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      灌注樁后注漿技術與質量控制

      鄭州中科支護機械設備有限公司 發布時間:2021-07-06

      一、 概述

      灌注樁后注漿技術是指灌注樁成樁后一定時間,通過預設在樁身內的注漿導管及與之相連的樁端、樁側注漿閥注入水泥漿,使樁端樁側土體(包括沉渣和泥皮)得到加固,從而提高單樁承載力,減少沉降。這種方法可以起到兩方面的作用:一是加固樁底沉渣和樁側泥皮;二是對樁底和樁側一定范圍的土體通過滲入(粗粒土)、劈裂(細粒土)和壓密(非飽和松散土)注漿起到加固作用,從而增強樁側阻力和樁端阻力。在優化工藝參數的條件下,可使單樁承載力提高40%—120%,粗粒土增幅高于細粒土,軟土增幅小,樁側樁底復式注漿高于樁底注漿;樁基沉降減少30%左右。根據地層性質、樁長、承載力增幅和樁的使用功能(抗壓、抗拔)等因素,灌注樁后注漿可采用樁底注漿、樁側注漿、樁側樁底復式注漿。灌注樁后注漿技術適用于泥漿護壁鉆、挖孔灌注樁及干作業鉆、挖孔灌注樁。

      二、 施工要點

      1、 施工工藝。目前后注漿有以下幾種工藝:

      (1) 在孔底設置注漿室。采用該工藝時鋼筋籠需下到樁底。此種工藝比較復雜,成本也較高,國內很少采用。

      (2) 灌注樁成孔后,在孔內設置注漿管,注漿管的下端設出漿口,并用膠帶、塑料膜或橡膠膜包??;并且出漿口的位置要高出孔底30—1250px;灌注混凝土之前,先向孔底到入碎石或塊石,使出漿口埋入碎石或塊石內,然后再灌筑混凝土。此種工藝主要用于樁底加固,在國內已有過多次實驗或使用。不過要注意此工藝容易發生出漿口堵塞而導致注漿失敗。

      (3) 將注漿管固定在鋼筋籠上(鋼管或黑鐵管),出漿口采用單向截流閥并壓入樁底土中30—1250px。此工藝由于采用單向截流閥作出漿口,進行樁身混凝土澆筑時漿液不會灌入閥內,注漿是漿液也不會回流,注漿成功率達97%以上,且壓力相對穩定,注漿效果顯著。因此,一般應采取此種工藝。

      2、 工藝要點

      (1) 注漿管制作。注漿管一般應采用鋼管。其結構分為三部分:端部花管、中部直管及上部帶絲扣的接頭?;ü芏蝹缺谝话惆疵坊ㄐ卧O置出漿水孔,孔徑通常為6—7mm。直徑可采用Φ25 mm或Φ30 mm。對于超長樁,考慮到管內摩阻力對壓力的影響,可考慮采用Φ30mm或Φ38mm的鋼管。同時,花管段一定要用膠帶、塑料膜或橡膠膜等包裹好,用鐵絲等纏繞扎緊,防止滲漏。

      (2) 注漿管安裝下放。當采用第三種施工工藝時,應將兩根注漿管點焊在鋼筋籠的內圈上,安裝注漿管時必須保證注漿管之間的對接,確保焊縫飽滿、連續、密封良好;必須在花管全長范圍內用膠帶、塑料膜或橡膠膜等纏繞緊密,再用膠皮鐵絲包裹扎牢,與寬容與洋人同時,注漿管安裝時還必須保證花管端部與鋼筋籠(設計必須是下至孔底)底端齊平,而后管內注滿水同鋼筋籠一起放入孔內。另外注漿管頂應低于地面200—300 mm,防止鉆機移位時,碰斷注漿管。

      (3) 壓水試驗。壓水試驗是注漿工藝中的一個環節,它的作用是預壓及疏通注漿通道,以檢查注漿管的可灌性與聯能性,為注漿做好準備工作。成樁后3—7天用高壓水壓通注漿通道,壓水量一般控制在0.2—0.6 m3,壓水時間3—5分鐘,壓水壓力0.5—1.0Mpa。

      (4) 注漿施工。注漿是注漿工藝中的后環節,注漿過程要著重控制好注漿壓力、漿液水灰比、注漿水泥量這三個指標。注漿壓力并不是一個固定的指標,操作者應根據壓水試驗結果,結合土的類別、土的飽和度、地層巖土性狀、樁的長度等因素適當調整,并通過現場試注漿終確定。通常以壓水壓力作為注漿的起始壓力,注漿終壓應力為初壓的2—3倍。注漿水灰比控制原則是一般先用稀漿,再用中等濃度漿液,后注濃漿。水灰比控制:地下水位以下(0.45—0.7):1;地下水位以上(0.7—0.9):1為宜。注漿時應根據樁端持力層的巖土性狀和沉渣量等因素,事先計算所需注漿量。注漿結束的標準是注漿壓力達到終壓,此時吸漿量逐步變小并穩定在5—15分鐘,完成設計的注入漿液體積,終壓穩定條件下達到大于設計要求的漿液注入量。

      當滿足下列條件之一時可終止注漿:

      1) 注漿總量和注漿壓力均達到設計要求;

      2) 注漿總量已達到設計值的75%,且注漿壓力超過設計值。

      當出現下列情況之一時應改為間歇注漿,間歇時間宜為30—60分鐘,或調低漿液水灰比:

      1) 注漿壓力長時間低于正常值;

      2) 地面出現冒漿或周圍樁孔串漿。

      三、 監理要點

      1、 方案審查

      當施工中采用后注漿技術時,監理單位應要求施工單位,除了要編制鉆孔灌注樁施工方案外,還要編制注漿技術的專項施工方案,提供各種注漿參數。后注漿技術是一種新技術,不同的施工單位,因其人員的技術水平、機械設備及土的類別、土的飽和度、地層巖土性狀、樁的長度等因素不同,選擇的參數不盡相同。因此,監理人員要依靠掌握的施工技術知識、實際經驗、相關資料和有關規范、標準,對方案選取的參數進行認真的審查。重點審查方案的合理性,技術組織措施的具體性與全面性,國家強制性標準要求的符合性。對于后注漿技術關鍵是正確制作注漿頭,既要使其在澆灌樁身混凝土時不使注漿孔堵塞,又要使其在成樁后能用清水順利開塞,嚴格埋設好注漿管,選擇合適的注漿泵,配制合適的注漿水灰比,確定合理的注漿量和注漿壓力,并控制好注漿節奏。因此,對后注漿技術方案的審查應注意其以下幾部分的內容是否符合要求。

      (1) 后注漿裝置應符合下列要求:

      1) 后注漿導管應采用鋼管,且應與鋼筋籠加勁筋焊接或綁扎固定,樁身內注漿導管可取代等承載力縱向鋼筋。

      2) 樁底后注漿導管及注漿閥數量宜根據樁徑大小設置,對于d≤600mm的樁,可設置1根;對于600mm<d≤1000mm的樁,宜沿鋼筋籠圓周對稱設置2根;對于1000mm<d≤2000mm的樁,宜對稱設置3—4根。

      3) 對于樁長超過15m且承載力增幅要求較高者,宜采用樁底、樁側復式注漿。樁側后注漿管閥設置數量,應綜合地層情況、樁長、承載力增幅要求等因素確定,可在離樁底5—15m以上每隔6-12m于粗粒土層下部設置一道,但對于干作業成孔灌注樁宜設于粗粒土層中上部。

      4) 對于非通長配筋的樁,下部應有不少于2根與注漿管等長的主筋組成的鋼筋籠通底;

      5) 鋼筋應沉放到底,不得懸吊,下籠受阻時不得撞籠、墩籠和扭籠。

      2、 后注漿管閥應具備以下功能:

      (1) 管閥應能承受1Mpa以上的靜水壓力;管閥的外部保護層,應能抵抗砂石硬質物的亂撞而不致使管閥受損;

      (2) 管閥應具備逆止功能。

      3、 漿液配比、終止注漿壓力、流量、注漿量等參數設計應滿足以下要求:

      (1) 漿液的水灰比應根據土的飽和度、滲透性確定,對于飽合土宜采用0.5—0.7;對于非飽和土宜采用0.7—0.9;而對于松散碎石土、砂礫土宜采用0.5—0.6;對于低水灰比漿液宜摻入減水劑,當地下水處于流動狀態時,宜摻入速凝劑;

      (2) 樁底注漿終止工作壓力應根據土層性質、注漿點深度確定,對于風化巖、非飽和粘性土、粉土,宜為5—10Mpa;對于飽和土層宜為1.5—6Mpa;軟土取低值,一般不超過2Mpa,密實粘性土取高;樁側注漿終止壓力宜為樁底注漿終止壓力的1/2;

      (3) 注漿流量不宜超過75L/min;

      (4) 單樁注漿量的設計應考慮樁的直徑、長度、樁底和樁側土層的性質、單樁承載力增幅、是否復合注漿等因素確定。通??砂聪率焦浪悖?/p>

      Gc =? ap d? + as nd

      式中 :?? ap 、 as 分別為樁底、樁側注漿量經驗系數:ap = 1.5—1.8;as = 0.5—0.7;對于卵、礫石、中粗砂取較高值;

      n 樁測注漿斷面數;

      d —樁直徑(m);

      Gc???? 注漿量,以水泥重量計(t)

      對于獨立單樁和柱距大于6d 的群樁和群樁初始注漿的部分基樁的注漿量,應按上述估算值乘以1.2的系數。

      (5) 后注漿作業開始前,宜進行試注漿,優化并終確定注漿參數。

      4、 后注漿作業起始時間、順序和速率應遵守以下規定:

      (1) 注漿作業宜在成樁2天后開始。注漿作業離成孔作業點的距離不宜小于8—10 m;

      (2) 對于飽和土中的復式注漿順序宜先樁側,后樁底;對于非飽和土宜先樁底,后樁側;多斷面樁側注漿宜先上后下;樁側、樁底注漿的間隔時間不宜小于2小時;

      (3) 樁底注漿宜對同一根樁的各注漿導管依次實施等量注漿;

      (4) 對于樁群注漿宜先外圍,后內部。

      2、材料設備審查

      在正式施工前,監理工程師應按照要求,對施工單位提交的材料和設備報審表進行審查,檢查水泥、鋼筋等原材料是否符合要求,設備是否滿足施工要求。當采用商品混凝土時,也要按照要求進行審查。要求施工單位提交的材料包括:水泥材質檢驗報告、鋼筋材質檢驗報告、壓力表檢定證書等。

      3、施工過程檢查與控制

      采用后注漿技術的鉆孔灌注樁的施工控制,就是旁站監理監控施工單位嚴格按照施工方案進行施工。重點控制的環節如下:

      (1) 控制鉆孔。主要依據《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》GB50202—2002、《建筑樁基技術規范》JGJ94—94的相關要求進行控制,重點控制孔深、孔徑和垂直度,了解孔壁情況,同時要求及時了解孔內情況,是否有塌孔、漏水等現象,以便在后注漿施工時采取相應的技術措施。

      (2) 控制注漿管制作、注漿設備等。對用于注漿的高壓注漿泵、拌料機等設備必須進行檢查。高壓注漿泵的工作參數要滿足方案要求;在使用前對高壓注漿泵及管線的密封性必須進行試運行;對注漿管,要檢查注漿頭的長度、出漿孔徑、孔距是否符合方案要求;安設注漿管時,要檢查注漿管與鋼筋籠連接是否可靠、牢固;注漿頭是否用合適的橡膠膜等封閉包裹;注漿管各節連接是否牢固、密封,及注漿管上端是否有良好的封堵,以防止雜物進入堵塞注漿管等。

      (3) 控制澆注混凝土。當檢查孔底沉渣厚度和泥漿的密度在滿足設計規范標準要求后,方可進行澆注混凝土,同時要保證混凝土的初灌量,控制好混凝土灌注的充盈參數,一般應保持在1.1—1.2之間,并記錄澆混凝土情況。

      (4) 控制開塞時間與壓水試驗。在澆注混凝土后的3—5天,當混凝土的強度達到C10—C15時進行開塞。開塞時要在現場觀察高壓注漿泵的開塞壓力,記錄開塞情況,要寫明開啟一根、兩根,還是未開啟。

      (5) 控制注漿。在正式開始注漿施工前,必須要求施工單位進行試注漿,并將試注漿記錄和終經試驗確定的設計工藝參數提交。在正式施工前首先檢查水泥,核實水泥漿的水灰比,摻外加劑的檢查外加劑的摻量。檢查高壓注漿泵的壓力表、閥門、管線完好狀況。注漿開始記錄注漿壓力。注漿一般以注入水泥量為主控因素,現場監理人員要記錄每次水泥的用量。保證水泥的注入量達到要求。如果注漿量等主要參數達不到設計要求,必須根據工程具體情況采取相應措施。

      (6) 后注漿樁基工程質量檢查和驗收。后注漿施工完成后應要求施工單位提交以下資料:后注漿作業記錄和特殊情況處理記錄。承載力檢驗應在注漿20天以后進行,但當漿液中摻入早強劑時可以適當提前,灌注樁經后注漿處理后的單樁極限承載力,通過靜載試驗確定。

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