关于灌注桩后注浆的技术分析及应用摘要:文章对后注浆灌注桩技术做了简介,其施工影响要素主要有: 孔底沉渣不易清除、侧壁因泥浆护壁形成泥皮, 针对其原因采用后注浆技术有显著的施工效果!本文就采用后注浆法提高桩端进入砂层的钻孔灌注桩垂直承载力的应用进行探讨。
关键词:灌注桩后注浆;分析;应用
在桩基础施工有着一种低噪音、对周围环境影响较小、无挤土效应等特点的施工工艺,它就是―钻孔灌注桩!在高层建筑、旧城改造的桩基础中被广泛应用。
但在这同意工艺的应用过程中还是有所影响因素的,以下就是对这因素的分析及应用的探讨!
1 影响钻孔灌注桩的垂直承载力的主要原因分析
由于受现有施工工艺的限制,钻孔灌注桩在成孔过程中孔壁土体的扰动,以及成桩后桩底沉渣较厚和桩侧泥皮过厚等因素,严重影响钻孔灌注桩的垂直承载力。
无论是正循环还是反循环施工的桩或正循环还是反循环清孔的桩,都不同程度地存在上述问题。
如某办公楼项目,采用φ800~φ1400mm的钻孔灌注桩,由静载检测实验得到的单桩极限垂直承载力(以沉降量来判定)最大为4250kn,最小仅有2500kn,最大值为最小值的1.7 倍,经动测法检测,发现该工程桩的桩身砼质量均为良好,无断桩、缩颈、离析等不良现象,桩长也满足设计要求。
由于桩的承载力包括桩自身结构承载力和地基土对桩的支承力,所以可以认为上述工程桩的承载力明显偏低并非桩身结构强度引起,而是地基土的支承力不能满足设计要求。
现
就影响钻孔灌注桩的垂直承载力的主要原因进行分析。
1.1 桩底沉渣厚,桩端承力得不到充分发挥,这对桩端进入密实砂层的桩尤为明显。
目前钻孔灌注桩的施工工艺无论是正循环法还是反循环法,孔底证沉渣均难保100%的清除达到设计要求,即使二次清孔也是如此,
这从沉渣厚度测试仪测试及静载检测的结果可以得到证明。
有相当一部分静载压桩实验,当加载到某一荷载时,桩顶急速下沉,并满足规范规定的破坏条件,此时如继续加载,让桩沉到某一位置时,桩的沉降速率明显减慢并稳定,再继续加载还可能会稳定,此时桩顶荷载会达到原先破坏荷载的1.5 倍甚至更大,这说明桩底沉渣清除干净后桩的承载力会明显提高。
1.2 在施工过程中桩侧泥皮厚,导致侧摩阻力明显下降对不同工程中几根承载力明显偏低且桩身砼完整的桩进行分析,发现有些桩由于各种原因造成泥浆护壁过长。
1.3 孔壁受扰动。
施工过程中我们常常遇到当钻孔进入密实砂层较深的桩的时候,出现孔壁受扰动这一问题,成孔后孔壁附近土中应力释放,出现“松弛”现象,孔直径越大,影响越明显。
由于邻近桩壁一层土的抗剪强度降低,导致静压桩时地基土对桩的极限支承力下降。
针对钻孔灌注桩存在上述常见问题,如何解决为工程中需要解决的实际问题。
2 后注浆技术的工作机理
笼统地说劈裂注浆与渗透注浆相结合就是钻孔灌注桩的后注浆技术.所谓劈裂注浆,即压入的高压浆体克服土体主应力面上的初始压应力,使土体产生劈裂破坏,浆体沿劈裂缝隙渗入土体填充空隙,并挤密桩侧土,促使土体固结从而提高注浆区的土体强度。
如注浆区在桩底,则浆液首先在桩底沉渣区劈裂和渗透,使沉渣及桩端附近土体密实,产生“扩底”效应,使端承力提高,如注浆区在桩侧某部位,则该部位也同样出现“扩径”效应。
从大量试桩实测资料可看出,桩底注浆后不仅桩的端承力提高了,在桩端以上5m 甚至更大范围内的桩侧摩阻力也有较大提高。
如果在桩侧某段面注浆,同样该断面以上一定范围内的桩侧摩阻力也有明显提高。
3 注浆前后桩的垂直承载力的对比
上表是桩工程施工中注浆桩与未注浆桩垂直承载力在的工程实例中出现的不同结果
由上表可以看出以下几点:
3.1桩底注浆的单桩极限承载力比未注浆的承载力的都大出30%~60%桩侧、桩底同时注浆,单桩垂直承载力提高幅度更大,达到了85%。
3.2 桩底进入砂层程度的深浅与后注浆后单桩垂直承载力的关系成正比, 桩底进入砂层得深后注浆后单桩垂直承载力的幅度也随之提升.因此可以认为,当钻孔灌注桩进入砂层一定深度时,采用后注浆效果更佳。
根据统计资料表明,在某地区5m 左右的短桩,当桩底进入中粗
砂及砾石层时,采用桩底注浆工艺后,其单桩垂直承载力可提高35%~100%;另一地区地区桩底进入砂层的30m 长桩,在桩底注浆后承载力可提高40%~45%;又另一地区桩底进入粉细砂层的20~30m 中长桩,在桩底注浆后承载力可提高10%~20%。
由此可见注浆后单桩垂直承载力的提高幅度与桩底和桩侧土层性质关系极大,因此,在砂层区,采用桩底注浆工艺,可产生较大的经济效益。
4灌注桩后注浆分析与应用
要想把钻孔灌注桩的垂直承载力提高,经过我们建筑工作者的
努力,国内外广大工程技术人员曾采用过许多方法,后注浆法就是其中较常用且有效的一种。
所谓后注浆,就是在成桩后在桩身砼达到一定强度时,通过预埋管道用高压泵向桩的某些部位灌注水泥浆,提高局部位置的土体强度。
目前后注浆有以下几种工艺:
4.1 底部设立注浆室。
钢筋笼也下到桩底。
4.2 在桩施工过程成孔后,内设置注浆管,注浆管的下端设出浆口,浆口可用胶带或塑料膜密封。
孔底比出浆口低30~50cm即可。
灌注砼前先往孔底倒入碎石或块石,使出浆口埋入碎石或块石内,然后再进行砼灌筑。
4.3 另外在施工过程中我们还需要的就是把钢筋笼(钢管或黑铁管)的下面固定好注浆管,并在出浆口采用单向截流阀的方法把注浆管压入桩底土中30~50cm。
由于采用单向截流阀,在进行桩身砼浇注时浆液不会灌入阀内,注浆时浆液也不会回流。
在上述方法中每种工艺都有着其各自的优势略势第一种方法工
艺复杂,成本高,国内并不提倡广泛使用。
第二种方法主要用于桩底加固,在国内已有过多次实验或使用,但由于工艺过于简单,容易发生出浆口堵塞导致注浆失败。
第三种工艺由于采用单向截流阀作出浆口,注浆成功率可达97%以上,且压力相对稳定,注浆效果显著。