蘇通某大橋樁底壓漿技術(shù)與工藝

xx大橋樁底壓漿技術(shù)與工藝研究

xx大學(xué)xx大橋科研項目前言第一篇調(diào)研報告1后壓漿概述2樁端后壓漿提高承載力的機理3后壓漿的計算與設(shè)計4后壓漿施工5存在問題及研究方向第二篇試驗研究1試驗概況

2檢測結(jié)果及評價3后壓漿樁的承載特性分析4后壓漿經(jīng)濟效益分析5存在問題第三篇后壓漿技術(shù)方案1總則2樁端后壓漿設(shè)計3樁端后壓漿施工4工程質(zhì)量檢驗與驗收

目錄項目概況

蘇通大橋主墩采用樁長125m，樁徑2.5m的鉆孔灌注樁。在如此大直徑超長樁上應(yīng)用樁底后壓漿技術(shù)，國內(nèi)外還無先例，受蘇通大橋指揮部委托，東南大學(xué)承擔(dān)后壓漿技術(shù)課題。

《蘇通大橋樁底壓漿技術(shù)與工藝研究》項目通過一、二期試樁的試驗和檢測，取得超長大直徑鉆孔灌注樁樁底壓漿作用機理、承載力特性及施工技術(shù)方案等成果，達到提高工程施工質(zhì)量及可靠性的目的，將促進我國橋梁樁基技術(shù)邁向一個新臺階。

研究背景

蘇通大橋主橋墩覆蓋層厚，為滿足設(shè)計要求，必須加大直徑和樁長。而樁長的增加，將鉆孔樁的工藝缺陷更加突出。為消除不利因素的影響并達到提高鉆孔灌注樁承載力的目的，蘇通大橋采用樁端壓漿工藝，對兩期試樁進行試驗研究，形成了一套施工方法

研究目的研究樁底后壓漿技術(shù)的作用機理提出一套系統(tǒng)、完善、實用的設(shè)計計算理論和施工工藝。

研究工作進展2002.10～2003.01一期試樁測試2003.05～2003.09二期試樁測試2003.06～2003.07文獻調(diào)研2003.09～2003.10技術(shù)方案2003.10試樁結(jié)果分析主要研究內(nèi)容本項目的主要研究內(nèi)容包括以下4個方面：（1）后壓漿對鉆孔灌注樁承載特性的影響樁端壓漿后，超長樁呈端承摩擦樁特性，通過總結(jié)蘇通大橋一、二期試樁的靜載荷試驗及應(yīng)力-應(yīng)變測試資料，分析壓漿后樁的承載特性及樁側(cè)摩阻力、端阻力的分布規(guī)律（2）后壓漿鉆孔灌注樁的設(shè)計理論和計算方法對現(xiàn)有計算方法進行評價結(jié)合現(xiàn)行《公路橋涵地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》及相關(guān)行業(yè)的規(guī)范，提出橋樁后壓漿鉆孔灌注樁豎向承載力的計算公式（3）后壓漿鉆孔灌注樁施工工藝根據(jù)工藝試驗和試樁試驗，總結(jié)U管和直管的工藝特點，分析物探及鉆探取芯數(shù)據(jù)和結(jié)果，評價應(yīng)用效果提出樁底后壓漿施工參數(shù)的選擇方法及控制標(biāo)準(zhǔn)完善橋樁U管壓漿的施工工藝（4）橋樁后壓漿施工技術(shù)指南橋樁后壓漿施工技術(shù)指南群樁壓漿施工順序原則

創(chuàng)新點（1）在國內(nèi)首次系統(tǒng)地對U型管壓漿技術(shù)進行實驗研究，提出了U型管壓漿參數(shù)的確定方法和控制標(biāo)準(zhǔn)，完善了壓漿工藝流程；（2）基于交通部《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》首次提出了壓漿后鉆孔樁承載力的計算方法；（3）根據(jù)壓漿后的試驗數(shù)據(jù)，深入分析了壓漿對樁側(cè)摩阻力及樁端阻力的影響；首次提出超長大直徑樁的承載特性;（4）通過壓漿機理研究，初步提出了群樁中進行后壓漿施工順序和工藝流程。研究成果（1）國內(nèi)外文獻及應(yīng)用情況調(diào)研。掌握了后壓漿技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展歷史、應(yīng)用現(xiàn)狀、最新研究成果；（2）試樁后壓漿技術(shù)總結(jié)和承載力特性分析?？偨Y(jié)了蘇通大橋一、二試樁后壓漿施工情況，分析施工中存在問題的原因，提出了改進措施。同時，分析了壓漿前后樁承載力特性；（3）后壓漿技術(shù)方案。編寫了壓漿技術(shù)方案，包括后壓漿技術(shù)的機理、設(shè)計、施工和檢驗標(biāo)準(zhǔn)用于指導(dǎo)蘇通大橋后壓漿施工。第一篇調(diào)研報告

國外研究狀況樁端壓力注漿自1961年在委內(nèi)瑞拉修建Maracaibo大橋基樁中首次運用以來，在世界多個國家的橋梁中得到了廣泛的應(yīng)用。圖1.3.1-1為Parana運河上橋梁樁端壓漿所用的裝置。1—64mm的鋼板；2—壓漿孔；3—均勻的礫石；4—吊鉤；5—定距塊；6—藍子；7—直徑38mm的壓漿管；8—30mm的加強管；9—直徑25mm鋼管;10—橡膠或氯丁橡膠墊；11—直徑14mm鋼管.

泰國工程師80年代在修建斜拉橋的樁基時采用了圖1.2-2所示的壓漿裝置對樁端進行壓漿

Fleming,W.G.K.[11]介紹了一種U形壓漿管（如圖1.3.1-5所示），在灌注樁身混凝土前，將U形壓漿管隨鋼筋籠一起放入孔底。

國內(nèi)研究狀況

1983年，北京市建筑工程研究所在國內(nèi)首先研究開發(fā)出預(yù)留壓漿空腔方式的樁端壓力注漿樁。進入20世紀90年代后，樁端壓力注漿技術(shù)在國內(nèi)得到蓬勃發(fā)展，具體表現(xiàn)在作為樁端壓力注漿施工工藝的核心部件—樁端壓力注漿裝置形式眾多，目前已有16種樁端壓力注漿裝置。圖1.3.1-8為工程中常用的樁端壓漿裝置圖1.3.1-9為經(jīng)過改良的樁端壓漿裝置樁端后壓漿提高承載力的機理（1）樁端沉渣與注入的漿液混合固化，凝結(jié)成一個強度高、化學(xué)性能穩(wěn)定的結(jié)石體，從而提高樁端阻力。如圖2.3-1所示。（2）細粒土中進行樁端壓漿時，水泥漿液以網(wǎng)狀形式存在于土體中，固化后，形成水泥土復(fù)合體，它能有效地提高土體強度和變形摸量

，從而提高樁端阻力。（3）粗粒土中進行樁端壓漿時，漿液主要通過滲透、擠密、填充及固結(jié)作用，大幅度地提高持力層的強度和變形模量，并形成擴大頭，增大樁端受力面積，從而提高樁端阻力。（4）據(jù)有關(guān)試驗結(jié)果，在樁端以上2.5D范圍內(nèi)壓漿樁的樁側(cè)摩阻力可以提高2.5倍。圖2.3-2[41]

為樁端壓漿后開挖出樁身形狀。存在剝的問孔題（1貢）壓葵漿理禾論研物究不朵完善目前研究置主要姐集中對在工董藝的咬介紹云、機寫理的定私性分屯析、虹工程扁實例灰的比勒較，妻沒有香提出矛合理的蟲理論游計算琴模型哪，其理言論研擺究有今待進吹一步完善半。（2翅）施斃工工金藝有渣待進呆一步獅優(yōu)化（3折）無測統(tǒng)一軋的計好算公營式。目前項后壓忙漿承銀載力非的計逐算頂公式鉛眾多母，有的公誰式停批留在架經(jīng)驗難水平次上。存在曠問題筆及研芽究方畜向研究方方向（1拘）進澆一步錫優(yōu)化排后壓束漿施同工工獻藝（2瓦）采借用數(shù)朋值算巖法模秀擬樁逮端壓城漿機膠理（3傻）分忠析后術(shù)壓漿戒樁端罰群樁胳效應(yīng)第二蘇篇扣試曬驗研平究一期喚為4牢根直拌管后口壓漿綱樁試幕驗，煎取芯鋸結(jié)果脾顯示忽，漿罵液在稻土層著呈薄澆層狀夠分部鴉，充攪填不睡均勻步。二期葬6根咸試樁嚼進行蛛了后家壓漿漠試驗?zāi)种{別采代用U匙型管猛和直稍管兩犬種方塵案。試樁口壓漿一期歲試樁遭壓漿二期筒工藝型試樁夕壓漿GY內(nèi)Z1和GY鉤Z3樁采殖用六城回路U型壓競漿管遣方案百，GY潑Z2樁采綢用四串根直見管方教案。二期眨載荷歪試樁僑壓漿SZ外2樁和SZ朵3樁采褲用六巧回路U型壓砌漿管凈方案傾。SZ使4試樁大采用4回路U型管守加4直管京方案事。壓漿弱效果蓬檢測里方法自平求衡測瘋試法CT養(yǎng)檢測取芯毯檢測CT肢檢測電磁昂波C飛T層景析成憐像技槍術(shù)超聲扛波C找T層議析成腳像技駛術(shù)檢測擴結(jié)果秒及評遞價承載累力測誓試結(jié)輪果一期爽試樁片測試養(yǎng)結(jié)果S1拒樁壓終漿前揉后測壟試曲泡線S2購樁壓母漿后桿測試市曲線S3廚樁壓齡漿前錘后測陪試曲批線N3氏樁壓寨漿前粗后測訂試曲行線S1灰樁壓踐漿前宵后轉(zhuǎn)那換曲商線S2壁樁壓尊漿后誦轉(zhuǎn)換莖曲線S3乎樁壓怨?jié){前菊后轉(zhuǎn)站換曲芒線N3驚樁壓賴漿前漿后轉(zhuǎn)齡換曲傷線二期宋試樁猴測試悄結(jié)果SZ偷2樁摘壓漿絮后測惑試曲僅線SZ垮3樁濾壓漿弓后測摘試曲聚線SZ添2樁且壓漿肺后轉(zhuǎn)吊換曲陳線SZ糞3樁濱壓漿小后轉(zhuǎn)愁換曲驗線SZ朱4樁逗壓漿調(diào)前后催轉(zhuǎn)換攜曲線CT格檢測之結(jié)果懂及評佛價（1想）S報Z2嫩樁明顯酒形成尊了一兄個向愚上弧簽形擴集大頭翅型水太泥漿零影響練區(qū)，聚局部羽存在版固結(jié)拾現(xiàn)象那，水遞泥漿什局部槍上串撤。（2宇）G睡YZ鹿2樁采用木直管爐壓漿助后，臉未發(fā)盒現(xiàn)擴嗽大頭匯；水驢泥漿全分布啄隨樁咬底附渡近地頓層的身密實裝程度餅不同鄙，無絮規(guī)律捧分布故；樁摟底存政留水薪泥漿寫不多笨；（3品）S顆Z3雜樁原設(shè)秋計U喂管壓倒?jié){，啄后因鏟故改絮直管顛壓漿坊。水泥露壓漿止后，呈向1#、2#、4#孔方猛向樁牽側(cè)局垃部形舌成擴段大頭故，但景向3#孔方此向樁蛛側(cè)壓裹漿效幫果不夏明顯,壓漿魚上竄臺高度盤達10都m以上室。樁勵底1m有零別星隨跨機分媽布壓木漿存歸在。（4懼）G帝YZ再3樁明顯債形成惠一個挨向上盾弧形究擴大問頭型汽水泥鑰漿影斤響區(qū)唉，局該部存壤在固東結(jié)現(xiàn)未象，揮水泥扒漿局叔部可真上串有，與SZ逼2樁結(jié)謎果類粒似。結(jié)論在中蒸粗砂姻或含頸礫中萌粗砂幟中容協(xié)易壓鹽漿并賀固結(jié)職，而軌在粉封質(zhì)細肚砂土傾及亞占粘土塵層中冠難以亭壓漿買固結(jié)厭。取芯士檢測項結(jié)果栽及評艙價一期狐S1闊、S滴2試壞樁水泥駝漿多盲以薄洽層狀惠分布極，水眨泥漿銅層厚紙一般序為0.下1～0.摸5c謀m，極產(chǎn)個別標(biāo)為8～10灑cm，充釀填不魯均勻故。部別分未卷膠結(jié)餅。S2許-1部孔標(biāo)搭貫對泰比S2雕-2遇孔標(biāo)險貫對辜比S2火-3棵孔標(biāo)少貫對諒比二期獻試樁本次疫共檢奶測6根樁闖，每例根樁捕原則很上布粘置5個檢夢測孔劇。檢測援結(jié)論根據(jù)嶄檢測導(dǎo)結(jié)果懲及現(xiàn)獨場取律芯分訂析，技得出筍如下粥結(jié)論山。（1泰）施少工的全23茶個鉆作孔均挨有未和固結(jié)右的水許泥灰芬漿及其偵與砂列層所肉形成角的混假合物間。（2干）所暮有壓箱漿體婦均未誕凝固禽，或蔬只能掛達到夾半凝固狀航態(tài)。止從地磚下取減芯后科12曲—2舅4小侄時形抗成固結(jié)的暫水泥鵝灰漿我。（3輸）顆射粒越搶粗的嗓壓漿同體水買泥灰詞漿就舍越容政易浸入。（4）從SZ適2樁所級做的值標(biāo)貫很擊數(shù)擠看，足其土為層強細度明顯留強于頓其壓咐漿前獨的土禿層強四度。后壓融漿樁隨荷載利傳遞慘特性一期多試樁試樁使側(cè)阻能力、直端阻劫力及此其比梳例二期喬試樁樁的恨極限般承載液力及強組成觸比例SZ哈2樁羞頂荷案載-田位移捆關(guān)系眉及構(gòu)佳成SZ炭3樁蒙頂荷君載-連位移曠關(guān)系襯及構(gòu)窯成SZ深4壓慰漿前殖后下葛段樁石平均唉摩阻忙力-匆位移僚曲線SZ毒4壓順漿前埋后樁字端阻恐力-諸位移綠曲線SZ爛4壓就漿前幣樁頂晉荷載微-位捉移關(guān)易系及懼構(gòu)成SZ趕4壓請漿后料樁頂訊荷載痕-位束移關(guān)齊系及喜構(gòu)成二期猜試樁郊樁端理阻力黎-位哪移對匹比曲菊線壓漿出后樁禁的承鵝載特報性分見析（1紫）栽一期以試樁未壓投漿試添樁下騾段Q比-s雖曲線摩在很遺小的趣荷載贈下出槐現(xiàn)嚼陡降錯段，意樁端墻阻力愛所占注比例聽小、欺差別晌很大飛，變潤化范鏡圍為探1.富88爬%-只11遞.6鐮8%詠，說爛明樁攜底存盡在沉濁渣，傷且施畜工質(zhì)路量不復(fù)穩(wěn)定臺。二期丹試樁由于水施工疼質(zhì)量志相對飽要好脹，沉藝渣較脖少，枝未壓驢漿樁別端阻鋸所占掙比例流為1顫4.虎23曬%，柱明顯久高于平一期害試樁煤。（2故）膚一期抽試樁溝，壓檔漿后喪樁極佛限承少載力鼠得到建大幅蒸度的河提高硬，提晉高幅肅度為絲式50筋%-躁10鳥0%敗，其紀中整宿樁側(cè)揉阻提貓高1垃2.膠39淚%-輩52岸.8陸7%背，樁筒端總眼阻力夏提高扮4.且91乞-2險5.寶67摘倍；二期跡試樁臨，壓詳漿后配，樁厚極限懶承載儉力提墾高幅植度為鍬68井.6臨%，渴側(cè)阻撞力，炕提高揭34矛%，壘端阻塔力提輕高2清.9武3倍圈。（3級）各謎試樁段的Q辜-s訊曲線蟲由陡平降型易轉(zhuǎn)變考為緩遲變型溉，樁透端剛?cè)鹊锰m到大炮幅度叮提高擋，樁挎的承珠載型捉態(tài)亦勁發(fā)生崖改變粗。壓棄漿前托，端套阻占萄總承葵載力嘩的比搬例為攜1.叨88冒%-抄14競.2絲式3%盡，基腿本屬凡摩擦尺型樁奧，壓葉漿后哈提高懇到2鑄2.右14低%-爪33孕.2胸%，購屬端茂承摩澆擦樁鋤。后壓木漿經(jīng)裁濟效歌益對防比表存在必問題娘及改艦進措剃施（1憤）壓俘水開顏塞過考程，糞有個駱別管帳路堵閃塞。（2拐）壓屢漿過匪程存洋在堵匪管現(xiàn)案象。（3圍）漿傭液配妻制隨義意性湯大。（4壘）壓撐漿設(shè)們備不烘滿足顆要求座。（5我）壓演力表幸反映印的壓佳漿壓責(zé)力受狗多因岔素影津響。（6凝）壓毒漿后協(xié)取芯砌時間反短。U管希與直均管比蠅較直管按方案（1摔）優(yōu)殼點a郵投資過少b緊管路箏連接剃耗時境短c御無需誦在樁解端投虜碎石d念壓漿來工作霞量?。?課）缺徒點a舟漿液匯擴散廈不均麗勻b可尺控性講差U型竿管方位案（1債）優(yōu)革點a接可控荒性好b腸漿液臘擴散出均勻（2圖）缺帽點a余管路穴連接翁耗時菜長b臟壓漿倆工作貪量大c襲易損皂壞改進易措施值及建絨議根據(jù)籠《調(diào)憐研報楚告》電中國擴內(nèi)外壁經(jīng)驗責(zé)及專內(nèi)家意耍見，告總結(jié)爛一、蜘二期蘭壓漿傷經(jīng)驗眼，針奔對蘇拳通大跳橋南層北塔胃大直傾徑群蘆樁基哈礎(chǔ)，悲樁端澇由彎效管相均連改缺為直悠管相拋連?？紤]尾到主緞塔承永臺下赴橋樁簽受力巾不均丹勻，山根據(jù)達三維顧有限宰元分晶析結(jié)齡果，享對受臉力大依的角盾樁采礦用6濟回路做U管戒壓漿映工藝刷，其必余受飄力較烤小的綠樁采崗用4贈回路晚U管粱壓漿姐工藝伐。蘇通領(lǐng)大橋驗引橋撕中小雨直徑希樁，密如需故壓漿宰，建它議采鹽用直蕉管壓卷漿工設(shè)藝，徐壓漿儀管路甜由聲館測管闖兼用趁。第三圖篇服后壓睡漿技碧術(shù)方遞案樁端代后壓初漿設(shè)令計合理惱壓漿掙量Gcp=π效(h惰td勒+ξ灶n0d3)后壓款漿單港樁極次限承順載力岡（Quk）Quk=ΣUτpLi+(ΣξsiUτpLi+ξpAσR)λg壓漿掘工作撿壓力勞按下紫式確憶定pg=pw+ξr∑riLi壓漿輸控制眼壓力筋按下圖式確坐定PgA=罰G+U∑哭τpiLi針對證蘇通唇大橋敏主塔距樁基于：樁楊長L絹＝1住25手m，樁徑壤d＝滋2.撥5～束2.螺8m勿。合理臥壓漿香量振Gcp=8紗.4搏5t出，考枝慮施倚工時長損耗絕，實獲際每根哲樁壓瓶漿量卻為1六0.態(tài)5t票。后壓所漿單據(jù)樁極釣限承命載力Quk=7蘭93蓄37爺.9咐9(昌KN學(xué))壓漿榜工作饞壓力艦Pg=3.拜01雞Mp氧a壓漿扁控制看壓力革Pg=8.己0M井pa樁端彼后壓紙漿施坊工壓漿典前主意要準(zhǔn)目備工托作（1亭）在襪樁混鞋凝土姓澆筑風(fēng)完成孔后2族4-借48間小時甘沖開真單向省閥（2燙）壓制水試仁驗和址壓漿管前，純進行滋壓漿棗管路律系統(tǒng)啞及接頭耐字壓試結(jié)驗。水泥屑漿性緩能要類求：初凝壟時間召：3礦-4泉小時暮，稠提度1現(xiàn)7-境18講秒；7天占強度菠：≥10旗Mp板a。外加羨劑：亦U型摔微膨曬脹劑澆（≤5%日），泄膨潤曾土（≤5%周）漿液態(tài)配制悲程序崇：先靜放水棟，再情加外昏加劑危，攪總拌均婚勻后低加水泥。漿液豬進入襖儲漿屬桶時御必須機用1存6目他紗網(wǎng)零進行鑰２次看過濾旗，防陽止雜草物堵我塞壓庸?jié){孔籌及管崗路。漿液愉最終腰配方礎(chǔ)必須峰通過救現(xiàn)場雀試配討確定明，確揭認達夾到性僅能指遇標(biāo)后測，再雀付諸團使用登。壓漿級管路畏布置穩(wěn)及樁龜端壓軍漿管浙制作壓漿臘管布籮置原籃則：透保證絮壓漿片的均盛勻性便于微安裝漫和保添護注意雨事項造：壓漿仰管于測安裝失前應(yīng)通進行討清洗幸，以評清除祝管內(nèi)雜物災(zāi)；制作揮前，橋鋼管峰密封伯部位頸應(yīng)用早細砂碗紙打嶄磨；必須麥?zhǔn)褂枚碌呐蛳鹉z營帶，閣密封箱完好們、有浸彈性個；應(yīng)進麥行地細面試核壓試閘驗。主塔講群樁握壓漿座施工吸順序消原則總原羅則：損先外梅側(cè)，燦后內(nèi)底側(cè)每根姥樁壓棍漿時散，與熊其相謙臨的逃樁必籃須醒未開詠鉆或籮灌注默混凝土潤完畢后壓屈漿施挪工控脊制壓漿著總體薯控制托原則伍：實拖行壓渾漿量宣與壓鞠力雙宅控。壓漿改次序閣與壓惱漿量客分配旅：①壓漿此分三獎次循睜環(huán)；②壓漿卵量分掃配：第一瞧循環(huán)翼：4棵0%競；第二柔循環(huán)贏：4滑0%捆；第三只循環(huán)霧：2行0%指。壓漿屬時間呼及壓恢力控判制：第一答循環(huán)