探究桩端后注浆施工技术在建筑桩基工程中的应用

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年第11期   作者:王东蛟
[导读] 结合某建筑桩基工程实例,简要介绍了桩端后注浆施工准备内容,如制作注浆管、注浆设备的选择、注浆压水试验、。

        王东蛟
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        [摘要]结合某建筑桩基工程实例,简要介绍了桩端后注浆施工准备内容,如制作注浆管、注浆设备的选择、注浆压水试验、现场准备要点等,提出桩端后注浆施工技术应用要点,合理安装注浆管、疏通注浆通道、注浆施工要点,并明确施工注意事项,能提高建筑桩基的稳定性,可为类似工程项目提供良好参考。
        [关键词]桩端后注浆﹔桩基工程;桩基承载力
        桩端后注浆施工技术属于劈裂注浆法的一种,在建筑桩基工程项目中,通过采用此种施工技术,能提升建筑桩基工程的施工质量,提高桩端承载力。因此,建筑工程施工人员要根据现场的具体情况,科学选择桩端后注浆施工技术,提高工程的整体质量。
        1工程概况
        湖州市第三人民医院迁建工程总建筑面积62370m2,地上建筑面积59083m2,地下建筑面积3287m2,该建筑工程的设计使用年限是50年,地震设防烈度是6度。结合工程设计要求,该工程项目的基础结构为甲级,桩基环境类型属于二类,在场地内部无饱和砂土,故无须考虑饱和砂土液化现象。该建筑工程桩基采取钻孔灌注桩施工方式,钻孔灌注桩数量629根,设计桩径(600及700,有效桩长36m,桩端持力层为8号土层粘土层),要求桩端进入持力层大于5m,单桩抗压承载力特征值分别为1100kN和1050kN,采取桩端后注浆施工技术进行施工。
        2桩端后注浆施工准备内容分析
        2.1制作注浆管
        桩端后注浆施工技术主要指建筑工程钻孔灌注桩混凝土浇筑结束后,利用预埋的压浆管道,在钻孔灌注桩的底部压入水泥浆液,进而更好地改善桩基与周围土层条件,提高建筑桩基的稳定性与整体性。为保证桩端后注浆管连接强度得到更好提升,在具体施工期间,施工单位优先采用无缝钢管,也可采用黑铁管或镀锌管。
        本工程设计采用DN25黑铁管作为注浆管,每桩2根,注浆管的管壁厚度不宜超过3 mm,在桩端后注浆管制作过程中,施工人员需要在注浆管底部设置4排注浆头出浆孔,每排出浆孔之间的距离是50mm,每排旋转90°钻出4个小孔,出浆孔的直径为5—6mm,施工人员需使用胶带,将花管端部紧密缠绕并密封,然后使用细铁丝在外部缠绕,有效保证注浆效果。
        此外,在制作钻孔灌注桩底部钢筋笼时,要合理控制注浆管喷头制作高度,一般注浆管在距离桩底部16cm位置制作喷头。
        2.2 注浆设备的选择
        在此建筑桩基工程施工期间,桩端持力层主要是粘土层,部分含砂砾层,渗透性比较好,渗透系数大,所以施工单位可以选择注浆泵进行注浆,注浆泵工作压力不宜超过6MPa。在实际注浆期间,施工人员需要合理选择注浆泵型号,采取浇灌方式进行施工。通过采取此种施工方法,不仅能缩短注浆时间,而且可显著提高注浆速度。
        在搅拌机浆液出口位置设置滤网,保证浆液质量满足施工标准要求,压浆设备内部管路保持良好的密封性,注浆管连接部位,还要设置止浆阀,注浆完毕后,避免浆液大量流出。在注浆系统中,注浆管起到良好的输送和连接作用,因此,注浆管要连接稳固,保持良好的密封性,焊接完毕后,可采用管箍形式进行有效连接。
        2.3 注浆压水试验
        注浆压水试验作为桩端后注浆施工中的核心环节,在桩端注浆施工前,施工单位务必进行压水实验,其核心目标是打通注浆通道,保证泥层与沉渣得到更好控制,提高加固效果。通常情况下,压水试验时间控制在1—2 min之间,压通后及时通水。
        2.4现场准备要点
        在桩端后注浆施工之前,施工单位要对施工现场进行全方面勘察,详细了解施工场地的地质环境与水文条件,为后续的施工奠定坚实基础。在打桩前,施工人员还要平整场地,并认真按照设计方案施工,打桩位置不宜设置水准点。桩端后注浆施工场地水电管要保持稳定连接,为后续打桩作业提供良好条件。通过加强现场准备,能帮助施工人员进一步了解桩端后注浆施工工艺流程,减少施工能源的损耗。施工单位管理人员还要根据实际情况,有针对性地制订施工现场管理方案。
        3桩端后注浆施工技术应用要点
        3.1合理安装注浆管
        在此建筑工程项目中,注浆管和钢筋笼共同下放,为更好提升注浆管的密封性能,注浆管对接头后,施工人员需要在管内部注满水,然后进行混凝土导管的下放。在下放注浆管时,要缓慢起吊及下放,避免混凝土导管影响已经安装完毕的注浆管。

注浆管下放完毕后,其上部高出地面0.5m左右,同时采用科学的防护措施,避免钻机行走时碰撞到注浆管。
        另外,在丝扣连接部位,为避免压浆管发生松动,需要使用混凝土垫块有效保护喷头,避免发生孔壁摩擦现象,降低压浆孔发生堵塞现象的概率,施工流程如下。
        (1)施工人员将钢筋笼和注浆管上部有效捆绑,注浆管下部保持自由态。
        (2)焊接注浆管,焊接完毕后,保持注浆管稳定连接,然后下放钢筋笼,将注浆管解开。
        (3)将注浆管和钢筋笼紧密绑扎,并按具体的施工流程要求进行混凝土的浇筑。
        3.2疏通注浆通道
        该建筑桩基工程中的钻孔灌注桩成桩24h之后,施工人员要对注浆管道进行预压劈裂通道施工,形成稳定的劈裂桩底混凝土保护层,保持注浆通道更加畅通。压水压力不宜小于1 MPa,不宜超过2MPa,保持注浆系统的畅通性。注浆系统通畅后,其内部的压水压力逐渐下降,可以暂停压水,同时将阀门封闭,封闭时间不宜少于10min,不宜超出20 min,保证管道压力彻底消散。压水量不宜超过0.2 m3/min,如果水流过大,会对钻孔灌注桩产生较大冲击。
        3.3注浆施工要点
        在建筑桩基工程项目当中,压浆施工需一次完成,施工人员可以整个承台群桩为基础,开展一次压浆施工。在压浆施工期间,施工人员可先进行周围桩压浆施工,然后进行中间桩压浆施工。
        在压浆环节,可选择2根桩实施循环施工,在对1根桩A管压浆时,要保证压浆量达到压浆总量的70%,才能够进行另一根桩A管压浆,第2根桩的A管压浆结束后,对第一根桩B管与第2根桩B管实施压浆。每根桩2根管的压浆时间不宜少于30min,为水泥浆液的扩散提供充足时间,进一步提升桩端后注浆施工效果。
        (1)严格控制注浆压力。桩端后注浆压力包含起渗压力、扩展压力与注浆管摩阻力等,施工人员根据试验桩,科学确定注浆压力,注浆的初始压力不宜超过1MPa,不宜小于0.5MPa,由于注浆压力的逐渐提升,浆液浓度也随之提升,孔底吸浆量会逐渐下降。
        (2)在此建筑桩基工程项目中,注浆的终压压力不宜超过4MPa,注浆压力达到终压压力后,要进行稳压,稳压时间不宜少于3min,实际控制在5min左右,注浆压力逐渐上升到终压压力之后,方可暂停注浆施工。
        (3)合理控制浆液浓度。在本建筑桩基工程中,桩端后注浆的水灰比在0.45—0.65之间,注浆初始阶段,浆液粘稠度比较小,桩底贯通后施工人员要提升浆液浓度,进而更好地提升密封与加固效果。若桩体的可灌性比较差,则可以使用水灰比较低的浆液。为了防止浆液快速凝结,避免出现离析现象,浆液搅拌时间不宜超过3min,不宜少于1min。
        (4)结合该建筑桩基工程设计要求得知,每桩的连续注浆时间不宜超过60min,不宜少于30min,在特殊情况下,施工人员可采取间隙注浆施工方式。为了防止出现桩凝结现象,也可采取小泵量连续注浆施工方法进行施工。
        (5)在建筑桩基工程中,施工人员还要科学控制注浆量,设计每根桩注浆水泥用量为1.5t,根据桩基之间的距离,有针对性地控制注浆量,注浆量通常在2.5—3t之间。在注浆期间,如果注浆时间过长,会引发地面冒浆现象,周围桩孔容易出现串浆。
        4结束语
        综上所述,通过此建筑桩基工程中,运用桩端后注浆施工工艺,可显著提高桩基承载力,避免桩基出现较大沉降。在具体的施工环节,要求施工人员认真按照施工工艺流程进行施工,并科学设置参数。通过采用上述施工工艺,该建筑桩基工程经过检测单位检测后,单桩抗压承载力均满足设计要求,至工程竣工,共进行沉降观测38次,最大沉降量37mm,最小沉降量21 mm,相邻两点最大沉降差为4mm,均满足设计及规范要求,工程质量优良,故能为类似工程项目提供有效的借鉴与参考。
        参考文献
        [1]张强.探究桩端后注浆施工技术在建筑桩基工程中的应用[J].砖瓦,2021(06):177-178.
        [2]邓文杰.建筑桩基工程中桩端后注浆施工技术应用研究[J].绿色环保建材,2021(04):114-115.
        [3]刘坤.建筑桩基工程中桩端后注浆施工技术应用研究[J].四川水泥,2020(12):107-108.
        [4]张展忠.桩端后注浆施工技术在建筑桩基工程中的应用分析[J].建筑技术开发,2020,47(14):21-22.
        [5]王巍.高层建筑桩基工程中桩端后注浆施工技术的应用分析[J].江西建材,2020(05):165-166.
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