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摘要:本文阐述了钻孔灌注桩后压浆技术的技术特点,介绍了钻孔灌注桩后压浆施工工艺以及注意事项,并且针对实际使用后压浆技术产生的问题,提出了相应的提高压浆效果的措施。
关键词:后压浆技术;施工工艺;提高压浆效果
一、概述
混凝土钻孔灌注桩,因其承载力高、适应性强、造价低,广泛应用于路桥、港口、水电及高层建筑等建筑工程中。在一般情况下,它不必进行灌浆处理。但由于建筑物不断升高、重大发展,对地基基础的要求越来越高,而许多工程不得不建于不良地层上,且钻孔桩施工中常会发生沉渣不清、夹泥、蜂窝孔洞等缺陷,以致不得不对其进行加固或进行基础处理。钻孔灌注桩后压浆技术得到了越来越多的应用和发展。它的效果和工程意义已越来越为人们所认识。
二、灌注桩后压浆施工工艺
该项目总建筑面积约33000平方米,框剪结构,地上29层,地下2层。由于该项目地质条件比较复杂,所以采用了钻孔灌注桩后压浆技术。现就灌注桩后压浆施工工艺结合该项目的实际监理经验,阐述一下该技术的施工工艺以及一些提高后压浆效果的措施。
1. 灌浆系统
由储浆筒、压浆泵、压力表、压浆筒和单向阀等组成。
2. 施工工艺
施工工艺按照常规钻孔灌注桩规范的要求成桩,不同之处是在放钢筋笼的时候安装压浆管路,通过管路对地基土进行压浆加固。
3. 压浆管布设方法
工程中常用的方法:桩底压浆管常用两根通长注浆管,置于钢筋笼内,以扎丝捆绑,分别放于钢筋笼两侧。注浆管一般超出钢筋笼300~400mm,其超出部分钻上花孔。为防止桩身混凝土浆液堵塞压浆管,在放压浆管之前应采取诸如生胶带、橡皮带捆绑等措施予以密封。压浆管之间的丝扣连接应用生胶带止水。
桩侧压浆管由钢导管下放至设计标高,用弹性软管(PVC)连接。在预定的灌浆断面弹性软管环置于钢筋笼外侧捆绑,钢管置于钢筋笼内,两者都用三通连接,在弹性软管沿环向外侧均匀钻一圈小孔,均予以密封。
4. 选择合理的压浆管结构
压浆管一般采用无缝钢管,其结构分端部花管、中部直管及上部带丝扣的接头三个部分。花管段侧壁一般按梅花形设置出浆小孔,孔径6mm或7mm。注浆形状有:菱形、直筒形、内分叉形、外分叉形等。工艺性试验表明:上述四种压浆管结构进行桩底注浆所形成的固结体形状差异不大,均能固结成圆柱形或球形体,且混凝土浇灌时不易被下泻的混凝土砸坏,设置压浆管成功的几率高,可作为桩底压浆管设计时参考。
5. 确保压浆管制作安装质量
安装压浆管时必须保证压浆管之间的对接,确保焊缝饱满、连续、密封良好;必须在花管全长范围内用胶带缠绕紧密,再用胶皮铅丝包裹扎牢,以保证密封良好。端部花管、压浆管连接完成后,每节或每段均应用具有已达压力的自来水灌水检验是否密封,如存在渗水应及时返工整改,以防止岩土体、地下水及灌注料渗入管内堵塞管路。同时,压浆管安装时还必须保证花管端部与钢筋笼(设计必须是下至孔底)底端齐平。
6. 采用预压水疏通压浆管道
灌注桩水下混凝土强度达到一定程度后应及时对压浆管道实施预压水试验。采用预压水预先劈裂花管侧边的混凝土保护层和花管端部胶带,打通压浆管道,这是保证压浆管设置成功的重要措施。对压浆管实施预压水的时间以在混凝土浇灌成桩后3~7d内进行为宜。
7. 压浆前压水试验
压浆前必须先进行压水试验,以检验已打通的压浆管是否重新被堵塞并确定注浆初压力把细粒沉渣推至注浆范围之外等。压水压力以保证疏通注浆管道为准。试验结果表明:压水压力随混凝土浇灌时间的长短而不同,浇灌时间越长其预压所需的水压力越大,因此何时进行预压水疏通管道是保证注浆管道畅通的关键。
实践证明:在成桩两个月内实施注浆前压水试验,压水压力一般不大于4Mpa,成桩后半年以上实施注浆前压水试验,压水压力一般不小于15Mpa。因此将注浆前的压水试验时间控制在混凝土达到养护龄期即成桩后的28~60d内比较适宜。
8. 压浆注意事项
压浆过程中当发现注浆压力突然下降、流量突然增大时,应立即停止注浆,并检查是否有冒浆、跑浆现象发生。如产生冒浆、跑浆,则应停止压浆,并进行封堵或减小压浆的压力、加大浆液的浓度以及采取间歇压浆或采用速凝浆等措施。
三、提高后压浆效果的措施
(一)压浆管压浆工艺的改进
1. 在埋设压浆管之前,一定要认真了解清楚工程地基地层的情况,准确计算出压浆管的长度。压浆管过长,则会给埋设带来一定的困难,而且很有可能影响压浆效果;压浆管过短,将会使压浆失去意义。
2. 当压浆管埋设好之后,要立即向管内注满清水并把上端口密封,以减少管内外压力差,防止压浆管的变形和异物的进入,堵塞管路,影响压浆效果。
3. 在正式压浆之前,最好应先试压清水,待压浆管畅通之后再压注水泥浆液。第一次压浆结束后,压浆只能影响到一定的范围。为了充分发挥压浆作用,可进行第二次或多次压浆,以取得最好的效果,第二次压浆量一般为第一次的1/3~1/4,水灰比可适当提高。
(二)压浆过程中提高后压浆效果的方法
根据后压浆技术在灌注桩压浆过程中桩顶易冒浆(特别是小长径比钻孔)的特点,常用如下两种方法,以确保压浆效果。
1. 多次压浆法
多次压浆法,就是利用埋设在灌注桩桩内的压浆花管对桩侧(桩端)多次压浆直至达到桩侧(桩端)设计压浆量。在一定的压力作用下,浆液在桩周土体内向桩周围不完全均等地扩散。一般说来浆液会沿着压力小的方向(如桩周泥皮)渗透。由于土的上覆压力较小,一旦浆液渗透到桩顶,马上停止压浆。如此反复,直至满足设计的压浆量。
这种压浆方法,必须先向桩侧压浆,待达到一定强度后再向桩底压浆。
2. 压力腔法
压力腔法,就是把浆液通过预埋在桩内的压浆管灌入桩底压力腔内的一种方法。它克服了因土的上覆压力小而桩顶冒浆的缺陷。压力腔为圆形,其直径是设计桩径的两倍,用优质高弹性橡胶制成,事先随钢筋埋在桩底与压浆管相连结。随着压浆压力和压浆量的增大,桩底橡胶袋不断膨胀,将桩底沉渣及周围土体不断挤密,同时在桩底形成一个扩大头,进而大大提高桩端承载力。这种压浆措施尤其适用与桩长较短、桩底沉渣较厚、桩端持力层均匀的钻孔灌注桩。压浆前后桩的形态见下图:
(三)关于压浆顺序
压浆顺序可采用先周边桩后中间桩的顺序。中间成片的桩压浆时可采用呈梅花状间隔压浆的顺序。这种压浆方法,可使桩底有效压浆量比较均匀,并在工程范围内形成一个整体,不但能降低桩的沉降量,同时也能进一步均匀的改善持力层的工程地质特性,使沉降保持均匀。
(四)关于串桩问题
正在进行的压注水泥浆的桩,在压浆过程中,水泥浆突然从其它的桩上喷冒出来的现象,成为串桩。
出现串桩的原因,可能是由于注水泥浆的压力过大,或孔底土层有洞穴、经过钻孔被扰动、桩距较小、孔底虚土又较厚,同时又是砂或砂卵石容易塌方的土层等等。出现彼此串桩(实际指彼此串浆)的现象是不难想象的。
处理串桩的方法:一旦发现串桩,应立即停止压注水泥浆,把被串桩的冒浆导管堵死后,方能继续压注水泥浆。接着就对被串桩进行施工,否则时间稍长串桩的导管因有水泥浆在其内可能发生初凝。
(五)关于死桩问题
刚开始压力注浆,压浆管不吃浆,溢浆管自然也不冒浆,但桩顶压力猛然升高,这一异常现象叫死桩。
死桩的一般处理方法:立即停止注浆,用Φ6mm钢筋插进导管被堵部位,锤击钢筋顶端,把被堵物打碎畅通后,继续施工。
参考文献:
[1]《灌注桩后注浆(PPG)工法(YJGF04—98)》,中国建筑科学研究院,2001
[2]《钻孔灌注桩提高承载力的压力灌浆施工工艺》,中国建材工业出版社,1996
关键词:后压浆技术;施工工艺;提高压浆效果
一、概述
混凝土钻孔灌注桩,因其承载力高、适应性强、造价低,广泛应用于路桥、港口、水电及高层建筑等建筑工程中。在一般情况下,它不必进行灌浆处理。但由于建筑物不断升高、重大发展,对地基基础的要求越来越高,而许多工程不得不建于不良地层上,且钻孔桩施工中常会发生沉渣不清、夹泥、蜂窝孔洞等缺陷,以致不得不对其进行加固或进行基础处理。钻孔灌注桩后压浆技术得到了越来越多的应用和发展。它的效果和工程意义已越来越为人们所认识。
二、灌注桩后压浆施工工艺
该项目总建筑面积约33000平方米,框剪结构,地上29层,地下2层。由于该项目地质条件比较复杂,所以采用了钻孔灌注桩后压浆技术。现就灌注桩后压浆施工工艺结合该项目的实际监理经验,阐述一下该技术的施工工艺以及一些提高后压浆效果的措施。
1. 灌浆系统
由储浆筒、压浆泵、压力表、压浆筒和单向阀等组成。
2. 施工工艺
施工工艺按照常规钻孔灌注桩规范的要求成桩,不同之处是在放钢筋笼的时候安装压浆管路,通过管路对地基土进行压浆加固。
3. 压浆管布设方法
工程中常用的方法:桩底压浆管常用两根通长注浆管,置于钢筋笼内,以扎丝捆绑,分别放于钢筋笼两侧。注浆管一般超出钢筋笼300~400mm,其超出部分钻上花孔。为防止桩身混凝土浆液堵塞压浆管,在放压浆管之前应采取诸如生胶带、橡皮带捆绑等措施予以密封。压浆管之间的丝扣连接应用生胶带止水。
桩侧压浆管由钢导管下放至设计标高,用弹性软管(PVC)连接。在预定的灌浆断面弹性软管环置于钢筋笼外侧捆绑,钢管置于钢筋笼内,两者都用三通连接,在弹性软管沿环向外侧均匀钻一圈小孔,均予以密封。
4. 选择合理的压浆管结构
压浆管一般采用无缝钢管,其结构分端部花管、中部直管及上部带丝扣的接头三个部分。花管段侧壁一般按梅花形设置出浆小孔,孔径6mm或7mm。注浆形状有:菱形、直筒形、内分叉形、外分叉形等。工艺性试验表明:上述四种压浆管结构进行桩底注浆所形成的固结体形状差异不大,均能固结成圆柱形或球形体,且混凝土浇灌时不易被下泻的混凝土砸坏,设置压浆管成功的几率高,可作为桩底压浆管设计时参考。
5. 确保压浆管制作安装质量
安装压浆管时必须保证压浆管之间的对接,确保焊缝饱满、连续、密封良好;必须在花管全长范围内用胶带缠绕紧密,再用胶皮铅丝包裹扎牢,以保证密封良好。端部花管、压浆管连接完成后,每节或每段均应用具有已达压力的自来水灌水检验是否密封,如存在渗水应及时返工整改,以防止岩土体、地下水及灌注料渗入管内堵塞管路。同时,压浆管安装时还必须保证花管端部与钢筋笼(设计必须是下至孔底)底端齐平。
6. 采用预压水疏通压浆管道
灌注桩水下混凝土强度达到一定程度后应及时对压浆管道实施预压水试验。采用预压水预先劈裂花管侧边的混凝土保护层和花管端部胶带,打通压浆管道,这是保证压浆管设置成功的重要措施。对压浆管实施预压水的时间以在混凝土浇灌成桩后3~7d内进行为宜。
7. 压浆前压水试验
压浆前必须先进行压水试验,以检验已打通的压浆管是否重新被堵塞并确定注浆初压力把细粒沉渣推至注浆范围之外等。压水压力以保证疏通注浆管道为准。试验结果表明:压水压力随混凝土浇灌时间的长短而不同,浇灌时间越长其预压所需的水压力越大,因此何时进行预压水疏通管道是保证注浆管道畅通的关键。
实践证明:在成桩两个月内实施注浆前压水试验,压水压力一般不大于4Mpa,成桩后半年以上实施注浆前压水试验,压水压力一般不小于15Mpa。因此将注浆前的压水试验时间控制在混凝土达到养护龄期即成桩后的28~60d内比较适宜。
8. 压浆注意事项
压浆过程中当发现注浆压力突然下降、流量突然增大时,应立即停止注浆,并检查是否有冒浆、跑浆现象发生。如产生冒浆、跑浆,则应停止压浆,并进行封堵或减小压浆的压力、加大浆液的浓度以及采取间歇压浆或采用速凝浆等措施。
三、提高后压浆效果的措施
(一)压浆管压浆工艺的改进
1. 在埋设压浆管之前,一定要认真了解清楚工程地基地层的情况,准确计算出压浆管的长度。压浆管过长,则会给埋设带来一定的困难,而且很有可能影响压浆效果;压浆管过短,将会使压浆失去意义。
2. 当压浆管埋设好之后,要立即向管内注满清水并把上端口密封,以减少管内外压力差,防止压浆管的变形和异物的进入,堵塞管路,影响压浆效果。
3. 在正式压浆之前,最好应先试压清水,待压浆管畅通之后再压注水泥浆液。第一次压浆结束后,压浆只能影响到一定的范围。为了充分发挥压浆作用,可进行第二次或多次压浆,以取得最好的效果,第二次压浆量一般为第一次的1/3~1/4,水灰比可适当提高。
(二)压浆过程中提高后压浆效果的方法
根据后压浆技术在灌注桩压浆过程中桩顶易冒浆(特别是小长径比钻孔)的特点,常用如下两种方法,以确保压浆效果。
1. 多次压浆法
多次压浆法,就是利用埋设在灌注桩桩内的压浆花管对桩侧(桩端)多次压浆直至达到桩侧(桩端)设计压浆量。在一定的压力作用下,浆液在桩周土体内向桩周围不完全均等地扩散。一般说来浆液会沿着压力小的方向(如桩周泥皮)渗透。由于土的上覆压力较小,一旦浆液渗透到桩顶,马上停止压浆。如此反复,直至满足设计的压浆量。
这种压浆方法,必须先向桩侧压浆,待达到一定强度后再向桩底压浆。
2. 压力腔法
压力腔法,就是把浆液通过预埋在桩内的压浆管灌入桩底压力腔内的一种方法。它克服了因土的上覆压力小而桩顶冒浆的缺陷。压力腔为圆形,其直径是设计桩径的两倍,用优质高弹性橡胶制成,事先随钢筋埋在桩底与压浆管相连结。随着压浆压力和压浆量的增大,桩底橡胶袋不断膨胀,将桩底沉渣及周围土体不断挤密,同时在桩底形成一个扩大头,进而大大提高桩端承载力。这种压浆措施尤其适用与桩长较短、桩底沉渣较厚、桩端持力层均匀的钻孔灌注桩。压浆前后桩的形态见下图:
(三)关于压浆顺序
压浆顺序可采用先周边桩后中间桩的顺序。中间成片的桩压浆时可采用呈梅花状间隔压浆的顺序。这种压浆方法,可使桩底有效压浆量比较均匀,并在工程范围内形成一个整体,不但能降低桩的沉降量,同时也能进一步均匀的改善持力层的工程地质特性,使沉降保持均匀。
(四)关于串桩问题
正在进行的压注水泥浆的桩,在压浆过程中,水泥浆突然从其它的桩上喷冒出来的现象,成为串桩。
出现串桩的原因,可能是由于注水泥浆的压力过大,或孔底土层有洞穴、经过钻孔被扰动、桩距较小、孔底虚土又较厚,同时又是砂或砂卵石容易塌方的土层等等。出现彼此串桩(实际指彼此串浆)的现象是不难想象的。
处理串桩的方法:一旦发现串桩,应立即停止压注水泥浆,把被串桩的冒浆导管堵死后,方能继续压注水泥浆。接着就对被串桩进行施工,否则时间稍长串桩的导管因有水泥浆在其内可能发生初凝。
(五)关于死桩问题
刚开始压力注浆,压浆管不吃浆,溢浆管自然也不冒浆,但桩顶压力猛然升高,这一异常现象叫死桩。
死桩的一般处理方法:立即停止注浆,用Φ6mm钢筋插进导管被堵部位,锤击钢筋顶端,把被堵物打碎畅通后,继续施工。
参考文献:
[1]《灌注桩后注浆(PPG)工法(YJGF04—98)》,中国建筑科学研究院,2001
[2]《钻孔灌注桩提高承载力的压力灌浆施工工艺》,中国建材工业出版社,1996