钻孔灌注桩后注浆工艺的质量控制措施

发表时间:2021/6/29   来源:《城镇建设》2021年2月(中)5期   作者: 王超群
[导读] 文章对钻孔灌注桩后注浆工艺质量控制措施进行了探索,旨在可以为行业人士提供有价值的参考和借鉴,以更好促进钻孔灌注桩注浆工艺质量的提升。
        王超群
        腾达建设集团股份有限公司杭州分公司310000
        
        摘要:随着我国底下空间隧道工程和施工技术的不断创新,对于钻孔灌注桩新工艺、新方法也不断发展,而对于桩基基础,桩端后压浆施工工艺经过大量的试验、施工过程,施工工艺也逐渐成熟,目前桩端压浆装置形式较多,各单位采用的注浆工艺也不近相同,操作规程和质量控制标准相差较大,这给后压浆技术推广应用和质量控制带来不利。鉴于此,文章对钻孔灌注桩后注浆工艺质量控制措施进行了探索,旨在可以为行业人士提供有价值的参考和借鉴,以更好促进钻孔灌注桩注浆工艺质量的提升。
        关键词:钻孔灌注桩;注浆工艺质量;控制措施
        
        前言:我国近年来,成功开发一种桩基施工新技术,其为后注浆法钻孔灌注桩施工工艺。其可以有效的加固桩基软弱土,能够提升桩基的承载能力并且减低沉降量。对传统的钻孔灌注桩由于土层较厚与基岩比较深需要靠扩大桩径与桩端才能进入基岩满足的设计的要求做了进一步处理。钻孔灌注桩在基础建设中应用广泛,但这类桩都存在桩底沉渣(虚土)无法清理干净的突出问题,因而影响了其承载能力和工程质量的稳定性。采用桩端后注浆工艺处理后,可以大幅度提高钻孔灌注桩单桩承载力,减少了设计尺寸,节约了工程造价,缩短了施工工期,值得推广应用。本文结合工程实践,介绍了桩端后注浆施工工艺以及施工中常见问题及处理措施。
        1工程地质条件
        1.1 工程简介
        之江路输水管廊及道路提升工程(之浦路~复兴路)主要包括地下隧道工程、地面道路工程及其他附属工程。工程西起梅灵南路,东至水澄路,全长6.3km。本工程隧道采用明挖+盾构相结合的工艺,包括东西明挖段、盾构段及中间盾构井3部分。盾构隧道外径14.5m,内径13.3m,双向四车道+2应急车道,为城市主干路。建设总工期约 36 个月。
        1、地形地貌
        本标段本工程位于杭州西湖区,西起梅灵南路,东至水澄路,沿之江路、老复兴街敷设,根据 2008 年 8 月浙江省地质调查院完成的《杭州城市地质调查地貌与第四纪地质图》进行工程地质分区, 共划分山前斜谷坡洪积平原地貌(Ⅱ2)、低山丘陵地貌单元(Ⅰ3)和冲海积平原地貌(Ⅲ1)共三个地貌单元。
        2、岩土分层及其特性
         根据工程地质测绘、勘探孔揭露,场地内第四系及前第四系地层按地质时代、成因类型地层结构、岩性特征、埋藏条件及物理力学性质,自上而下可分为人工填土,粘质粉土,砂质粉土,淤泥质粉质粘土,含粘性土碎石,全风化泥质粉砂岩,强风化泥质粉砂岩,中风化凝灰质含砾砂岩
        2后注浆施工概述
        设计要求本工程所有工程桩进行桩端后注浆。每根桩设置2根Φ25注浆管桩端注浆,呈对称状绑扎于钢筋笼外侧。注浆水泥采用42.5级的普通硅酸盐水泥,并经过细化加工处理工序,单桩注浆量为1.8T/桩。水泥浆液的水灰比为0.55~0.6,并掺适量外加剂,保证浆液具有较好的流动性和稳定性。注浆施工应于成桩后2天开始。注浆应按照自下而上的原则控制,注浆时须控制渗入,确保慢速、低压、低流量,以让水泥浆浆自然渗入土层。如注浆管堵塞而无法继续压入浆注液时,须采取补救方案。
        3桩端后注浆施工工艺
        3.1工艺流程(见图一)

图一
3.2施工控制参数
        1)注浆前准备工作:a、安设注浆设备,铺设注浆管路;b、检查和调试注浆设备;c、向注浆管路内注清水,检查注浆管路是否畅通。
        2)水泥浆液配制:a、注浆浆液水灰比控制在0.55~0.6之间;b、水泥要求新鲜、不结块。c、按照有关后注浆浆液配方比例,认真计算各项外加剂加入的重量;d、严格控制各项外加剂加入的时间。
        3)水泥浆液细化:将水泥预先搅拌均匀成水泥浆液后,通过砂网过滤,放入细化加工机械内进行湿磨细化加工。具体要求:a、细化水泥浆液必须具有析水性好,流动性好,同时稳定性好;b、要求可注性强、抗渗性好,并具有早期抗注强度好等性能;c、细化时间一般可控制在1分钟左右(指湿磨机所纳的浆液体积)。
        4)注浆施工:注浆施工是整个工艺的关键工序,一切准备工作完备后方可开始注浆,成桩后7-8小时内应用清水进行开塞,开塞压力0.8-1.2MPa。成桩后2天开始注浆施工,注浆压力0.4-0.8MPa,注浆速度32-47L/min,同一根注浆管注浆必须连续进行,中途停待不得大于30分钟。注完一根桩后,应立即清洗浆液输送管路,防止剩余浆液堵塞管路,然后转入下一根桩的注浆。
        5)单桩注浆终止标准:终止注浆条件以注浆量(水泥用量)控制为主、注浆压力控制为辅。当注浆量达到设计要求时,可终止注浆或当注浆压力>2MPa且注浆量达到设计注浆量的80%时,可终止注浆。
        4施工方法
        4.1注浆管路装置
        注浆管规格按设计要求选择内径25mm的国家标准黑铁管,注浆管两端采取螺纹丝扣连接。桩端注浆器底部为锥形,以顺利插入桩端的土体中,径向每排注浆孔间焊有阻尼环,对出浆孔密封胶皮有保证作用,注浆孔直径选择为8mm,以利浆液排出,出浆孔用图钉封闭包扎,确保无渗漏现象。
        4.2注浆管路装置安装
        注浆器采用螺纹连接的方法连接在注浆管上,同时随钢筋笼的下入而下放注浆管,并绑扎在钢筋笼上,直至孔口为止。注浆管连接时,螺纹处应缠上止水胶带,并牢固拧紧密封。每下完一节钢筋笼后,必须在注浆管内注入清水检查密封性能,当注浆管内注满清水后,并保持水面稳定不下降为准。注浆管连接好后,使用12#铁丝与钢筋笼主筋捆扎在一起,防止注浆管不牢固而下滑。下钢筋笼和注浆管时,严禁用力强行墩下。出露在孔口的注浆管必须使用堵头堵住,防止杂物掉入注浆管内,影响注浆。注浆管必须确保进入持力层,底部伸出钢筋笼底部200-500mm。
        4.3后注浆施工中出现的问题和相应措施
        第一安装注浆管路时应严格按操作规程进行施工,随时检查管路的密封性,不可待全部安装完毕后再检查;安装完毕后应立即堵住注浆管入口,防止杂物掉入。第二,将二根注浆管,其中一根注浆管发生堵塞时,可将剩余浆液从另外一根注浆管内全部注入。第三如果二根注浆管全部堵塞时,必须向监理、业主和设计进行汇报,可采用勘察钻机在事故桩侧钻φ89—φ110mm的孔,深度与设计注浆位置相同或略深0.5m,重新下入注浆管,在注浆器上端开始封孔,按设计注浆量重新注浆。
        5施工注意事项及控制要点
        1)注浆作业离邻孔成孔作业距离不小于8m。2)注浆管必须与钢筋笼主筋牢靠固定,并与钢筋笼整体下放。对钢筋笼不到自然地坪的桩即工程桩桩顶至自然地坪段空孔部分,必须增加引导钢筋笼对该部分的注浆管进行保护,以保证注浆管的稳定性及垂直度。3)混凝土灌注7~8小时后必须进行清水开塞,以打通注浆管道,保证注浆成功的重要措施。4)注浆宜在混凝土灌注7d内进行,成桩时间越长注浆难度将增大。5)水泥浆应搅拌均匀,在抽入高压泵之前必须进行过滤。浆液浓度控制宜先压稀浆后浓浆。注浆时先慢速注浆,并尽可能保持压力稳定。6)注浆时应控制压力,先小后大,当发现冒浆、跑浆时,应采用减小压力、加大浆液浓度、间歇注浆等方法。确保注浆量达到设计要求。7)桩与桩之间间隔跳开注浆,以确保不跑浆、注浆均匀,浆液集中在桩端周围,形成有效扩大头。8)注浆后的桩一般需养护15d左右。
        结束语:
        在钻孔灌注桩成桩后,应用桩底压浆这一技术措施,通过桩体预置的管路将水泥浆液均匀地压注入桩底土体,使浆液对桩底、桩侧附近的桩周土层起到渗透、填充、压密和固结等作用,以固结桩底沉淤物和桩侧泥皮,最终使桩底局部土体形成层层包裹的复合土体扩大头,增强桩底、桩周土的结构强度,达到了改善桩周边界条件,改善桩底砂土工程特性,提高桩基承载力,减小桩基沉降量的作用,综上所述我们也应该积极掌握这种新技术的施工工艺、流程控制和相关施工经验得以推广学习。
        参考文献:
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