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摘要:文章就灌注桩后注浆技术在城市高架桥工程中的应用进行讨论,在了解该项技术原理的同时,对其具体应用进行探讨和描述,希望能够为高架桥工程的顺利开展提供支持,进一步提高此类工程的施工质量。
关键词:灌注桩;后注浆技术;高架桥工程;应用
在高架桥施工中,灌注桩的应用非常广泛,其不仅能够适用各种地质条件,而且承载力较高,能够为相关工程的施工提供有力支持,但由于灌注桩属于隐蔽工程,所以其施工质量的控制难度也相对较高,而对后注浆技术进行应用,则可以进一步提高灌注桩的应用效果,将灌注桩的作用充分发挥出来,因此,有必要对该项技术的具体应用进行深入的分析和研究。
一、灌注桩后注浆技术的相关原理
之所以应用后注浆技术能够将灌注桩中的问题有效解决,提高灌注桩的承载力,并使其沉降量得到有效的控制,具体原理如下:
(一)加筋效用
如果桩底为细粒土,包括粉细砂、黏性土以及粉土等,通过劈裂注浆,能够将细粒土体变换为复合土体,而变为复合土体以后,细粒土体的结构将会得到有效的强化,使总侧及总端阻力能够得到显著的提升。
(二)填充胶结效用
如果桩底部分以粗粒土为主,包括砂、砾、卵等等,在使用深入注浆施工时,受到高压浆液影响,一方面会对土体空隙进行填充,另一方面可以胶结土体的散粒,使土体获得更高的变形模量及强度。
(三)固化效用
在浆液注入到桩孔当中以后,会与桩侧泥皮以及桩底沉渣产生理化反应,进而起到固化作用,可以有效提高单位端阻力以及侧阻力。
(四)桩身上抬效用
从桩端实施压力注浆操作时,如果桩端渗透能力受限,则形成的梨形体会出现浆液压力持续上升的情况,受到高压作用影响,会将反向预应力施加在桩端面上,这会产生上抬效用,使桩身略微提升。而在灌注桩受到向下的竖向荷载时,这种反向应力会对部分荷载产生一定的分担作用,除此之外,通过桩底注浆能够使桩上抬,进而形成反向摩阻力,这与预应力的原理较为相似,能够在提高侧阻力的同时,将沉降量有效降低[1]。
(五)扩底效用
如果被加固体在桩底部分,受到扩底效用影响,总桩端阻力也会有所提升,而如果被加固体在桩侧部分,则受到桩身扩径效用的影响,总侧阻力则会出现随之增加的情况。
二、灌注桩后注浆技术在城市高架桥工程中的具体应用
(一)工程实践
某工程长度为44km,其中约有32km为高架桥工程,主要使用大直径灌注桩进行基础施工,涉及到的桩径有四种,即:1.0m、1.2m、1.5m以及1.8m。但由于施工现场的地质涉及到粉质黏土层、第三纪粉土、第四纪粉土以及不均匀胶结层,所以,在具体施工中,还需要对后注浆技术进行合理的应用[2]。
(二)施工流程
第一,成孔之后,对注浆管阀进行制作与安装,在完成相关工作以后,要对注浆管进行预埋,并设置钢筋笼;第二,进行清孔操作,浇筑桩身混凝土;第三,注浆管开塞,在完成水泥浆拌制以后,安装注浆设备,并进行浆液的注入,在此过程中需要对注浆量以及注浆压力进行观测,保证注浆的稳定性;第四,将相关设备拆除。
(三)清孔要求
对于灌注桩的清孔操作,需要结合诸多因素来确定孔底沉渣厚度,包括土层情况以及单桩参数情况等等。
试桩需要根据相关规范,严格落实二次清孔操作,该项操作需要在完成下导管以后进行,具体可以对泵吸反循环以及气举反循环的方式进行应用,而且在二次清孔以后,要保证孔底沉渣厚度在100mm以下,完成二次清孔操作以后,则应该立即进行水下混凝土的灌注[3]。
(四)注浆装置的制作与安装
在落实相关工作的过程中,需要结合实际情况,对注浆装置进行合理的选择,并明确相应的制作工艺及安装工艺。
针对桩端进行注浆,应该将声测管作为底部注浆管,且至少要布置3根声测管,按照等边三角形的方式进行布置,声测管可以使用 50的钢管,且注浆管的顶端应该高出地面至少500mm,并做好封堵工作,避免管内进入杂物。在使用超声波检测以后,即可开始桩端注浆。50的钢管需要在钢筋笼内侧进行设置,与钢筋孔共同下入到孔底。具体可以选择2根声测管进行注浆,并使用三联通对这2根注浆管下部进行连接,采用环形绕桩的方式对注浆喷头管进行设置,在注浆管喷头管完成外侧打孔以后,即可设置防水塑料带进行密封处理。而2根注浆管当中要有1根用于备用,在主注浆管无法正常工作时启用。
如果桩侧注浆桩超过45m长,则设置的侧注浆阀至少要有3道,而如果桩长小于45m,则可以设置2道侧注浆阀。侧注浆阀的设置具体要坚持以下原则:首先,可以在距离桩底12-18m的地方进行第一道侧注浆阀的设置,而最后一道侧注浆阀则需要与桩顶保持8-15m,在竖向上,各道侧注浆阀至少要保留12m的间距,且每道注浆阀都要与一根注浆管相对应。
(五)开塞
在针对灌注桩采用后注浆技术时,可以对桩底不填碎石以及开塞时间适当提前的方案进行应用,具体需要在浇筑完混凝土以后的12-24h内进行开塞操作,且在完成该项操作以后,要使用清水对注浆管进行冲洗,直到注浆管当中溢出清水,即可对压浆管进行封堵处理。
(六)施工时间
从原则上来讲,后压浆施工应尽早实施,但在落实该项操作的过程中,还需要对以下因素加以考虑:
第一,如果共用声测管实施桩底注浆操作,则需要结合灌注桩的声测时间确定注浆时间,具体需要使用超声波对混凝土质量进行检测,在保证混凝土强度达到相应标准以后才能进行注浆操作,具体操作应该在混凝土浇筑3天以后进行。
第二,混凝土强度必须要达到注浆压力的相关要求,避免由于注浆压力导致桩身混凝土被损坏,结合工程注浆设备情况,将注浆泵的运行压力控制在10MPa以内,所以,在注浆施工时,桩身混凝土至少要达到15MPa的强度等级[4]。
后压浆施工需要在成桩3-7天以后进行,首先要进行侧注浆,然后再进行桩底注浆。与此同时,对于多断面桩侧注浆,应采用从上到下、由内而外的顺序进行,但需要注意的是,桩侧注浆施工与桩底注浆施工必须要保留3-6h的时间间隔。
(七)桩基实验结果
针对案例工程,相关人员在后注浆施工以后,进行了静载试验,确定单桩竖向承载力最大值能够达到18000kN,与没有进行后注浆的灌注桩相比,其承载力提升了30%,由此可以判断,在同样的单桩设计情况下,结合地质勘测数据,均可对桩径、桩长以及持力层进行优化,经验证,对后注浆技术进行使用,可以将桩基稳定性提高20%。
结语
综上所述,在高架桥施工中,对灌注桩使用后注浆技术,能够使灌注桩的稳定性得到进一步的提升,这对于高架桥施工质量的提升具有非常重要的意义,因此,相关单位一定要对该项技术保持高度的重视,要结合实际对相关技术进行合理的应用,使其能够在高架桥施工中发挥更大的作用。
参考文献:
[1]张宝平.地铁盾构下穿高铁高架桥桩基础隔离加固施工技术[J].建筑•建材•装饰,2020,000(003):130-131.
[2]徐芙蓉,李秋全.袖阀管注浆加固在高架桥桩基础保护中的应用[J].现代城市轨道交通,2018,23(05):33-34.
[3]邓能伟,吴波.盾构近距离穿越高铁高架桥群的加固方案比选研究[J].建筑工程技术与设计,2017,000(013):2379-2382.
[4]俸祝.注浆式高粘弹沥青混凝土永久性铺装层在钢桥中的应用[J].建筑工程技术与设计,2017,000(014):2320-2320.