灌注樁后壓漿方法在施工中的應(yīng)用

潘 飛

鉆孔灌注樁后壓漿(樁基后注漿)利用預(yù)先裝設(shè)于灌注樁底、樁側(cè)的注漿系統(tǒng)和延伸至樁頂?shù)母邏鹤{管進(jìn)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(cè)向上泛漿,起到樁側(cè)灌漿的作用,大幅提高樁側(cè)摩阻力和樁底端承載力,相應(yīng)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(zhì)量控制及注意事項談一些施工經(jīng)驗。

1 鉆進(jìn)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(hù)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(hù)筒安放和鉆機就位。護(hù)筒的內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭直徑大100 mm,護(hù)筒頂部應(yīng)開設(shè)1個溢漿口,護(hù)筒高出地面0.2 m。因護(hù)筒具有定位、保護(hù)孔口、維持水位的重要作用,故必須定位準(zhǔn)確;鉆機依據(jù)樁位就位后開始挖護(hù)筒坑,護(hù)筒坑不要太大,坑挖好后將坑底整平,放入護(hù)筒,經(jīng)檢查位置正確后,四周用黃土回填夯實。埋設(shè)護(hù)筒偏差不大于20 mm。根據(jù)本工程地表土層情況護(hù)筒埋深應(yīng)不小于1 m。鉆前由技術(shù)人員依據(jù)水準(zhǔn)點測量護(hù)筒標(biāo)高并確定設(shè)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(hù)壁、攜砂、冷卻和潤滑的作用,其中主要是保護(hù)孔壁、防止塌孔。護(hù)壁泥漿在現(xiàn)場制備,在粘性土中鉆進(jìn)時可形成適合護(hù)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(yīng)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(yīng)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(yán)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(jìn)時,需要事先造漿,且控制泥漿比重1.15～1.2為宜,鉆進(jìn)時,機長應(yīng)隨時掌握主卷揚機的進(jìn)度,并注意地層與地質(zhì)資料是否一致,做好記錄。

5)終孔檢查。孔深應(yīng)大于設(shè)計孔深+300 mm以內(nèi)。終孔垂直度偏差不大于1%。終孔各項指標(biāo)測定后,及時認(rèn)真填寫施工記錄。

2 鋼筋籠制作與安設(shè)

1)依據(jù)樁體配筋圖,嚴(yán)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(hù)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(shè)置一組,保護(hù)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(shè)在主筋外側(cè),焊接口不得向內(nèi)圈伸露,以免妨礙導(dǎo)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(yīng)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(yīng)先進(jìn)行自檢,發(fā)現(xiàn)問題及時修整和補焊,質(zhì)檢員檢驗并請監(jiān)理驗收后,方可進(jìn)行下道工序。

6)鋼筋籠制作后應(yīng)進(jìn)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(dǎo)管→初灌混凝土→邊灌混凝土邊提升導(dǎo)管→灌注完畢,拔出導(dǎo)管。

4 樁端后壓漿施工

后壓漿工序操作順序如下:

按設(shè)計水灰比攪拌制作水泥漿;水泥漿經(jīng)過濾至儲漿罐準(zhǔn)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(guān)閉排氣閥壓漿,終止標(biāo)準(zhǔn)由壓漿量來控制。終止壓漿時關(guān)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(nèi)壁上,隨鋼筋籠一道下入孔內(nèi)。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(yīng)向管內(nèi)加入清水,以減少內(nèi)外壓力差。4)注漿管上口應(yīng)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(dāng)混凝土強度達(dá)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(hù)試塊施壓確定。

4.4 壓水疏通注漿管

當(dāng)樁身混凝土強度達(dá)到一定強度時,應(yīng)及時對注漿管實施預(yù)先壓水,通過這一程序,可以預(yù)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(yù)壓水的時間一般在混凝土澆筑之后的3 d～7 d進(jìn)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(zhǔn),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(yù)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(yīng)根據(jù)土的飽和度、滲透系數(shù)等確定,并適當(dāng)加入減水劑,不同濃度有不同的性能。根據(jù)土層性質(zhì)和注漿點深度確定,一般在1.2 MPa～10 MPa范圍內(nèi)。

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

其中,αp,αs分別為樁端樁側(cè)注漿量經(jīng)驗系數(shù),αp=1.5～1.8,αs=0.5～0.7;n為樁側(cè)注漿斷面數(shù);d為樁基設(shè)計直徑,m;Gc為注漿量,以水泥質(zhì)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(yīng)進(jìn)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(jié)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn):壓漿量與壓漿壓力是壓漿終止的控制標(biāo)準(zhǔn),其滿足下列條件之一終止壓漿:

a.壓漿量達(dá)到設(shè)計要求;b.壓漿總量已達(dá)到設(shè)計值的80%,且壓漿壓力達(dá)到設(shè)計壓漿壓力的150%并維持5 min以上;c.壓漿總量已達(dá)到設(shè)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(yīng)丈量準(zhǔn)確,以確保注漿管能夠準(zhǔn)確到達(dá)孔底。2)注漿管應(yīng)綁扎牢靠,上下提動導(dǎo)管時要穩(wěn),避免碰撞鋼筋籠而損壞注漿管。3)注漿前應(yīng)對注漿泵、壓力表、安全閥、離合手把認(rèn)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(yīng)采用砂網(wǎng)包裹,以防水泥漿結(jié)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(jìn)行雙管交替注漿,以獲得更佳的效果。

6 結(jié)語

鉆孔灌注樁后壓漿的整個施工過程屬隱蔽工程項目,質(zhì)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(rèn)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(nèi)異常情況、事故等,并進(jìn)行推斷,及時消除隱患。只有這樣,混凝土灌注樁的質(zhì)量控制才能得到保證。

[1]JGJ 94-2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2]GB 50202-2002,建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)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(xué)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(shù)[J].西部探礦,2007(10):102-103.