建筑桩基工程中桩端后注浆施工技术应用研究

发表时间:2021/7/2   来源:《建筑设计管理》2021年2期   作者:严俊
[导读] 在建筑工程桩基施工清孔环节,经常因孔底环境高度复杂、沉渣数量过多而无法彻底清除沉渣
        严俊
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        摘要:在建筑工程桩基施工清孔环节,经常因孔底环境高度复杂、沉渣数量过多而无法彻底清除沉渣。沉渣的存在,不仅会影响建筑桩身、周边土质结构之间的黏结强度,而且会改变桩基周边摩擦力对桩身的作用,威胁整个施工任务的顺利完成。而桩端后注浆施工技术的应用,可以改善工程中桩基压力承受强度,保证施工质量及进度。基于此,探究桩端后注浆技术在桩基工程中的应用具有非常重要的意义。
        关键词:建筑桩基工程;桩端后注浆;注浆管
引言
        我国各地高层建筑如雨后春笋,屡见不鲜,然而高层建筑质量问题同样甚多,其中不少就是出在了基础问题上。本文就如何规范基础建设中错误的行为工序,正确构建桩基工程施工技术框架展开讨论。从基础视角来看,提高建筑施工质量,必须着重做好桩基工程施工作业,加强桩基承载能力,维护桩基结构的稳定性,降低桩基沉降量与沉降速度,确保桩位放线的精确性以免桩位出现偏差,完善现场管理工作,积极有效地安排组织施工,详细进行技术交底等。
1桩端后注浆技术原理
        利用桩端后注浆技术时,需要预先把注浆管埋设在钢筋笼的底部及侧面上,在成桩后实施高压注浆,浆液渗入之后,通过劈裂、填充还有挤密等方式跟桩体附件土体结合到一起,对桩底部位的沉渣,还有桩侧部位的泥皮加以固化,强化单桩承载力,避免大量沉降等效果。处理桩基时,桩端后注浆技术的加固机理包括以下几个方面。①劈裂加筋。浆液能够在压力的作用下,平衡掉地层的初始应力跟抗拉强度,对土体跟岩石结构造成扰动、破坏,让地层产生新的裂缝或者是孔隙,同时,让地层中之前的孔隙、裂缝变大,这种沿垂直于桩体形成的平面劈裂,会让浆液在土中产生一种网状结石,实现相应的加固效果。②填充挤密。通过钻孔方式,往桩基中灌注极浓的浆液,让注浆管周围产生“浆泡”,达到挤密土体的效果,浆泡较小时,灌浆压力会沿钻孔往外散,但却不会外渗,等到浆泡变大,其上抬力也变大,实现加固桩基的效果。
2科学设计施工方案
        确保建筑桩基结构的稳固性与安全性,优化建筑桩基工程施工方案,为桩基施工作业提供最科学的参考,则必须做好三方面的工作:第一,做好施工前期准备工作,施工企业应做好前期准备工作,设计精确的图纸与施工方案,并认真审核,及时纠正偏差问题,应通过试验活动进行沉桩,准确核算桩长与桩贯入量等重要参数,合理安排施工线路,选用最佳机械设备与施工技术方案;第二,做好桩基混凝土结构基层处理工作,着重优化桩基混凝土施工工艺,依次按照标准工序进行施工;第三,做好桩基保护工作。延长建筑桩基使用寿命,提高桩基的稳定性,必须综合考虑雨水风雪对桩基的侵蚀因素,科学采取护理措施,设置完整的保护结构层。
3建筑工程桩基础的类型
        桩基础按照承载性质不同可分为摩擦型桩和端承型桩;按照工艺类型可分为预制桩和灌注桩;按照材料性能可分为普通钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土桩等等类型。从桩基础的特性分析,预制桩的承载力较强、施工速度快,但容易受施工环境的影响,若在饱和土层使用预制桩,容易因挤土效应产生位移;钻孔灌注桩几乎不会受地面土层的影响,具有穿越各种硬夹层、嵌岩和进入各类硬持力层的能力,桩基础的尺寸和单个桩都可调节,具有较强的承载力,这是钻孔灌注桩得以广泛应用的重要原因。通过以上分析可知,不同类型的桩基础具有的不同特性决定施工方法存在较大的区别。为了保证桩基础的施工效果和质量,成桩过程中,需特别注意桩基础的施工要点。制定施工方案时,要根据桩基础的施工条件和施工特点,选择符合项目施工要求的桩基础类型,保证桩基础施工质量达到设计目标。
4建筑桩基工程中桩端后注浆施工技术的应用效果
        4.1增强桩与桩周土体间黏结强度
        通过对孔底沉渣厚度、桩位偏差情况进行检查,得出全部桩孔底沉渣厚度均在50mm以下,且桩位偏差小于100mm,最小偏差为30mm。由此可知,在压力一定的情况下,桩端后注浆技术可以促使浆液上返,降低桩孔沉渣厚度,提升桩与桩间土的黏结强度,促使桩的侧摩擦阻力有效提升。与此同时,受浆液的劈裂作用影响,可以顺利深入桩周地层,发挥“加筋”作用,缩小桩位偏差,提高桩基稳固性。


        4.2提高单桩竖向承载力
        通过对桩基检测结果进行分析,可知该工程静载荷试桩13根,经承载力加载达到设计要求的沉降量均在50.0mm以下,I类桩、II类桩优质率为96%,且经桩端后注浆的桩基承载力较普通灌注桩提高20%~40%,与设计要求相符。相较于普通灌注桩而言,桩端后注浆处理技术可以在地层、桩长、桩径等因素一致的情况下,提高20%~40%的单桩竖向承载力,甚至在桩端持力层性质良好的情况下提高80%的单桩竖向承载力。同时在地基承载力正常的情况下,桩端后注浆施工也可以提高建筑物安全系数。
        4.3节约桩基施工成本
        在建筑桩基工程中,可以利用桩端后注浆施工技术,不仅可以同步提升桩的抗震性能、抗拔承载力,而且可以相对减少桩的数量(或减少桩径、桩长),达到压缩、减短工程实施时间,降低桩基施工成本的效果。
5设计工艺
        备好注浆管→安装注浆管阀→桩身浇混凝土→备好注浆设备→准备水泥浆液→注浆→拆设备。①制作注浆管。做钢筋笼时,就要用无缝的35mm钢管做注浆管,封堵其两端,再用丝扣连接接口,注浆管需要比钢筋笼长56cm,在桩底要自钢筋笼中突出4.5cm,上部要比桩顶混凝土面高出45cm,但不允许突出地面。将注浆管下端15cm位置上,按2.5cm的间距钻出5排直径为2.5mm的注浆孔,将其做成喷头。②在桩端安装注浆阀。桩端的注浆阀也要在制作钢筋笼时装好,并把注浆阀跟注浆导管连好,桩底安装的注浆底阀要比钢筋笼长出180mm,用钻孔把出的部分钻花孔,并用生胶带封严孔隙。用超声波检测桩底浆管,合格后再投入应用,以防桩身被浆液塞住。③把注浆管布置好。做好注浆管后,沿钢筋笼按桩径大小设置2根~3根,注意保持对称,在吊放钢筋笼时,钢筋笼不能变形,保证注浆管不受损。孔壁不得被磨损,以免堵孔,喷头处需加混凝土护垫,再按相关规范实施浇混凝土。④确定注浆处。成桩4d~5d后,且该桩7.5m以内无别的钻孔作业,其附近7.5m内的桩体均至少完工4d,以免周边薄弱点溢浆。⑤配备水泥浆。注浆要用P.0.42.5水泥来配备,第一盘水泥用量要加大,第二盘选择0.8的水灰比,当水灰比减到0.6时结束,为保证注浆管不会被未拌开的水泥颗粒堵住,制备时,要控制颗粒大小,并用筛网对水泥浆液实施过滤。⑥设定注浆压力、注浆量还有注浆控制标准。因地质条件不尽相同,注浆量也未作明确规定,故此注浆量取决于地质条件跟施工状况。注浆时要对注浆压力和注浆量实施双重控制,当注入量满足设计要求时,注浆即停止。⑦注浆施工。先对周圈桩位注浆,然后是中间桩位,对于承台中一次性压好的群桩,应该两根桩同时循环注浆:也就是先压桩1的A管,注浆量达到65%时,压桩2的A管,达到同样注浆量后,再压桩1的B管,然后是桩2的B管,这种使同桩两次注浆会有25min~35min的间隔,水泥浆能扩散得很充分,注浆要有施工记录。
结束语
        对建筑物主体结构开展质量检测,不仅有利于保证国民的人身财产安全,而且对部分已经达到或十分接近使用寿命的建筑物采取适当补强措施,从而进一步延长其使用周期有着积极的参考意义。
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