灌注樁后壓漿方法在施工中的應用

潘 飛

鉆孔灌注樁后壓漿(樁基后注漿)利用預先裝設于灌注樁底、樁側的注漿系統(tǒng)和延伸至樁頂?shù)母邏鹤{管進行高壓注漿,通過高壓注漿劈裂、密樁底沉渣層,同時漿液沿樁側向上泛漿,起到樁側灌漿的作用,大幅提高樁側摩阻力和樁底端承載力,相應減少樁基的沉降,同等條件下提高樁基承載力50%～100%。下面就鉆孔灌注樁后壓漿施工過程中的質量控制及注意事項談一些施工經(jīng)驗。

1 鉆進成孔

1)測放樁位。場地平整后,根據(jù)甲方提供的建筑軸線控制點,測放出建筑物軸線控制點,釘入φ 14 mm、長500 mm鋼筋并用混凝土保護好;根據(jù)軸線控制點一次性測放出全部樁位,定位后在每個樁中心點釘入一根φ 8 mm、長300 mm鋼筋,釘入自然地面以下200 mm,以防車輛、機械碾壓移位。

2)護筒安放和鉆機就位。護筒的內徑應比鉆頭直徑大100 mm,護筒頂部應開設1個溢漿口,護筒高出地面0.2 m。因護筒具有定位、保護孔口、維持水位的重要作用,故必須定位準確;鉆機依據(jù)樁位就位后開始挖護筒坑,護筒坑不要太大,坑挖好后將坑底整平,放入護筒,經(jīng)檢查位置正確后,四周用黃土回填夯實。埋設護筒偏差不大于20 mm。根據(jù)本工程地表土層情況護筒埋深應不小于1 m。鉆前由技術人員依據(jù)水準點測量護筒標高并確定設計孔深。

3)泥漿配制。泥漿循環(huán)系統(tǒng),由泥漿池、循環(huán)槽等組成。泥漿具有護壁、攜砂、冷卻和潤滑的作用,其中主要是保護孔壁、防止塌孔。護壁泥漿在現(xiàn)場制備,在粘性土中鉆進時可形成適合護壁的漿液,泥漿比重控制在1.1～1.3;在砂土和較厚的砂層中成孔時,應制備泥漿,泥漿比重控制在1.2～1.3;在易塌孔的土層中成孔時,泥漿比重應加大至1.3～1.5。

4)鉆孔。鉆孔就位后,要首先檢查機械的安全性和可靠性,各電纜嚴禁破損漏電,鉆孔垂直度要小于1%,開始前,要檢查吊點、鉆頭中心和樁中心點位置,此三點必須保持在一條直線上,在上部松散雜填土層較厚的地段鉆進時,需要事先造漿,且控制泥漿比重1.15～1.2為宜,鉆進時,機長應隨時掌握主卷揚機的進度,并注意地層與地質資料是否一致,做好記錄。

5)終孔檢查。孔深應大于設計孔深+300 mm以內。終孔垂直度偏差不大于1%。終孔各項指標測定后,及時認真填寫施工記錄。

2 鋼筋籠制作與安設

1)依據(jù)樁體配筋圖,嚴格按照規(guī)范要求,合理分段制作鋼筋籠,在井口焊接。

2)鋼筋籠主筋的保護層用事先制作的鋼筋沿圓周均等的4個點上焊接,沿籠長每4 m設置一組,保護層厚度 50 mm,允許偏差±20 mm。

3)主筋采用雙面搭接焊,焊縫長度按規(guī)范要求不小于5d。

4)鋼筋籠制作時,加勁箍設在主筋外側,焊接口不得向內圈伸露,以免妨礙導管活動的暢通性;同時本工程為非通長鋼筋籠,因此在制作時應保證至少2根與注漿管等長的主筋組成的鋼筋籠通底。

5)鋼筋籠制作完畢后,應先進行自檢,發(fā)現(xiàn)問題及時修整和補焊,質檢員檢驗并請監(jiān)理驗收后,方可進行下道工序。

6)鋼筋籠制作后應進行中間驗收,合格后方可安裝。

3 灌注水下混凝土成樁

灌注順序:安裝導管→初灌混凝土→邊灌混凝土邊提升導管→灌注完畢,拔出導管。

4 樁端后壓漿施工

后壓漿工序操作順序如下:

按設計水灰比攪拌制作水泥漿;水泥漿經(jīng)過濾至儲漿罐準備灌漿;注漿泵、漿管、活接頭與樁身壓漿管聯(lián)接;打開排氣閥并開泵放氣;關閉排氣閥壓漿,終止標準由壓漿量來控制。終止壓漿時關閉止?jié){閥靜置10 min后再拆卸管件,壓漿管用堵頭堵上。樁底端注漿裝置示意圖見圖1。

4.1 注漿管的制作

1)采用2根φ 35 mm無縫鋼管,絲扣連接,長度與成孔深度一致。

2)注漿頭:鋼管φ 35 mm長 600 mm,注漿孔直徑8 mm,孔數(shù)8個～10個,梅花形排列,上疏下密,底口用堵頭封閉。

4.2 注漿管的安裝

1)用14號鉛絲對稱綁扎在鋼筋籠內壁上,隨鋼筋籠一道下入孔內。2)注漿管連接方法,用自來管路絲扣連接法,絲扣用生料帶纏絲。3)管路下入時應向管內加入清水,以減少內外壓力差。4)注漿管上口應高出樁頂30 cm～50 cm,并用堵頭堵死方可灌注混凝土。

4.3 樁開始注漿的時間

當混凝土強度達到一定值(通常為 75%),大概10 d左右,具體時間可通過同條件養(yǎng)護試塊施壓確定。

4.4 壓水疏通注漿管

當樁身混凝土強度達到一定強度時,應及時對注漿管實施預先壓水,通過這一程序,可以預先疏通注漿通道。待注漿管暢通之后,再壓注水泥漿。注漿管預壓水的時間一般在混凝土澆筑之后的3 d～7 d進行,壓水按2級～3級壓力逐級施加,并要求有一定的壓力時間和壓力量,壓力量一般控制在0.6 m3左右,開塞壓力一般小于6 MPa,以注漿管道疏通為準,如果另一管冒水,則表示注漿管間連通。

4.5 初注

在壓力試驗之后,就可以將配置好的水泥漿通過高壓泵和預埋管注入到樁底。在這一階段注漿壓力要小,漿液由稀到稠。初注時要密切注意壓力,注漿量和注漿管的變化,并注意注漿節(jié)奏,同時用百分表檢測樁的上抬量。

4.6 壓漿

1)漿液配比及注漿壓力:漿液的水灰比應根據(jù)土的飽和度、滲透系數(shù)等確定,并適當加入減水劑,不同濃度有不同的性能。根據(jù)土層性質和注漿點深度確定,一般在1.2 MPa～10 MPa范圍內。

2)注漿量:根據(jù)樁長、樁徑、樁端樁側土層性質,單樁承載力增幅及是否復式注漿等因素,按下式估算:

其中,αp,αs分別為樁端樁側注漿量經(jīng)驗系數(shù),αp=1.5～1.8,αs=0.5～0.7;n為樁側注漿斷面數(shù);d為樁基設計直徑,m;Gc為注漿量,以水泥質量計,t。

按照上述公式計算得出:水泥用量 1.8 t～2.6 t,在注漿作業(yè)前應進行注漿試驗,優(yōu)化并最終確定注漿參數(shù)。

二次注漿:第一次注漿結束后,漿液只能擴散到一定的范圍,為了充分發(fā)揮注漿的作用,可進行第二次甚至多次注漿,這樣可取得最佳效果。

3)壓漿終止標準:壓漿量與壓漿壓力是壓漿終止的控制標準,其滿足下列條件之一終止壓漿:

a.壓漿量達到設計要求;b.壓漿總量已達到設計值的80%,且壓漿壓力達到設計壓漿壓力的150%并維持5 min以上;c.壓漿總量已達到設計值的80%,且樁頂或地面出現(xiàn)明顯的上抬。

5 注意事項

1)鋼筋籠制作長度或焊接后的鋼筋籠長度應丈量準確,以確保注漿管能夠準確到達孔底。2)注漿管應綁扎牢靠,上下提動導管時要穩(wěn),避免碰撞鋼筋籠而損壞注漿管。3)注漿前應對注漿泵、壓力表、安全閥、離合手把認真檢查,工作狀態(tài)正常方可投入使用。4)水泥投入攪拌經(jīng)過篩,入漿池灰漿經(jīng)過篩,吸水管水龍頭應采用砂網(wǎng)包裹,以防水泥漿結塊堵管。5)壓漿時有專人操作注漿泵,隨時處理憋泵和注漿工作情況。6)在兩根注漿管均為通暢的情況下,可進行雙管交替注漿,以獲得更佳的效果。

6 結語

鉆孔灌注樁后壓漿的整個施工過程屬隱蔽工程項目,質量檢查比較困難,因此需要對樁基各個施工環(huán)節(jié)要充分重視并精心施工,掌握施工過程實際情況與施工記錄,認真做好成孔記錄與灌注記錄,分析記錄中出現(xiàn)的機械故障及孔內異常情況、事故等,并進行推斷,及時消除隱患。只有這樣,混凝土灌注樁的質量控制才能得到保證。

[1]JGJ 94-2008,建筑樁基技術規(guī)范[S].

[2]GB 50202-2002,建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范[S].

[3]姚 輝.鉆孔灌注樁后壓漿施工工藝實例[J].寧波理工學報,2006(9):57-58.

[4]李立波.新渭南高架車站橋梁鉆孔灌注樁后壓漿技術[J].西部探礦,2007(10):102-103.