高压注浆解决桩底沉渣过厚问题

黄智勇

1 工程概况

城东美仙山一期安置房地处洛阳江西、美仙山南、大坪山北,依山临海,西北侧与一条高速公路相邻,基地界线由城市主干道及高速公路包围,建筑面积约35万m2,包括 6栋18层建筑、1栋24层、1栋30层和 4栋33层建筑。为框架—剪力墙结构,基础形式采用机械成孔混凝土灌注桩,桩径分别为1 000 mm,1 100 mm,1 200 mm,1 400 mm,1 600 mm,1 800 mm,2 100 mm,设计要求桩端持力层为中等风化花岗岩,桩端嵌岩为2倍桩径,桩身混凝土强度等级为C30,桩底沉渣厚度不大于50 mm[1]。

2 地质概况

根据地质勘察报告揭示场地内基坑支护影响范围内岩土层主要为:①道路基层:3.2 m～3.7 m;②块石换填层:0.4 m～0.5 m;③粉质黏土:0.7 m～2.3 m;④粗砂:0.9 m～2.6 m;⑤粉质黏土:0.7 m～2.3 m;⑥残积砂质黏性土:8.2 m～10.1 m;⑦全风化花岗岩:4.3 m～5.3 m。该场地地下稳定水位在黄海高程2.1 m～2.5 m处。

3 桩基检测情况

桩基施工完成,混凝土龄期达到30 d后,福建省建筑工程质量监督检测中心站采用低应变法、钻芯法和单桩静载荷试验三种手段对基桩进行检测,低应变法检测中发现272号桩桩底有轻微缺陷,桩底反射不符合嵌岩桩的波形,没有反弯段,但不会影响桩身结构和承载力[2]的正常发挥,于是对其进行钻芯法检测,发现桩底沉渣达600 mm,不能满足设计要求,故需对该桩进行补强加固处理。

4 补强加固处理方案

4.1 高压注浆技术补强加固机理

根据钻芯法取得的岩芯,272号桩桩底沉渣为砂土,不符合设计要求,所以需对桩底沉渣进行清理工作。采用高压注入水泥浆,水泥浆液在桩端沉渣空隙中扩散渗透,并与原桩身混凝土紧密胶结成为整体,从而有效地提高桩底的刚度和强度。同时水泥浆液的扩散渗透,还可在桩端附近形成一定范围的胶结体,增大持力层的受力面积,起到端承扩大头的作用。

4.2 施工操作要点

4.2.1 钻孔

在对272号桩进行取芯检测时,已在桩上钻了2个抽芯检测孔,经研究可以满足本次补强加固压力注浆之用,故不再另行钻孔。

4.2.2 孔口管的制作及安装

在272号桩的2个抽芯检测孔上一个装上带有孔口管的单向阀门A,另一个装有简单阀门的孔口管B。

4.2.3 高压注浆

1)高压注浆。如图1所示将预先作好的孔口管安装好后,把高压注浆机接到带有单向阀门A的孔口管上,打开阀门B向孔内管往复高压注入水灰比为0.6∶1的水泥浆,并在浆里加入水泥重量0.25%的木钙做减水剂,并加入1%～2%水泥重量的微膨胀剂,使桩底沉渣中的砂、碎石与水泥浆液充分搅拌混合。注浆时,孔口返浆浓度与进浆浓度基本一致时,即停止注浆。

2)孔口补浆。注浆结束后提出注浆管,孔内浆液随着下降,使用注浆管对孔内进行补浆。

3)孔口压浆。补浆结束后,去掉注浆管的下半段,关闭阀门B,使用注浆泵对孔内压注水泥浆,压浆压力为1 MPa～2 MPa,稳压5 min～10 min,关闭单向阀门A压浆结束[3]。

表1 272号桩竖向抗压静载荷试验数据汇总表

5 高压注浆后单桩静载荷试验

在高压注浆完成28 d后,由福建省建筑工程质量监督检测中心站进行单桩静载荷试验,单桩承载力特征值为4 000 kN,按JGJ 106-2003建筑基桩检测技术规范,最大加载量为单桩承载力特征值的2倍,为8 000 kN,最大试验载荷对应的沉降量3.43 mm,总沉降量为20.35 mm。以上结果表明,272号桩竖向承载力特征值4 000 kN,满足设计要求。272号桩竖向抗压静载荷试验数据见表1。

6 施工注意事项

配制浆液,水泥及外加剂要保证质量,并随时测量浆液比重,保证浆液浓度达到设计要求。浆液应通过(14×14)目～(18×18)目筛孔,以免混入水泥袋屑或其他杂物。配制浆液在初凝时间内用完,不得隔日使用或掺水泥后再用。

高压注浆压浆施工,要严格按设计参数要求,待孔口返出浆液与注入浆液浓度基本一致后才能关闭孔口开关。

7 结语

高压注浆检测结果表明,采用高压注浆技术可以解决桩底沉渣过厚的问题,提高桩底的刚度和强度,是一种补强加固、提高桩基承载力的经济有效措施。

[1] JGJ 106-2003,建筑基桩检测技术规范[S].

[2] 华南理工大学,东南大学,浙江大学,等.地基与基础[M].北京:中国建筑工业出版社,1995.

[3] 吴后选.桥梁桩基嵌岩桩底部沉渣的处理[R].2003.

[4] 陶春喜,江越胜,梁亦垅.简述钻孔灌注桩常见事故预防及处理[J].山西建筑,2008,34(15):70-71.