浅谈后压浆在钻孔灌注桩基础加固中的应用论文

时间：2023-04-30 21:52:30 论文范文我要投稿

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　　关键词：钻孔灌注桩加固机理压浆参数施工工艺

浅谈后压浆在钻孔灌注桩基础加固中的应用论文

　　摘要：为了提高桥梁钻孔灌注桩桩基承载力，近年来出现了后压浆钻孔灌注桩这一新技术。本文结合工程实例，阐述了灌注桩后压浆加固机理，参数的确定，施工工艺及在实际桩基加固工程中的应用。

　　1前言

　　近年来我国桥梁工程对钻孔灌注桩桩基承载力的要求越来越高，为了满足设计承载力要求，桩基的持力层要求是较为完整的岩石层，桩长和桩径尺寸往往做的很大，使得桩基部分的工程造价较高，同时给施工带来很大的困难。为了解决这一工程问题，在设计和施工中经过多年的探索和实践，总结了一套钻孔灌注桩后压浆法加固桩端地基的方法，大大缩短了桩长，取得了良好的经济效果。

　　2钻孔灌注桩基础后压浆的应用

　　铜川至黄陵高速公路项目TH-C07标段党家塬大桥采用φ1.5m钻孔灌注桩群桩基础，后卯中桥采用φ1.2m钻孔灌注桩群桩基础，由于桩基的持力层为砂泥软石土层，且土粒与软石为轻微胶结，为提高桩基的承载能力，对钻孔灌注桩采用桩底后压浆进行加固处理。

　　3加固机理

　　3.1改善持力层条件、提高桩的承载力

　　钻孔灌注桩成孔过程中，土体扰动、桩底沉碴和桩周泥皮对桩基承载力产生严重负面影响。为了改善和提高桩基承载能力，桩底压浆使浆液在高压作用下对沉碴及桩周土劈裂、渗扩、填充、压密、固结等作用使桩端持力层在一定范围内原本松散的碎石、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体，从而改善持力层的物理力学性能，恢复和提高持力层土体强度。

　　3.2提高桩侧摩阻力

　　钻孔灌注桩与桩周土体间空隙降低了桩侧摩阻力；桩周泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合，降低了摩擦系数，同样降低了桩侧摩阻力。桩底压浆在高压作用下，浆液沿桩土界面上返，通过渗扩、填充、胶结综合作用对桩周泥土置换和空隙充填，在桩周形成脉状结合体，使桩侧摩阻力大幅度提高；同时浆液横向渗透到桩侧土层中也起到了加大桩径的作用，从而改善持力层受力状态和荷载传递性能。

　　4压浆参数的设定

　　压浆参数主要包括压浆水灰比、压浆量以及终止压浆压力。在桩基施工前，应根据以往工程的实践经验，先设定参数，然后根据设定的参数，进行试桩的施工，试桩完成后达到设计的强度，进行桩的静载试验，最终确定试验参数。

　　（1）水灰比应根据土的饱和度、渗透性确定。对于饱和土，水灰比宜为0.45～0.65；对于非饱和土，水灰比宜为0.7～0.9（松散碎石土、砂砾宜为0.5～0.6）；低水灰比水泥浆宜参入减水剂。注浆少，压力大，可调大水灰比。

　　（2）压浆总量与持力层的孔隙率以及桩间距有关，在砂泥软石土层软石含量为50%～70%，桩间距为4～5m的条件下，压浆量一般为115～210t。

　　（5）桩底终止压浆压力应根据土层性质及压浆点深度确定，对于风化岩、非饱和粘性土及粉土，压浆压力宜为3～10MPa，对于饱和土层压浆压力宜为1.2～4MPa，软土宜取低值，密实粘性土宜取高值。

　　5后压浆施工工艺

　　5.1施工准备

　　5.1.1材料准备

　　（1）水泥宜采用硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥，按规定批次进行抽检和报检。

　　（2）水泥浆配合比设计及试验

　　严格按照规范要求，进行水泥净浆配合比设计，确定理论配合比，并进行相关的检验。

　　泌水率最大不得超过3%，拌合后3h的泌水率宜控制在2%，24h后泌水应全部被浆吸收。

　　水泥浆液从拌制到使用的最长时间，应通过试验来确定，一般不得超过2～3h。

　　（3）压浆管和压浆阀

　　压浆管采用内径为5cm的白铁管，超声波检测管可兼使用。

　　压浆阀应能承受1MPa以上的净水压力，压浆阀外部保护层应能抵抗砂石等硬物的刮撞面不致使压浆阀受损，且具备逆止功能。

　　5.1.2设备准备

　　（1）压浆的机械设备主要有高压清洗机、注浆泵（额定泵压应大于设计最大压力的1.5倍）、压力表、水泥搅拌机、储浆筒（容积不小于0.5m3，顶口加盖滤网）、水泵、安全阀门、电焊机、气割设备等。

　　（2）压力表必须经过有资质的计量单位检验校核，量程不小于压浆设计最大压力的1.3倍，一般为10～15MPa。

　　5.2施工要点

　　（1）压浆管的布置：每根需要实施桩底压浆的钻孔灌注桩设置3根压浆管（超声波检测管可兼使用），长度需满足桩底压浆的要求，下端伸出桩底35cm，上端高出桩顶（或工作面）50cm，对称布设于钢筋笼上，管与管之间采用丝牙连接。压浆管与钢筋笼采用铅丝绑扎或用“U”形钢筋焊接固定，应均匀、牢固。桩端压浆管固定在加筋箍内侧，布置在两根主筋之间，每道加筋箍设一个固定点；桩侧压浆管固定在螺旋箍筋外侧，按1.5m间距固定。管底段安装单向阀，单向阀安装时应用防水胶带固定缠裹密封，缠裹应结实严密，且满足正常压浆压力作用下能顺利打开。在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护，钢筋笼不得扭曲，以免造成压浆管在丝扣连接处松动，单向阀部分应加混凝土垫块保护，不得摩擦孔壁以免造成压浆孔堵塞，确保管路畅通。

　　（2）压水试验：成桩3天后先用压浆泵从1#压浆管内压入清水，冲洗孔底泥浆，直至2#、3#压浆管冒出清水为止。压水试验不仅可以疏通压浆通道，而且可以根据压水试验结果对压浆的有关参数做出相应调整。

　　（3）压浆桩位及压浆时机的选择：为防止压浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出，压浆的桩应在混凝土灌注完成14天（混凝土强度达到80%）后,并且该桩周围至少8米范围内没有钻机进行钻孔作业，此外，该范围内的桩基混凝土灌注完成均应在3天以上。

　　（4）压浆施工顺序：压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩再施工中间桩，压浆时采用2根桩循环压浆,即先压第1根桩的A管，压浆量约占总量的70%，压完后再压另1根桩的A管，然后依次为第1根桩的B管和第2根桩的B管，这样就能保证同一根桩各压浆管压浆时间间隔30～60分钟以上，给水泥浆一个在土体中扩散的时间。

　　（5）压浆施工：钻孔灌注桩成型14天，混凝土强度达到80%后，进行超声波检测，而后进行桩底压浆。将配制好的水泥浆液经压浆泵加压输入到压浆管内，高压浆液通过管底的单向阀门进入桩底的土中。在正式压浆前，应检验配制好的水泥浆液的流动性、稳定性、均匀性、水泥浆液凝固时间，浆液浓度调整时机等施工控制参数。

　　5.3终止压浆标准

　　当满足下列条件之一时，可终止压浆：

　　（1）压浆总量已达到设计要求。

　　（2）压浆总量已达到设计要求的75%及以上，且入口压力已达到试验确定的最大压力。

　　（3）压浆总量已达到设计要求的75%及以上，且地面已冒浆。

　　5.4压浆施工中出现的问题和相应措施

　　（1）当压浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围桩孔串浆，应改为间歇压浆，间歇时间应为30～60分钟，或者调低浆液水灰比。

　　（2）若遇压力达到10MPa以上仍然打不开压浆阀，说明压浆阀部位已经损坏，不要强行增加压力，可在另一根管中补足压浆数量。

　　（3）压浆作业必须连续进行，若因故中断，应按以下原则进行处理：

　　尽可能缩短中断时间，尽快恢复压浆作业；若中断时间超过30分钟时，应立即冲洗设备和管路，以防浆液固化。

　　恢复压浆后，应先用大水灰比浆液压浆，当管路畅通后，再恢复到正常的水灰比。

　　5.5质量检验