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淺談鉆孔灌注樁樁底壓漿施工工藝論文
摘要:結(jié)合工程實(shí)例,介紹鉆孔灌注樁樁底壓漿施工工藝及質(zhì)量控制。
關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁;壓漿;承載能力
上海A11公路拓寬改建工程西吳淞江大橋主橋采用單根樁長為77m的1.2m鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)，綠地地大道跨線橋采用單根樁長為56m的1.2m鉆孔灌注樁單排樁基礎(chǔ)，并對鉆孔灌注樁采用樁底壓漿工藝，以提高樁基的承載能力。
1施工原理及工藝控制
1.1樁底壓漿的加固機(jī)理
1.1.1改善持力層條件、提高樁的端承力
灌注樁成孔過程中，對樁周圍土擾動；在清孔過程中,孔底都會留有或多或少的沉渣、泥漿軟化作用，會降低了樁底土體強(qiáng)度。在灌注樁施工中將鋼管沿樁鋼筋籠內(nèi)壁埋設(shè)，樁混凝土強(qiáng)度滿足要求后，將水泥漿液通過鋼管由壓力作用壓入樁底，水泥漿液通過滲透、置換、劈裂和擠密作用使得樁底持力層一定范圍內(nèi)原本松散的碎石、土粒和裂隙膠結(jié)成一個高強(qiáng)度的結(jié)合體，從而改善持力層的物理力學(xué)性能，恢復(fù)和提高持力層土體強(qiáng)度；水泥漿液在壓力作用下由樁端在土體的孔隙里向四周擴(kuò)散，對于單樁區(qū)域,向四周擴(kuò)散相當(dāng)于增加了端部的直徑，向下擴(kuò)散相當(dāng)于增加了樁長；群樁區(qū)域所有的漿液連成一片,使得樁端土體成為一個整體，從而提高樁的端承力。
1.1.2 提高樁側(cè)摩阻力
鉆孔灌注樁與樁周土體間空隙降低了樁側(cè)摩阻力；孔壁的泥皮阻礙了樁身與樁周土的結(jié)合，降低了摩擦系數(shù)，同樣降低了樁側(cè)摩阻力。樁底壓漿在壓力作用下，漿液從樁端沿樁身和土層的結(jié)合層上返，通過滲透、劈裂、充填、擠密和膠結(jié)作用，對樁周泥土置換和空隙充填，消除了泥皮，在樁周形成脈狀結(jié)合體，使樁側(cè)摩阻力大幅度提高；同時漿液橫向滲透到樁側(cè)土層中也起到了加大樁徑的作用，從而改善持力層受力狀態(tài)和荷載傳遞性能。
1. 2 施工工藝
1. 2.1 壓漿管埋設(shè)
每根需要實(shí)施樁底壓漿處理的灌注樁設(shè)置3根壓漿管（超聲波檢測管兼使用），壓漿管采用內(nèi)徑為5cm白鐵管，長度需滿足樁底壓漿的要求，下端插入孔底40cm，壓漿管管頂高出地面30cm，對稱布設(shè)于鋼筋籠上，管底段安裝錐形單向閥，管與管之間采用絲牙連接，外面螺紋處用止水膠帶包裹，并牢固擰緊密封。在鋼筋籠吊裝安放過程中要注意對壓漿管的保護(hù),鋼筋籠不得扭曲,以免造成壓漿管在絲扣連接處松動；在每節(jié)鋼筋籠安放結(jié)束時，必須在壓漿管內(nèi)注入清水，以保持水面穩(wěn)定不下降為標(biāo)準(zhǔn)檢查壓漿管的密封性，如發(fā)現(xiàn)漏水應(yīng)提起鋼筋籠檢查，在排除故障后方可繼續(xù)安放鋼筋籠；單向閥部分應(yīng)加混凝土墊塊保護(hù),不得摩擦孔壁以免造成壓漿孔的堵塞。對高出地面、露在孔口的壓漿管必須用堵頭擰緊，防止雜物及泥漿掉入壓漿管內(nèi)，確保管路暢通。
1.2.2 壓漿設(shè)備的選擇
壓漿系統(tǒng)由攪拌機(jī)（配過濾網(wǎng)）1臺、儲漿桶1只、壓漿泵1臺、壓力表若干、注漿膠管、閘閥，球閥，溢流閥若干等組成，其中壓漿泵采用BW－150型壓漿泵，壓漿系統(tǒng)承載壓力及壓漿表最大刻度均大于10MPa。
1.2.3 壓水試驗(yàn)
成樁3天后先用壓漿泵從1#壓漿管內(nèi)壓入清水，沖洗孔底泥漿，直至2#、3#壓漿管冒出清水為止。壓水試驗(yàn)不僅起到疏通壓漿通道的作用，而且可以根據(jù)壓水試驗(yàn)結(jié)果對壓漿的有關(guān)參數(shù)做出相應(yīng)調(diào)整。
1.2.4 壓漿樁位及壓漿時機(jī)的選擇
為防止壓漿時水泥漿液從臨近薄弱地點(diǎn)冒出,壓漿的樁應(yīng)在混凝土灌注完成14天（砼強(qiáng)度達(dá)到80%）后,并且該樁周圍至少8米范圍內(nèi)沒有鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，此外，該范圍內(nèi)的樁基混凝土灌注完成均應(yīng)在3天以上。
1.2.5壓漿施工順序
壓漿時最好采用整個承臺群樁一次性壓漿,壓漿先施工周圈樁再施工中間樁，壓漿時采用2根樁循環(huán)壓漿,即先壓第1根樁，壓漿量約占總量的70 %,壓完后再壓另1根樁,然后依次為第1根樁的另外一管和第2根樁的另外一管,這樣就能保證同一根樁2根管壓漿時間間隔30～60min以上,給水泥漿在土體中擴(kuò)散的時間。
1.2.6壓漿施工
灌注樁成型14天，砼強(qiáng)度達(dá)到80%后，進(jìn)行超聲波檢測，而后進(jìn)行樁底壓漿。將配制好的水泥漿液經(jīng)壓漿泵加壓輸入到設(shè)置在樁內(nèi)的壓漿管內(nèi)，高壓漿液通過管底的單向閥門進(jìn)入樁底的土中。水泥漿液水灰比控制在0.55左右，水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥。在正式壓漿前，為檢驗(yàn)配制好的水泥漿液的流動性、穩(wěn)定性、均勻性、水泥漿液凝固時間，漿液濃度調(diào)整時機(jī)等施工控制參數(shù)。
在樁底壓漿過程中，漿液濃度應(yīng)經(jīng)歷由稀漿向濃漿變化的過程。稀漿滲透性強(qiáng)可擴(kuò)大樁底壓漿加固范圍，濃漿有利于提高樁底壓漿加固區(qū)的強(qiáng)度。壓漿壓力、漿液濃度、壓入率和壓漿量是變化的，合理的確定和控制其變化范圍，提高樁底壓漿效果，并兼顧設(shè)計(jì)要求注入水泥漿液量，及壓漿的終止壓力，確保壓漿質(zhì)量。
1.2.7 終止壓漿標(biāo)準(zhǔn)
壓漿過程采用三控的辦法進(jìn)行控制：
�。�1）壓漿量的控制：直徑1200mm的樁，樁底壓漿量到3.0m3，不管壓力高低，即停止壓漿。（2）壓力控制：樁底壓漿壓力不超過8Mpa，達(dá)到以上壓力，壓漿量不滿足設(shè)計(jì)要求時，要采用穩(wěn)壓間隔式壓漿工藝，穩(wěn)壓靜置時間應(yīng)大于10分鐘，仍壓不進(jìn)去時可停止壓漿。（3）樁體上抬量不得超過3mm，超過3mm的無論壓漿量多少、壓降壓力多大即停止壓漿。
1.2.8 壓漿施工過程中常見問題及處理措施：
�。�1）單向閥門打不開:壓力達(dá)到10MPa以上仍然打不開壓漿閥門,說明閥門部位已經(jīng)損壞,不要強(qiáng)行增加壓力,可在另一根管中補(bǔ)足壓漿數(shù)量。
（2）出現(xiàn)冒漿:壓漿時常會發(fā)生水泥漿沿著樁側(cè)或在其他部位冒漿的現(xiàn)象,若水泥漿液是在其他樁或者地面上冒出,說明樁底已經(jīng)飽和,可以停止壓漿;若從本樁側(cè)壁冒漿,壓漿量也滿足或接近了設(shè)計(jì)要求,可以停止壓漿；若從本樁側(cè)壁冒漿且壓漿量較少,可將該壓漿管用清水或用壓力水沖洗干凈,等到第2天原來壓入的水泥漿液終凝固化、堵塞冒漿的毛細(xì)孔道時再重新壓漿。
�。�3）單樁壓漿量不足:壓漿時最好采用整個承臺群樁一次性壓漿,壓漿先施工周圈樁形成一個封閉圈,再施工中間,能保證中間樁位的壓漿質(zhì)量,若出現(xiàn)個別樁壓漿量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,可視情況加大臨近樁的壓漿量作為補(bǔ)充。
（4）壓漿管堵塞:在攪拌水泥漿時，適量加入有利于水泥漿和易性、流動性的外加劑。待試壓漿順利實(shí)施后，報(bào)請相關(guān)部門確認(rèn)，再進(jìn)行正式壓漿。
�。�5）壓漿壓力急劇變化:樁底壓漿壓力隨壓漿進(jìn)展呈現(xiàn)出由低到高的變化規(guī)律。若壓漿過程中壓力突然急劇下降，表明發(fā)生冒漿或漏漿現(xiàn)象，應(yīng)在漿液中加入相應(yīng)的添加劑和采取間歇灌漿措施以確保樁底壓漿效果。
2 質(zhì)量控制
2.1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
�。�1）主控項(xiàng)目:使用的水泥品質(zhì)、標(biāo)號，水泥漿的水灰比、水泥加固土的摻入比和外加劑的品種摻量；壓漿量、壓漿壓力；設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行單樁載荷試驗(yàn)，檢驗(yàn)其承載力，試驗(yàn)所得的承載力。
�。�2）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)樁底壓漿實(shí)測項(xiàng)目
樁底壓漿實(shí)測項(xiàng)目
2.2施工記錄及資料整理
在樁底壓漿施工過程中，我們需收集以下各項(xiàng)資料：施工時間、壓漿開始及結(jié)束時間，每一根樁壓漿工藝的漿液強(qiáng)度、密實(shí)度、均勻性、有效深度、壓漿壓力、漿液濃度、壓入率、壓漿量以及出現(xiàn)的異常情況和處理的措施等。
3.不同土層壓漿效果分析
樁端壓漿施工適合多種土質(zhì)：粗粒土、細(xì)粒土。粗粒土的鉆孔樁樁端持力層中注漿時漿液滲入率高，通過滲透及填充方式充填孔隙，漿液凝固后把土顆粒粘接在一起，形成水泥土結(jié)石體，大幅度提高持力層擾動面及持力層的強(qiáng)度和變形模量，并形成水泥土擴(kuò)大頭，增大樁端受力面積，故承載力增大。細(xì)粒土的鉆孔樁端因漿液滲入率低，在注漿壓力作用下，引起土體結(jié)構(gòu)的破壞和擾動，發(fā)生劈裂，使地層中原有的裂縫或孔隙張開，形成新的裂縫或孔隙，漿液沿劈裂及滲透注入地層，因此漿液的可注性的擴(kuò)散距離增大，注漿提高了樁端土體密度并能有效地傳遞和分擔(dān)荷載，從而提高樁端阻力。
4. 結(jié)束語
鉆孔灌注樁樁底壓漿具有縮短樁長，縮小樁徑，提高單樁承載力15%左右,提高生產(chǎn)率,節(jié)約建設(shè)資金的優(yōu)點(diǎn),在具備條件的工程中推廣樁底壓漿施工工藝有著重要的意義。
參考文獻(xiàn)
[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000 [S] 北京人民交通出版社，2000
[2] 羅超云 彭修權(quán), 超長大直徑鉆孔灌注樁樁底壓漿施工[J]公路2006.6
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