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灌注桩后注浆技术在建设工程中的应用分析

2021-09-17王克宏徐佳

科技信息·学术版 2021年10期
关键词:工程案例技术原理建设工程

王克宏 徐佳

摘要:近年来,灌注桩后注浆技术在建筑施工领域得到大规模应用,对各类地质条件的土体加固均有显著效果,在提升摩擦桩单桩承载力效果方面更突出。本文首先分析了灌注桩后注浆技术原理,其后详细探讨了建设工程中灌注桩后注浆施工技术要点,并围绕工程案例展开论述,以期可供参考。

关键词:灌注桩后注浆;技术原理;建设工程;工程案例

1 引言

桩基础是建筑工程中的常见基础形式,大多数钻孔灌注桩采用泥浆护壁成孔方法,基于施工工艺、现场管理、地层图纸等各种因素的影响,通常会发生孔底沉渣无法有效清理、桩测产生泥皮等状况,导致成桩质量缺少稳定性、承载力无法满足要求。基于此背景下,灌注桩后注浆技术应运而生,其可降低桩底沉渣与桩周泥皮对于桩身的承载力,改善桩土互相作用机理,提升灌注桩单桩的承载力,文主要围绕此技术展开分析。

2 灌注桩后注浆技术原理

钻孔灌注桩具有施工简单、承载力大、经济性好等优势,且在桩长、桩径选择等方面较为灵活,施工不受季节控制,可适应各类地层。然而,根据建筑工程实践情况来看,灌注桩施工中还存在不少问题,如桩侧泥皮与应力松弛、桩端沉渣与持力层扰动、桩身混凝土质量差、桩竖向设备承载力离散性问题等。此类问题直接影响了钻孔灌注桩承载力,如何进一步改进钻孔灌注桩施工方法具有重要的意义。

灌注桩后注浆技术是指在通过注浆管分别对桩侧、桩端土体进行注浆,从而起到加固土体的作用,提高灌注桩的承载力,防止沉降现象的发生。不同土层的注浆效应有所差异,对以粉细砂为代表的细粒土进行后注浆施工,主要是对桩底沉渣进行填充加固,起到劈裂注浆的作用;对以卵砾石为代表的粗粒土进行后注浆施工,除了桩底沉渣填充加固作用以外,由于浆液渗入率高,浆液可发挥渗透、挤密等作用,桩底土与桩底共同形成带有扩大头的整体,相当于增加了桩底进入持力层的深度与桩底受力面积,切实增大了桩底阻力。

3 建设工程中灌注桩后注浆施工技术要点

3.1注浆工艺选择

灌注桩后注浆施工前注浆导管的设置形式及其工艺选择非常重要,关乎后注浆施工质量及对灌注桩承载力的提高效果,同时对施工成本有直接影响。目前,后注浆工艺大致可分为三种,具体如下表1所示,需根据项目情况选择注浆方法,兼顾技术可操性与经济性。

3.2施工准备

在灌注桩施工前应提前做好相应的技术准备,确定注浆方案,方案设计中应计算泥浆用量、选用符合要求的设备、机械、材料,方案需经公司技术负责人审批后实施。施工前对专业施工队伍进行方案交底,确保施工过程按照既定方案实施。设备选择包括注浆泵、浆液搅拌机、注浆管,须符合相关规范标准的要求,以免在施工时出现漏浆或压力不足、堵塞等现象。

3.3注浆管制作与安装

灌注桩后注浆施工过程中,注浆管的制作与安装质量直接关系到注浆施工效率。注浆管材料选择以镀锌管、无缝焊为宜,具体视工程实际情况确定注浆管直径。出浆孔以梅花状为常见布置形式,完成注浆孔设置后,用胶带、塑料等进行缠裹,并使用铁丝缠绕,防止出现漏浆,以免影响注浆施工的正常进行。

严格按照图纸安装注浆管,注浆管数量、位置要精确,焊接牢固,做好注浆管对接情况检查工作,确保注浆管与套管密封良好。注浆管安装时,注浆管低端需穿过钢筋笼底部20cm以上,同时顶端也要超过地面20~30cm,用胶带封闭孔口。

3.4清水劈裂

成桩后8~10h内要进行清水劈裂操作,若压力表显示压力骤降,表示清水灌入注浆管成功,可停止注水。通过清水劈裂操作,可以检查注浆管路是否畅通、单向阀门是否正常。此项工作需要由专业技术人员操作,以切实保证注浆管的良好运行。

3.5灌注桩后注浆

灌注桩后注浆主要包括注浆管布置、注浆材料选择以及注浆控制等方面。灌注桩后注浆施工时,应科学配置水泥浆料,不同项目对注浆材料的需求不同,需参考工程实际情况确定;严格控制单次注浆时间,不宜超过5h,过长或过短均会影响注浆效果;不同注浆方法施工要点有所不同,例如,采用桩底注浆方法时,需在一定深度土层设出浆口,确保出浆顺利,水泥浆与底部沉渣成分结合,获得良好的加固效果;采用桩侧注浆方法时,宜在砂土层设出浆口;注浆时,应坚持逐排、逐孔注浆,遵循自上而下的注浆顺序,注满一环再进行下一环的注浆,不得漏注、少注。注浆结束后,需及时将注浆管两侧堵住,获得最佳注浆效果。

4实例探析灌注桩后注浆技术在建设工程中的应用

4.1工程概况

本项目总建筑面积32379.21m2,其中地上建筑面积27096.11m2,地下建筑面积5283.9m2,地上6~7层(东楼、西楼、南樓、北楼),地下1层,建设高度35.7m,采用钢筋混凝土框架—剪力墙结构。

4.2灌注桩后注浆施工方案

西楼地下基础为后注浆钻孔灌注桩,基础桩共计50根,设计有效桩身长度20m,桩身直径800mm,桩顶相对标高-2.800m,桩端持力层为③卵石层,桩端持力层以桩身进入卵石层实际长度≥6m,要求单桩竖向承载力标准值为1600kN。桩身钢筋笼采取主筋为1218,通长安插,加强筋采取14@2000,螺旋箍筋桩顶以下4m范围内为8@100,4m以下为8@150。后注浆管选用φ25mm普通焊接钢管,壁厚3.25mm。将注浆管通过绑扎或焊接方式固定在钢筋笼上,并用具备逆止作用的单向截流阀作为出浆口,桩底注浆时出浆口要压入桩底土中。

4.3灌注桩后注浆施工要点

4.3.1施工流程

施工准备、注浆方案设计→钻孔施工、注浆管制作→在钢筋笼上安装注浆管→下钢筋笼→二次清孔→浇筑混凝土→安装注浆装置→达到龄期要求后进行水压试验→初注→按设计注浆参数、压注水泥浆液→监测并形成记录→养护→检测→验收。

4.3.2注浆管制作

本工程采取φ25mm的焊接钢管连接注浆导管,壁厚≥3.25mm。用焊接套管的方式连接,注浆管连接需满焊,无漏焊、焊穿现象。

注浆阀选用单向节流阀,节流阀要求可承受1MPa以上静水压力;节流阀外部要有保护层,以防止在下钢筋笼时破坏节流阀;注浆导管埋设要顺直,钢筋笼绑扎时设置加劲筋,导管与加劲筋绑扎牢固或采用焊接连接;在钢筋笼下孔时,每下一节钢筋笼前应往注浆管内灌水并检查接头的严密性,避免注浆管堵塞。

4.3.3压水试验

在灌注桩混凝土达到养护龄期后立即进行压水试验,检测管路畅通性。压水试验中压水量控制在0.6~0.8m3,水压≤8MPa。在桩侧注浆时主要利用水的劈裂性冲破注浆导管与混凝土桩壁,桩端压水时可使四周土体产生裂隙,有利于提高注浆效果。压水试验后方可进行初注浆。

4.3.4初注

正式注浆前,先初注。本工程注浆材料为水泥浆液,采用P·O42.5水泥,水灰比0.6,注浆流量控制在55L/min。单桩注浆量应参照施工方案预先计算的设计值。

4.3.5正式注浆

通過注浆试验确定最终注浆参数后开始正式注浆,根据桩基施工平面图确定注浆顺序,后注浆应进行桩侧注浆,后进行桩端注浆,先从四周桩开始注浆向中间依次推进;桩侧桩端注浆间隔时间控制在2h内;注浆终止的确定以水泥浆压入量的多少为主,注浆量参照估算计算值,同时参考注浆压力值,终止注浆时压力控制在2~3MPa。

5 结语

综上所述,建设工程实施中,灌注桩后注浆施工技术得到了大范围的推广应用,并取得了良好的应用效益。建筑工程项目实施中,需根据地质勘察情况与灌注桩设计方案合理确定桩端后注浆技术方案,规范各道工序,为后续作业奠定坚实的基础。

参考文献:

[1]付广元.灌注桩后注浆施工技术在建筑工程施工中的应用[J].甘肃科技,2019,35(04):115-116+131.

[2]李永辉,郭院成,周同和.不同后注浆类型下大直径灌注桩承载性能分析[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2017,33(06):984-993.

[3]胡敏.钻孔灌注桩后注浆技术的施工控制要点[J].建筑施工,2018,40(08):1295-1296+1300.

作者简介:王克宏(1975-),男,四川宜宾人,高级工程师,研究生,工作方向:主要为地下空间岩土工程,擅长于地基处理及复杂岩土工程处理,尤其是在地下空间的注浆加固丶止水等方面有富丰经验。

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