张庆丰
城市建设技术集团(浙江)有限公司 浙江省 杭州市 310000
近年来,我国建筑行业发展十分迅猛,在促进我国经济增长的同时,也给建筑施工质量和安全提出了更高的要求。钻孔灌注桩后注浆技术是一项新兴的施工工艺,主要是针对传统工艺所存在的缺陷发展起来的,对改善土体的物理力学性能和建筑桩基桩土间边界条件,提高桩的承载力,减少桩基沉降量具有十分重要的作用。本文就钻孔灌注桩桩端后注浆技术进行了简单了分析,并将其应用于建筑桩基工程,经实践证明取得了不错的效果。
关键词:灌注桩 后注浆施工技术 建筑工程施工 应用
灌注桩后注浆施工技术作为一项应用较为广泛的建筑工程施工技术,不仅具有适宜各种地质的优势,而且能够在施工过程中有效地钢制桩基泥皮以及沉渣的出现,从而积极地有效地提高桩基础的承受能力。不仅如此,灌注桩后注浆施工技术的有效应用,能够大大降低建筑工程的造价,从而为施工单位创造更高的经济效益。可见,该项技术的应用在建筑工程施工中占有非常重要的地位。当然,该项技术在实际的应用当中也存在一些不足之处,比如桩端出现沉渣,会影响桩基持力层,桩身灌注材料质量不佳会影响施工质量等等。所以,本文从学术角度,对该项施工技术在建筑工程施工中的应用原理以及工艺进行论述。
一、灌注浆后注浆施工技术应用原理
在建筑工程施工技术体系中,灌注桩后注浆施工技术属于渗透注浆施工技术与劈裂注浆施工技术相结合的技术。而其中,劈裂注浆指的是在一定的压力作用下,水泥浆液通过注浆管压入桩端以及桩侧的地层孔隙中,使原本松散的沉渣、土壤颗粒、孔隙与孔隙胶有效地结合成一个强度较大的结合体,从而提桩端的阻力以及桩侧的摩擦系数,使桩侧土固结与更加密实,以此提高注浆区域土体的强度。被压入的高压水泥浆可以有效地克服土体主应力面的初始压应力,从而使土体产生劈裂与破坏,而水泥浆则沿着土体的裂缝渗入至填充孔隙中,当桩底注入一定的水泥浆时,那么水泥浆则会使虚土沉渣的物理性能、化学性能、力学性能发生改变,还包括桩和岩层土体的边界条件也会随之发生变化,发生劈裂效应,形成强度较高的复合土体,使承载力得以提升。往桩侧注入一定量的水泥浆时,浆液以相同的原理和土体高度结合,使水泥浆固化,从而提高桩侧阻力,浆液注入的位置同样产生劈裂效应,与土壤颗粒形成高度较大、强度较高的网状复合土体,增加土体密度,提高土体的承载能力以及侧阻力。
二、灌注桩后注浆施工技术在建筑工程施工中的应用
2.1 工艺流程
在建筑工程施工中,灌注桩后注浆施工技术的应用程序主要如图 1所示。
图 1 灌注桩后注浆施工技术主要工艺流程图
如图 1所示,灌注桩后注浆施工技术主要是在成孔之后实施的技术,在这一过程中,还包括预埋管件的检查与加工、混凝土的养护等等。
2.2 施工工艺
(1)成孔施工。钻孔之前应准备好机具,并且要严格复核测量基线、桩位以及水准点,在桩身离钢筋内侧 5~10cm 的距离,以120°分布 3个孔,然后采用地质钻机进行注浆孔施工。在成孔过程中,施工人员应当对钻孔深度进行严格的控制,并确保孔深应低于桩底 50cm 以上。
(2)清孔。清孔可以选择与工程实际相结合的设备,比如采用高压旋喷钻机,旋转喷射水流对孔底进行清洗,使灌注桩孔底的岩粉和泥坯等杂质被完全冲出孔底,直到排气返水清澈。
(3)注浆管制作。进行水泥注浆管制作时,应该根据用途以及材料进行制作。当注浆仅是为了加固土体时,可以选择钢管或者塑料管;当注浆加固岩体而且需承受一定的力作用时,可以选择钢管进行注浆施工。结合以往工程实例研究,大都采用的是长度大于钢筋笼 0.7m 左右的钢管,钢管为无缝钢管且封闭。
要进行注浆施工,需要在灌注桩底部有意布置适当压浆喷孔,并且对灌注桩浆管截面积以及主控浆孔面积进行计算,注浆孔面积的和应该小于注浆管截面积。
(4)注浆管安装。在这一过程中最主要的是钢筋笼的下放。在注浆管安装时,应将注浆管固定在钢筋笼上,用铁丝进行绑扎固定。注浆管的底部应该比钢筋笼高出 200~300mm,并且底部超出的部分要进行封堵。此外,还应在侧壁布置孔径为 7mm 或者8mm 的梅花形孔,然后采用胶布对其进行缠绕与包装。
(5)注浆施工。指的是将能够固化的浆液灌注到裂缝或者是孔隙中,然后通过填充、滞缓、挤压等多种方法改善其力学性能。在注浆施工中要严格注重注浆施工的顺序。也就是说,当建筑工程施工场地的基土属于软土的时候,灌注桩桩距不宜过近,否则会影响灌浆质量。所以,在注浆施工中要采取合适的间隔进行施
工。
进行第一次注浆时,应该在注浆前进行压水试验,确保注浆管没有堵塞,确保注浆初压力符合施工要求。通常情况下,初次注浆采用 2~3级水压机逐步进行,并且要求有一定的压水时间以及压水量,其中压水压力应以注浆管疏通为标准。压水试验结束之后,借助高压泵以及预埋管将配置好的水泥浆液注入桩底。在初次注入时,要对注浆量、注浆压力、注浆速度进行严格控制,并记录注浆过程中灌注桩的上抬量。
进行第二次注浆时,与第一次注浆一样,浆液应该先稀后稠。然后采用双液注浆机将已经配置好的水玻璃与浆液分别通过注浆管高压注入到孔底交融,将孔底封堵。封堵结束之后,应该撤离水玻璃注浆管,然后采用水泥净浆高压灌注,在灌注过程中必须控制灌注速度,当出气管有水泥浆冒出时,应采用阀门方式或者螺栓堵头将出气口密封,然后进行加压,直到恒压为 6MPa为止。当注浆孔阀门紧闭时间在 1h左右后,可以将高压泥浆泵的连接管路断开。
注浆结束后,就是闭浆。也就是在注浆管底部采用机械封堵闭浆,通常,建筑工程中灌注桩后注浆施工技术闭浆时间为 1~2d。
(6)清洗机具。打开回浆阀进行卸压,并卸载管线,最后对机
具和管线进行清洗。
三、灌注桩后注浆成桩检测与应用效果分析
在建筑桩基工程中运用钻孔灌注桩注浆技术,根据相关规范要求对工程进行了竖向静载荷实验和高应变动力实验。其中前者主要是用于确定天然状态下单桩的竖向极限承载力,而后者是为了检测单桩在运荷下的极限承载力,以及确保桩身结构的完整性。
(1)单桩竖向静载荷实验:将反力装置系统、加载系统以及荷载控制及测量系统构成整个实验系统,并采用锚桩反力梁法与慢速维持荷载法,有针对性的选取工程中的桩进行实验。经实验表明,随着负荷的增加,桩基并没有出现沉降的现象,说明桩基的承载力十分稳定,那么该项灌浆技术在建筑桩基工程中取得了不错的效果。
(2)高应变动力实验
对桩基承载力进行实验,发现桩侧和桩端阻力发挥比较均衡,说明注浆技术对提高桩基承载力,改善桩体受力的适用性具有良好的效果。
结束语:
桩端后注浆技术是一项高科技含量的施工技术,在建筑桩基工程中应用该种技术使单桩的实际承载极限得到有效提高,进而促进桩基沉降量得到有效降低。因此,在建筑桩基工程的施工过程中越来越普遍地应用到该种技术。但是在该种技术的实际应用过程中必须保证工艺选择的合理性,且需加强对施工过程中的各个操作环节进行严格控制,保证施工质量。只这样才能保证在使用桩端后注浆技术时促进工程桩基的质量得到有效提高,进而促进技术价值得到充分体现。
参考文献:
[1] 黄加发.关于高层建筑桩基工程中桩端后注浆施工技术的应用[J].建材与装饰,2019,(19).20-21.