土與樁周土體的粘結(jié)，起到潤(rùn)滑作用，降低了樁側(cè)摩阻力。 1.1.3 施工中無(wú)論怎樣二次清孔，孔底殘?jiān)允遣豢杀苊獾?。孔底殘?jiān)怯绊憜螛冻休d力的最重要的因素之一。1.1.4 混凝土初灌時(shí)，由于導(dǎo)管細(xì)而長(zhǎng)、落差大，混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象在樁底部形成“干渣石”、“虛尖”，影響樁底混凝土強(qiáng)度。1.1.5 由于樁身混凝土的固結(jié)發(fā)生體積收縮，使樁身混凝土與孔壁間發(fā)生間隙，減少了樁側(cè)摩阻力。1.2 加固機(jī)理由于采用了樁底壓漿（二次壓漿）工藝，鉆孔灌注樁的性能有了很大的改善，現(xiàn)分析如下：1.2.1改善了樁與樁底及樁周土體的咬合性能普通鉆孔灌注樁鉆孔取土的過(guò)程，也正是樁周及樁底土體應(yīng)力釋放的過(guò)程，這一施工工序降低了樁與土體的摩擦力和端承力，這也正是普通灌注樁承載力低的主要原因，而樁底壓漿的鉆孔灌注樁，利用樁身自重使樁身周邊及樁底的土體得到預(yù)壓，回到或接近它原有的應(yīng)力狀態(tài)，從而大大改善了樁與土體的咬合性能。1.2.2較好地處理了樁底沉渣長(zhǎng)期以來(lái)，普通鉆孔灌注樁樁底沉渣量較大（一般厚達(dá)100500mm），且難以檢測(cè)和處理，也正是之一原因制約了灌注樁的應(yīng)用，而采用孔底壓漿技術(shù)，能有效地清理孔底沉渣或?qū)ζ溥M(jìn)行機(jī)密加固處理（見(jiàn)下圖3、4）1.2.3樁周泥皮及縫隙得到了處理由于采用泥漿護(hù)壁工藝，在樁與樁周土之間，不可避免地存在著一層泥皮并有縫隙（件下圖1）。這大大減小了樁與樁周土體的摩擦力。采用孔底壓漿技術(shù)，漿液由樁底進(jìn)入樁周縫隙，使樁周泥皮得到了預(yù)壓處理，改變了樁與樁周土之間的摩擦系數(shù)，圖高了樁的承載力。1.2.4對(duì)持力層起到了加固作用樁底的壓力注漿，漿液沿持力層的孔隙，由樁底向其周?chē)椛?，取代原孔隙中的地下水（?jiàn)下圖4），使樁基矗立在由漿液貫通而形成一體的堅(jiān)固持力盤(pán)上，從而起到了加固持力層的作用。2 施工工藝鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)是一項(xiàng)實(shí)踐先于理論研究的技術(shù)。目前研究主要集中在工藝的介紹、機(jī)理的定性分析、工程實(shí)例比較。本工程位于長(zhǎng)江入?？?，地質(zhì)條件以粉土為主，在樁端持力層以粉土夾粉質(zhì)粘土為主，屬中低等壓縮性，中高強(qiáng)度土層，工程特性良好。本工程鉆孔灌注樁共171根，在開(kāi)工前期，做了K14-P2、K10-P2、K5-P2、K1-P2四根試樁。下文結(jié)合本工程的工程實(shí)例闡述一下后壓漿灌注樁的施工工藝及應(yīng)用效果。2.1 壓漿管的制作與布置每根樁用兩根壓漿管，綁扎在鋼筋籠上，與鋼筋籠同時(shí)下放。壓漿管采用直徑為30mm的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)縫黑鐵管，用絲扣連接，在樁底超出鋼筋籠底20cm，在壓漿管底部30cm范圍內(nèi)梅花布置打孔，用圖釘、膠帶封閉，壓漿管底口用絲套封死。壓漿管下放過(guò)程中注意不能有石子等雜物掉進(jìn)管內(nèi)，保證后續(xù)壓漿通順。鋼筋籠及壓漿管下方完成及時(shí)用絲套將管口封堵，以免掉進(jìn)雜物。2.2 安裝壓漿設(shè)備，鋪設(shè)壓漿管路壓漿泵選用BW-150型，水泥漿攪拌機(jī)選用自制式攪拌機(jī)，地表輸漿軟管選用耐壓值超過(guò)10MPa的鋼絲編織高壓膠管。2.3 壓水為確保壓漿管路的暢通，在樁身混凝土灌注后24h內(nèi)進(jìn)行壓注清水，疏通壓漿通道，沖開(kāi)密封的壓漿管頭包裹的膠帶和混凝土覆蓋層，如不及時(shí)采取措施沖開(kāi)這些，待混凝土強(qiáng)度提高，極易導(dǎo)致無(wú)法壓漿。2.4 泥漿配制后注漿鉆孔灌注樁要求水泥漿漿液粘度低，滲透力強(qiáng)，流動(dòng)性好，易控制凝固時(shí)間，漿液凝固體積不收縮，漿液穩(wěn)定性好，不離析不沉淀。本工程選用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，起始水灰比0.70.8，壓力正常后逐漸配成0.50.6，水泥漿攪拌時(shí)間在25min，漿液經(jīng)過(guò)16目紗網(wǎng)過(guò)濾進(jìn)入儲(chǔ)備桶。在壓降過(guò)程中，儲(chǔ)備桶中的漿液要經(jīng)常攪拌，保持不沉淀。2.5 樁底壓力注漿在成樁7天后，混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%后開(kāi)始注漿，壓漿設(shè)備壓力表經(jīng)過(guò)計(jì)量部門(mén)計(jì)量認(rèn)可。注漿壓力控制在0.40.6MPa，終止注漿壓力控制在1.2MPa，注漿連續(xù)，中途停待時(shí)間不超過(guò)30分鐘，四根試樁注漿量分別為2.0M3、 1.8 M3、1.8 M3、1.8 M3，壓漿總的控制原則是以壓漿量為主，壓力控制為輔，當(dāng)壓注水泥量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，穩(wěn)壓5min后方可終止壓漿，視為合格。壓漿結(jié)束將地面壓漿管口封堵，以防漿液回流。2.6 施工質(zhì)量控制壓漿壓力、壓漿量、壓漿速度、樁頂抬升量及其相互間關(guān)系是樁底壓力注漿施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵，應(yīng)根據(jù)樁底持力層的地質(zhì)情況合理選用壓力注漿參數(shù)。2.7 檢驗(yàn)及應(yīng)用效果在注漿完成7天后，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行承載力試驗(yàn)，檢驗(yàn)其單樁承載力是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。高應(yīng)變檢測(cè)實(shí)驗(yàn)證明，本工程鉆孔灌注樁采用后壓漿施工技術(shù)效果是非常顯著的（見(jiàn)下表分析）。樁號(hào)樁徑（mm）傳感器以下樁長(zhǎng)（m）壓密注漿前（KN）壓密注漿后（KN）樁側(cè)土阻力樁端土阻力總阻力樁側(cè)土阻力樁端土阻力總阻力K1-P280061.3/5346.81615.96962.7K5-P280059.3/5170.41662.26832.6K10-P280059.34888.0415.15303.15145.51652.56798.0K14-P280059.34968.6448.95415.55280.21612.06892.2由上表可以看出，樁端土阻力約提高200%300%，整樁承載力提高約28%，鉆孔灌注樁樁端后壓漿可明顯改善樁端持力層和樁周條件，提高樁端阻力和樁側(cè)摩阻力，改善荷載的傳遞性能，大幅提高單樁承載力等。簡(jiǎn)單地結(jié)合本項(xiàng)目部單價(jià)合同，從經(jīng)濟(jì)效益方面分析，若不采用后注漿工藝，800灌注樁樁長(zhǎng)要達(dá)到78米，才能達(dá)到60米灌注樁采用后注漿工藝的承載力效果，就是說(shuō)用2M3（1600元）的注漿達(dá)到了18米（6570元）樁長(zhǎng)的承載力效果，本工程171根鉆孔灌注樁便節(jié)約造價(jià)84.987萬(wàn)元。3 結(jié)束語(yǔ) 樁端壓漿的鉆孔灌注樁噪音低，既滿足了設(shè)計(jì)要求，