李 志 明
(阳泉市工程建设监理中心,山西 阳泉 045000)
深回填场地注浆加固与灌注桩复合地基处理技术
李 志 明
(阳泉市工程建设监理中心,山西 阳泉 045000)
简述了深回填场地注浆加固与灌注桩复合地基处理技术的原理与工艺流程,从钻孔放点、下注浆管、封口、压浆堵口等方面,阐述了具体的操作要点,提高了地基基础的整体承载力。
深回填区,注浆加固,灌注桩,地基基础
地基基础工程的质量是建筑工程质量的重中之重。随着城镇化建设的快速推进,处于山区、丘陵地区的工程建设中,多数工程项目建筑场地为山间沟谷,坡陡沟深,地形起伏较大,地质构成复杂,普遍存在高边坡、深回填。近年来,建筑工程在投入使用后由于各种原因造成地基变形、基础及地面下沉、房屋倾斜开裂等质量隐患时有发生。因此在高深回填区域场地的建筑工程特别是地基基础工程设计、施工时,方案优选非常必要。为了确保地基处理质量、安全适用的技术方案要求技术先进、经济合理、节约资源、保护环境,选择适合具体工程特点、针对性强、操作性好、切实可行的地基基础处理方案,通过对不良地基实施有效的技术处理,实现地基基础工程质量的绝对安全,从而确保建筑工程达到建设、设计预期目标,彻底杜绝由于地基基础设计、施工、使用等各种原因造成建筑工程质量缺陷甚至影响结构安全和使用功能。
在高深回填及软弱地基场地建筑工程中较为普遍选用桩基基础形式,当选用灌注桩基时,配合采用注浆加固回填土及软弱地基处理的施工技术,可以彻底消除高深回填土以及其他软弱地基土成分复杂、性质不均、孔隙率大、压缩变形大及湿陷性等不良性状,提高地基的承载力,改善其变形性能或渗透性能,避免建设后期以及建筑全寿命使用期内回填土以及软弱土层的自重固结、湿陷下沉可能对建筑桩基础形成负摩阻力、侧向推力、沉降变形等不良因素作用,从而防止降低桩基承载力和地基下沉变形导致建筑倾斜开裂。注浆加固又能够为旋挖灌注桩成孔、钢筋笼下放、混凝土浇筑作业创造安全施工条件,避免塌壁、串孔、缩颈等现象发生,同时还能大量减少施工土石方量,降低施工现场扬尘和噪声污染,避免形成高切坡、深基坑等超危分项工程,施工操作简单,便于质量控制,技术、经济、环保等综合效益显著。
2.1 技术原理
灌注桩基施工前采用注浆法对高深回填区域进行地基固化,达到设计要求后再进行桩基施工。这样就充分利用了注浆的固化原理,采用液压配以填充材料挤密的方式,把能凝固的浆液均匀的注入软弱土层中,驱走岩土缝隙中或泥土颗粒间的水分和气体,并以其自身填充,待硬化后即可将岩土胶结成一个整体,可以改善土体的整体受力性能,从而消除了由于回填、软弱地基土对桩基的负摩阻,有效的增强了桩的承载力。而且在注浆后桩基施的相关性。
工过程中不需进行扩孔,桩孔周边的土固化后保证了成孔质量,同时,避免混凝土浇筑时浆液大量渗漏流失,确保混凝土桩身质量,降低了桩基混凝土的使用量,提升了桩基的施工速度。
2.2 工艺流程
钻孔放点→钻孔→下注浆管→封口→注浆→压浆堵口→旋挖成孔灌注桩施工。
钻孔及注浆流程采用分2批次~3批次进行,第1批钻孔间隔跳跃顺序注浆,第2批剩余点位钻孔顺序注浆,第3批可根据实际吃浆量增补孔点。
1)钻孔放点:沿拟建建筑物外轮廓线外推6.0 m为治理范围,钻孔均布置于拟建建筑物桩基之间,钻孔间距为2.5 m~3.5 m,其中外围两排注浆钻孔为帷幕孔,中间均为一般注浆孔。所有钻孔均需穿透回填土层,并进入原状土层0.5 m方可终孔。钻孔孔位根据建筑物的外墙轴线拐点和桩基位置采用仪器测量定位,严格按钻孔孔位进行施工,孔位偏差不大于0.2 m。
2)钻孔:帷幕孔、中间注浆孔均采用间隔跳跃打孔,钻探采用送水钻进或冲击潜孔锤钻进,如遇塌孔现象可采用跟管护壁钻进。钻孔孔径不得小于89 mm,钻孔垂直度允许偏差不大于1%,成孔过程中,必须做好钻探原始记录工作,且记录要及时。成孔后根据实际钻探情况对照勘探资料岩性分析,技术核定,对钻孔深度按设计技术要求进行核验。
3)下注浆管:钻孔施工完毕后,所有钻孔都必须立即下注浆管。钻孔作业完成需要现场技术确认,与注浆作业实施工序交接,密切配合导入注浆管,下注浆管时技术人员必须现场指导。下管过程中,要保持注浆管垂直导入,不得野蛮操作导致塌孔堵塞。注浆管选用1.5寸PVC管,设计基地标高以上为封孔段,以下全部为花管,仪器测量控制,地面外露1.0 m,下管深度至孔底0.5 m,花管连接采用专用连接件,胶水粘结。
4)封口:钻孔封口是操作过程的重要一环,封闭不严密不能注浆,封口材料采用套管密封或其他封堵措施,关键是密封段回填密实。
5)注浆:
a.帷幕区域钻孔注浆采用水泥粉煤灰浆液。浆液材料中水采用普通生活用水;粉煤灰采用火力发电厂粉煤灰(Ⅲ级);水泥采用32.5号复合硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。浆液水固比0.8∶1,固相比(水泥∶粉煤灰)1∶9,并加入水泥重量5%的速凝剂,技术人员可根据各钻孔吃浆量,现场调整速凝剂用量,各材料间配比均为重量比。
b.其余区域钻孔注浆采用纯粉煤灰浆液。浆液材料中水采用普通生活用水;粉煤灰采用火力发电厂粉煤灰(Ⅲ级)。浆液水固比0.8∶1~1∶1,并加入固相重量3%的速凝剂,技术人员可根据各钻孔吃浆量,现场调整速凝剂用量,各材料间配比均为重量比。
c.浆液采用二次搅拌,搅拌机一次加水到位后,添加固料,添加固料过程中随添随搅,固料添加完毕后搅拌时间不少于5 min。注浆过程中每间隔3 min需搅拌一次,搅拌时间不少于2 min。
d.注浆顺序采用间隔孔注浆,间隔距离不小于6 m。注浆压力采用0.1 MPa~0.2 MPa。帷幕孔注浆时采用间歇式注浆,单孔注浆量达6 m3时,停注24 h,而后继续灌注,每注6 m3停注,如此循环,直到停注标准。一般注浆孔采用一次压力注浆,对于吃浆量较大钻孔,当吃浆量达到设计注浆量时,停注24 h,而后继续灌注4 m3,停注,如此循环直到达到停注标准。
6)压浆堵口:待注浆饱满后,排除孔内的积水和污物,采用浓浆将管孔封堵密实并抹平。
7)旋挖成孔灌注桩的施工工艺流程:桩位放线→钻机就位→埋设护筒→钻进成孔→提钻、卸土→清孔、验孔→安放钢筋笼→二次清孔→灌注混凝土→成桩、提出护筒。
1)注浆顺序采用先外侧后中间间隔孔注浆,间隔距离不小于6 m。注浆压力0.1 MPa~0.2 MPa。
2)浆液搅拌时一次加水到位后,添加固料,添加固料过程中随添随搅,固料添加完毕后搅拌时间不少于5 min。注浆过程中每间隔3 min需搅拌一次,搅拌时间不少于2 min。
3)注浆停止标准:a.孔口管压力升至0.3 MPa以上,稳定15 min。b.孔口管压力未升至0.3 MPa,但吃浆量小于70 L/min,且持续15 min。c.地表溢浆。
4)水泥粉煤灰浆液水固比0.8∶1,固相比(水泥∶粉煤灰)1∶9,并加入水泥重量5%的速凝剂。纯粉煤灰浆液水固比0.8∶1~1∶1,并加入固相重量3%的速凝剂。
5)钻孔孔位偏差不大于0.2 m。钻孔孔径不得小于89 mm,钻孔垂直度允许偏差不大于1%。
经过注浆对高深回填区进行固化处理,在注浆加固达到设计要求后,进行了灌注桩桩基施工,桩基施工过程中不会出现塌孔、串孔、缩颈等现象,既加快了施工进度又保证了施工质量、安全。由于注浆加固有效将杂填土中孔洞、缝隙填充,可以将混凝土的充盈系数由1.2~1.3控制在1.1左右,从而有效的降低了施工成本。同时利用了注浆加固的优势,消除了地基土在高回填区域对桩基的负摩阻,解决了灌注桩基在杂填土、软弱地基施工中的各种困难,提高了基础的整体承载力,保证了地基基础施工质量及耐久性。
适用于地质土层含有比较复杂的软弱土、湿陷性黄土、人工杂填土层等孔隙性大、性质不均、压缩变形大且无地下水的工程。适用范围广,可用于对既有建筑物(如房屋、公路、桥梁)地基基础进行加固,也可用于桩基(如大口径钻孔桩、挖孔桩)缺陷的后加固处理。
Processing technologies of grouting reinforcement and bored pile composite foundation base in deep backfilled region
Li Zhiming
(YangquanMunicipalEngineeringConstructionSupervisionCenter,Yangquan045000,China)
The paper briefly introduces processing technology principles and technological procedures of grouting reinforcement and bored pile composite foundation base in deep backfilled region, illustrates specific operation points from aspects of drilling point setting, grouting pipe, sealing and grouting plugging, and finally puts forward integral bearing capacity of foundation base.
deep backfilled region, grouting reinforcement, bored pile, foundation base
1009-6825(2017)11-0069-02
2017-02-10
李志明(1963- ),男,工程师,国家注册监理工程师
TU473
A