灌注桩后压浆方法在施工中的应用

潘 飞

钻孔灌注桩后压浆(桩基后注浆)利用预先装设于灌注桩底、桩侧的注浆系统和延伸至桩顶的高压注浆管进行高压注浆,通过高压注浆劈裂、密桩底沉渣层,同时浆液沿桩侧向上泛浆,起到桩侧灌浆的作用,大幅提高桩侧摩阻力和桩底端承载力,相应减少桩基的沉降,同等条件下提高桩基承载力50%～100%。下面就钻孔灌注桩后压浆施工过程中的质量控制及注意事项谈一些施工经验。

1 钻进成孔

1)测放桩位。场地平整后,根据甲方提供的建筑轴线控制点,测放出建筑物轴线控制点,钉入φ 14 mm、长500 mm钢筋并用混凝土保护好;根据轴线控制点一次性测放出全部桩位,定位后在每个桩中心点钉入一根φ 8 mm、长300 mm钢筋,钉入自然地面以下200 mm,以防车辆、机械碾压移位。

2)护筒安放和钻机就位。护筒的内径应比钻头直径大100 mm,护筒顶部应开设1个溢浆口,护筒高出地面0.2 m。因护筒具有定位、保护孔口、维持水位的重要作用,故必须定位准确;钻机依据桩位就位后开始挖护筒坑,护筒坑不要太大,坑挖好后将坑底整平,放入护筒,经检查位置正确后,四周用黄土回填夯实。埋设护筒偏差不大于20 mm。根据本工程地表土层情况护筒埋深应不小于1 m。钻前由技术人员依据水准点测量护筒标高并确定设计孔深。

3)泥浆配制。泥浆循环系统,由泥浆池、循环槽等组成。泥浆具有护壁、携砂、冷却和润滑的作用,其中主要是保护孔壁、防止塌孔。护壁泥浆在现场制备,在粘性土中钻进时可形成适合护壁的浆液,泥浆比重控制在1.1～1.3;在砂土和较厚的砂层中成孔时,应制备泥浆,泥浆比重控制在1.2～1.3;在易塌孔的土层中成孔时,泥浆比重应加大至1.3～1.5。

4)钻孔。钻孔就位后,要首先检查机械的安全性和可靠性,各电缆严禁破损漏电,钻孔垂直度要小于1%,开始前,要检查吊点、钻头中心和桩中心点位置,此三点必须保持在一条直线上,在上部松散杂填土层较厚的地段钻进时,需要事先造浆,且控制泥浆比重1.15～1.2为宜,钻进时,机长应随时掌握主卷扬机的进度,并注意地层与地质资料是否一致,做好记录。

5)终孔检查。孔深应大于设计孔深+300 mm以内。终孔垂直度偏差不大于1%。终孔各项指标测定后,及时认真填写施工记录。

2 钢筋笼制作与安设

1)依据桩体配筋图,严格按照规范要求,合理分段制作钢筋笼,在井口焊接。

2)钢筋笼主筋的保护层用事先制作的钢筋沿圆周均等的4个点上焊接,沿笼长每4 m设置一组,保护层厚度 50 mm,允许偏差±20 mm。

3)主筋采用双面搭接焊,焊缝长度按规范要求不小于5d。

4)钢筋笼制作时,加劲箍设在主筋外侧,焊接口不得向内圈伸露,以免妨碍导管活动的畅通性;同时本工程为非通长钢筋笼,因此在制作时应保证至少2根与注浆管等长的主筋组成的钢筋笼通底。

5)钢筋笼制作完毕后,应先进行自检,发现问题及时修整和补焊,质检员检验并请监理验收后,方可进行下道工序。

6)钢筋笼制作后应进行中间验收,合格后方可安装。

3 灌注水下混凝土成桩

灌注顺序:安装导管→初灌混凝土→边灌混凝土边提升导管→灌注完毕,拔出导管。

4 桩端后压浆施工

后压浆工序操作顺序如下:

按设计水灰比搅拌制作水泥浆;水泥浆经过滤至储浆罐准备灌浆;注浆泵、浆管、活接头与桩身压浆管联接;打开排气阀并开泵放气;关闭排气阀压浆,终止标准由压浆量来控制。终止压浆时关闭止浆阀静置10 min后再拆卸管件,压浆管用堵头堵上。桩底端注浆装置示意图见图1。

4.1 注浆管的制作

1)采用2根φ 35 mm无缝钢管,丝扣连接,长度与成孔深度一致。

2)注浆头:钢管φ 35 mm长 600 mm,注浆孔直径8 mm,孔数8个～10个,梅花形排列,上疏下密,底口用堵头封闭。

4.2 注浆管的安装

1)用14号铅丝对称绑扎在钢筋笼内壁上,随钢筋笼一道下入孔内。2)注浆管连接方法,用自来管路丝扣连接法,丝扣用生料带缠丝。3)管路下入时应向管内加入清水,以减少内外压力差。4)注浆管上口应高出桩顶30 cm～50 cm,并用堵头堵死方可灌注混凝土。

4.3 桩开始注浆的时间

当混凝土强度达到一定值(通常为 75%),大概10 d左右,具体时间可通过同条件养护试块施压确定。

4.4 压水疏通注浆管

当桩身混凝土强度达到一定强度时,应及时对注浆管实施预先压水,通过这一程序,可以预先疏通注浆通道。待注浆管畅通之后,再压注水泥浆。注浆管预压水的时间一般在混凝土浇筑之后的3 d～7 d进行,压水按2级～3级压力逐级施加,并要求有一定的压力时间和压力量,压力量一般控制在0.6 m3左右,开塞压力一般小于6 MPa,以注浆管道疏通为准,如果另一管冒水,则表示注浆管间连通。

4.5 初注

在压力试验之后,就可以将配置好的水泥浆通过高压泵和预埋管注入到桩底。在这一阶段注浆压力要小,浆液由稀到稠。初注时要密切注意压力,注浆量和注浆管的变化,并注意注浆节奏,同时用百分表检测桩的上抬量。

4.6 压浆

1)浆液配比及注浆压力:浆液的水灰比应根据土的饱和度、渗透系数等确定,并适当加入减水剂,不同浓度有不同的性能。根据土层性质和注浆点深度确定,一般在1.2 MPa～10 MPa范围内。

2)注浆量:根据桩长、桩径、桩端桩侧土层性质,单桩承载力增幅及是否复式注浆等因素,按下式估算:

其中,αp,αs分别为桩端桩侧注浆量经验系数,αp=1.5～1.8,αs=0.5～0.7;n为桩侧注浆断面数;d为桩基设计直径,m;Gc为注浆量,以水泥质量计,t。

按照上述公式计算得出:水泥用量 1.8 t～2.6 t,在注浆作业前应进行注浆试验,优化并最终确定注浆参数。

二次注浆:第一次注浆结束后,浆液只能扩散到一定的范围,为了充分发挥注浆的作用,可进行第二次甚至多次注浆,这样可取得最佳效果。

3)压浆终止标准:压浆量与压浆压力是压浆终止的控制标准,其满足下列条件之一终止压浆:

a.压浆量达到设计要求;b.压浆总量已达到设计值的80%,且压浆压力达到设计压浆压力的150%并维持5 min以上;c.压浆总量已达到设计值的80%,且桩顶或地面出现明显的上抬。

5 注意事项

1)钢筋笼制作长度或焊接后的钢筋笼长度应丈量准确,以确保注浆管能够准确到达孔底。2)注浆管应绑扎牢靠,上下提动导管时要稳,避免碰撞钢筋笼而损坏注浆管。3)注浆前应对注浆泵、压力表、安全阀、离合手把认真检查,工作状态正常方可投入使用。4)水泥投入搅拌经过筛,入浆池灰浆经过筛,吸水管水龙头应采用砂网包裹,以防水泥浆结块堵管。5)压浆时有专人操作注浆泵,随时处理憋泵和注浆工作情况。6)在两根注浆管均为通畅的情况下,可进行双管交替注浆,以获得更佳的效果。

6 结语

钻孔灌注桩后压浆的整个施工过程属隐蔽工程项目,质量检查比较困难,因此需要对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工,掌握施工过程实际情况与施工记录,认真做好成孔记录与灌注记录,分析记录中出现的机械故障及孔内异常情况、事故等,并进行推断,及时消除隐患。只有这样,混凝土灌注桩的质量控制才能得到保证。

[1]JGJ 94-2008,建筑桩基技术规范[S].

[2]GB 50202-2002,建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[3]姚 辉.钻孔灌注桩后压浆施工工艺实例[J].宁波理工学报,2006(9):57-58.

[4]李立波.新渭南高架车站桥梁钻孔灌注桩后压浆技术[J].西部探矿,2007(10):102-103.