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长沙湾特大桥后注浆钻孔灌注桩施工技术

发布时间:2019-07-01 11:57所属分类:科技论文浏览:1

[摘要]钻孔灌注桩因施工方便、设备简单、承载力高等诸多优点被广泛运用到建筑工程中,但遇到桩端持力层地质条件差时,会大大降低桩端的承载力,增加桩的沉降量。而钻孔灌注桩的后注浆技术可以实现对桩端和桩侧的固化,消除钻孔灌注桩的工艺缺陷,提高桩端的

  [摘要]钻孔灌注桩因施工方便、设备简单、承载力高等诸多优点被广泛运用到建筑工程中,但遇到桩端持力层地质条件差时,会大大降低桩端的承载力,增加桩的沉降量。而钻孔灌注桩的后注浆技术可以实现对桩端和桩侧的固化,消除钻孔灌注桩的工艺缺陷,提高桩端的承载力、桩侧阻力,减少桩的沉降量。本文结合厦深铁路长沙湾特大桥桩基工程后注浆钻孔灌注桩施工中的具体情况,介绍后注浆钻孔灌注桩的施工技术和质量控制要点。

  [关键词]钻孔灌注桩;后注浆;桩端;桩侧;固化;工艺缺陷

建筑施工

  1工程概况

  长沙湾特大桥位于广东省汕尾市海丰县,全长14.1km,是厦深铁路第二长桥,也是广东境内最长的跨海大桥。特大桥设计全长14.092km,墩身346个,桩基3421根,桩基直径最大1800mm,桩长38m。其中部分桩基为后注浆钻孔灌注桩,单桩注浆量1.2t,终止压力2MPa,共2292根,采用桩端桩侧复合式注浆法。主桥的桥墩高度为25m,桥墩基础深度超过35m,科技含量高、施工战线长、工程干扰大,施工技术难度为我国快速铁路跨海大桥所罕见。广大参建员工精心组织、科学攻关,克服了深海墩基施工等难题,安全优质地完成了大桥建设工程。

  2注浆施工

  钻孔灌注桩后注浆技术是通过预设在桩身内的注浆导管注入水泥浆,提高桩端的承载力、桩侧阻力,尤其是固化桩底沉渣虚土,使桩端持力层成片连接,达到提高单桩承载力,减小桩基沉降的目的[1]。

  2.1注浆施工前期工作

  2.1.1注浆管制作

  (1)注浆管管材、规格:为保证注浆管连接强度,采用4根φ25注浆管,管壁厚度为2.5mm的焊管。(2)桩端注浆采用2根21m的φ25注浆管,装置采用防磨防渗单向逆止阀。(3)注浆管连接:注浆管采用套管焊接,孔口安装时用管箍连接注浆管。(4)桩侧注浆管采用2根16m的φ25注浆管,在设计规定尺寸处布设注浆环(钢丝软管连接2根注浆管,围绕钢筋笼一周)。

  2.1.2注浆管布设

  (1)桩端注浆管。沿钢筋笼内侧对称布设4根焊管作为注浆管,焊管与钢筋笼加强筋焊接。注浆管底部长出钢筋笼底端40cm,焊管顶部高出地面20cm左右,以利于注浆施工。若灌注桩孔深打深的话,应加长桩端注浆管的长度,以保证注浆单向逆止阀可以完全插入土中。桩端单向逆止阀由2根直径分别为2cm、2.5cm的管组成。在直径为2.5cm管的两侧各有3个直径为6mm的预留小孔,并用胶布封死,以防止下钢筋笼时泥浆进入。逆止阀的内部有1个可以活动的白色圆球,当用高压注浆泵压注入水泥浆液时,圆球沉入底部,浆液会冲破胶布注入桩端。当停止注浆时,圆球会由于压力作用上升,最后卡在2个直径不同的注浆管接口处,从而防止水泥浆返入地面[2]。

  (2)桩侧注浆管。2根钢丝软管由2个三通注浆阀连接,并连接到桩侧注浆管上。在钢丝软管的1/3和2/3处,用φ8的钻头打孔,并用塑料胶布缠绕密闭,作为桩侧注浆的注浆点。钢丝软管安装在钢筋笼的外侧,直径略大于钢筋笼的直径,以便有较少的混凝土包裹,从而浆液能顺利的流入桩侧[3]。

  2.1.3注浆管下入孔桩

  注浆管随钢筋笼一起下入孔内,吊起时要防止弯折。孔口搭接时注意钢筋笼垂直度,下孔时要缓慢,钢筋笼一定要下到孔底,禁止上下冲击和悬吊。

  2.2注浆施工参数及技术

  2.2.1施工参数

  (1)注浆液的水灰比宜为0.5,浆液宜渗入减水剂。(2)注浆压力:注浆打开后,桩端稳定注浆压力>2.0MPa,终止压力可取为2MPa。(3)注浆流量不宜超过75L/min,在实际的操作中控制注浆泵的转速在550~650r/min。(4)注浆量:注浆量以水泥量控制,单桩注浆总量为1200kg。

  2.2.2施工技术

  (1)注浆管的开塞。在成桩后2d,用清水对注浆管进行开塞,使注浆管畅通。开塞时,压力由小渐渐加大。当压力突然变小,说明已开通注浆管道,应立即停止注水,将顶管密封好。(2)注浆时间。注浆的桩应在混凝土灌注完成3~7d后,并且该桩周围8~10m范围内没有钻机钻孔作业,该范围内的桩混凝土灌注完成也应在3d以上。遇特殊情况可做提前压浆,视现场情况而定。(3)注浆顺序。采用复合式注浆,对于饱和土的复式注浆顺序宜先桩侧后桩端,对于非饱和土宜先桩端后桩侧,对于多断面桩侧宜先上后下。对于本工程的注浆顺序为先桩侧后桩端,桩侧注浆先上后下,能达到压浆密实。

  由于桩基密集,压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆。压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈,再施工中间,保证中间桩位的压浆质量。压浆时采用3根桩循环压浆,即先压第1根桩的侧压浆A管,压浆量约占总量的1/3(400kg水泥),压完后再压另1根桩的A管和第3根桩的A管,然后依次为第1根桩的B管,第2根桩的侧压浆B管和第3根桩的B管。

  这样就能保证同一根桩2根管压浆时间间隔40~90min以上,给水泥浆一个扩散的时间,使浆液有充分的时间充填、渗入、挤密、压实,扩大压浆效果。本工程为群桩,注浆时宜先外围后内部,先注外围桩可以保证注内部桩时浆液在整个群桩中充分扩散。先全部施工完侧压浆,再施工端压浆。端压浆施工顺序同侧压浆,这样施工能使桩侧桩端间隔时间不小于2h,保证灌注桩的桩侧水泥浆凝固达到封死作用,使桩端的浆液由于上部封死而往桩底扩散。若出现个别桩压浆量达不到设计要求,可视情况加大临近桩的压浆量作为补充。

  2.3后注浆施工控制

  (1)水泥浆搅拌。根据施工要求进行桩端注浆。桩端注浆水泥量为800kg。在搅拌水泥浆前应用按搅拌桶的体积计算出水泥浆配比所需要的水容量,并做好标记。在每桶水泥浆搅拌完毕后,应使用泥浆比重计进行测量,并做好记录。根据比重计显示的比重来调整水泥浆的粘稠度,注浆从稀开始、浓浆结束。

  (2)水泥的过滤。在水泥浆搅拌好后,放入过滤网进行过滤,防止有水泥颗粒进入压浆管路中,造成压力过高或管路堵塞。

  (3)压浆管路系统连接。高压注浆管用三通与压浆导管进行连接。接口处一定要严密,以保证注浆压力的准确性。

  (4)进行注浆。开始注浆时,注浆压力会偏高(开塞压力),观察压力表和浆液的注入情况,并做好记录。如果出现压力偏高、不足或桩侧溢浆,应该根据规范采取措施。当达到注浆量时,应该停止注浆,关闭三通下阀门打开上阀门,保证水泥浆不会从压浆导管中溢出。

  (5)注浆终止条件。当满足下列条件之一时,可终止注浆:①注浆总量和注浆压力均达到设计要求。②注浆总量已达到设计值的75%,且注浆压力超过设计值。③地面出现冒浆。如满足,则以上两个条件其一时,可停止注浆;如不满足,则采用间歇注浆直到满足条件为止。④水泥压入量达到设计值的75%,且注浆压力超过5.0MPa或达到设计注浆压力的150%,并维持5min以上可停止压浆。压浆结束时作好记录,用清水将高压管冲洗干净并放好。

  2.4注浆效果分析

  从实践来看,桩端注浆的单桩极限承载力均大于未注浆的承载力;桩端、桩侧同时注浆,不但单桩垂直承载力提高幅度更大,也提高了桩侧阻力,有效减少了单颗桩的下沉量。

  3结束语

  实践证明,钻孔灌注桩后注浆可以有效地提高桩端承载力、桩侧阻力,减少单个桩的沉降量,厦深铁路长沙湾特大桥喜获国家优质工程奖。钻孔灌注桩后注浆技术作为一种新型工艺将在未来的建筑施工中得到广泛的运用。

  [参考文献]

  [1]胡敏.钻孔灌注桩后注浆技术的施工控制要点[J].建筑施工,2018,40(08):1295-1296+1300.

  [2]安泽.钻孔灌注桩后注浆效果模型试验及数值模拟研究[A].《工业建筑》编委会、工业建筑杂志社有限公司.《工业建筑》2018年全国学术年会论文集(下册)[C].《工业建筑》编委会、工业建筑杂志社有限公司:工业建筑杂志社,2018:4.

  [3]姚建平,蔡德钩,朱健,王立伟.后压浆钻孔灌注桩承载特性研究[J].岩土力学,2015,36(S1):513-517.

  相关刊物推荐:《建筑施工》Building Construction(月刊)1979年创刊,其内容套萃精英、博采众长,凸现中华建筑施工之大成,是中国自然科学建筑类核心期刊,向以实用著称,主要介绍国内外最新的建筑施工、设备安装、建筑材料、饰面装潢和工程质量事故防治经验:报道国内重点工程中高、大、深、重的施工新技术以及科学实验新成果,可供工程设计、建筑施工、基建、科研、建设监理和大专院校等单位及专业人员参考应用。

  

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