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長沙灣特大橋后注漿鉆孔灌注樁施工技術

發布時間:2019-07-01所屬分類:科技論文瀏覽:1

[摘要]鉆孔灌注樁因施工方便、設備簡單、承載力高等諸多優點被廣泛運用到建筑工程中,但遇到樁端持力層地質條件差時,會大大降低樁端的承載力,增加樁的沉降量。而鉆孔灌注樁的后注漿技術可以實現對樁端和樁側的固化,消除鉆孔灌注樁的工藝缺陷,提高樁端的

  [摘要]鉆孔灌注樁因施工方便、設備簡單、承載力高等諸多優點被廣泛運用到建筑工程中,但遇到樁端持力層地質條件差時,會大大降低樁端的承載力,增加樁的沉降量。而鉆孔灌注樁的后注漿技術可以實現對樁端和樁側的固化,消除鉆孔灌注樁的工藝缺陷,提高樁端的承載力、樁側阻力,減少樁的沉降量。本文結合廈深鐵路長沙灣特大橋樁基工程后注漿鉆孔灌注樁施工中的具體情況,介紹后注漿鉆孔灌注樁的施工技術和質量控制要點。

  [關鍵詞]鉆孔灌注樁;后注漿;樁端;樁側;固化;工藝缺陷

建筑施工

  1工程概況

  長沙灣特大橋位于廣東省汕尾市海豐縣,全長14.1km,是廈深鐵路第二長橋,也是廣東境內最長的跨海大橋。特大橋設計全長14.092km,墩身346個,樁基3421根,樁基直徑最大1800mm,樁長38m。其中部分樁基為后注漿鉆孔灌注樁,單樁注漿量1.2t,終止壓力2MPa,共2292根,采用樁端樁側復合式注漿法。主橋的橋墩高度為25m,橋墩基礎深度超過35m,科技含量高、施工戰線長、工程干擾大,施工技術難度為我國快速鐵路跨海大橋所罕見。廣大參建員工精心組織、科學攻關,克服了深海墩基施工等難題,安全優質地完成了大橋建設工程。

  2注漿施工

  鉆孔灌注樁后注漿技術是通過預設在樁身內的注漿導管注入水泥漿,提高樁端的承載力、樁側阻力,尤其是固化樁底沉渣虛土,使樁端持力層成片連接,達到提高單樁承載力,減小樁基沉降的目的[1]。

  2.1注漿施工前期工作

  2.1.1注漿管制作

  (1)注漿管管材、規格:為保證注漿管連接強度,采用4根φ25注漿管,管壁厚度為2.5mm的焊管。(2)樁端注漿采用2根21m的φ25注漿管,裝置采用防磨防滲單向逆止閥。(3)注漿管連接:注漿管采用套管焊接,孔口安裝時用管箍連接注漿管。(4)樁側注漿管采用2根16m的φ25注漿管,在設計規定尺寸處布設注漿環(鋼絲軟管連接2根注漿管,圍繞鋼筋籠一周)。

  2.1.2注漿管布設

  (1)樁端注漿管。沿鋼筋籠內側對稱布設4根焊管作為注漿管,焊管與鋼筋籠加強筋焊接。注漿管底部長出鋼筋籠底端40cm,焊管頂部高出地面20cm左右,以利于注漿施工。若灌注樁孔深打深的話,應加長樁端注漿管的長度,以保證注漿單向逆止閥可以完全插入土中。樁端單向逆止閥由2根直徑分別為2cm、2.5cm的管組成。在直徑為2.5cm管的兩側各有3個直徑為6mm的預留小孔,并用膠布封死,以防止下鋼筋籠時泥漿進入。逆止閥的內部有1個可以活動的白色圓球,當用高壓注漿泵壓注入水泥漿液時,圓球沉入底部,漿液會沖破膠布注入樁端。當停止注漿時,圓球會由于壓力作用上升,最后卡在2個直徑不同的注漿管接口處,從而防止水泥漿返入地面[2]。

  (2)樁側注漿管。2根鋼絲軟管由2個三通注漿閥連接,并連接到樁側注漿管上。在鋼絲軟管的1/3和2/3處,用φ8的鉆頭打孔,并用塑料膠布纏繞密閉,作為樁側注漿的注漿點。鋼絲軟管安裝在鋼筋籠的外側,直徑略大于鋼筋籠的直徑,以便有較少的混凝土包裹,從而漿液能順利的流入樁側[3]。

  2.1.3注漿管下入孔樁

  注漿管隨鋼筋籠一起下入孔內,吊起時要防止彎折。孔口搭接時注意鋼筋籠垂直度,下孔時要緩慢,鋼筋籠一定要下到孔底,禁止上下沖擊和懸吊。

  2.2注漿施工參數及技術

  2.2.1施工參數

  (1)注漿液的水灰比宜為0.5,漿液宜滲入減水劑。(2)注漿壓力:注漿打開后,樁端穩定注漿壓力>2.0MPa,終止壓力可取為2MPa。(3)注漿流量不宜超過75L/min,在實際的操作中控制注漿泵的轉速在550~650r/min。(4)注漿量:注漿量以水泥量控制,單樁注漿總量為1200kg。

  2.2.2施工技術

  (1)注漿管的開塞。在成樁后2d,用清水對注漿管進行開塞,使注漿管暢通。開塞時,壓力由小漸漸加大。當壓力突然變小,說明已開通注漿管道,應立即停止注水,將頂管密封好。(2)注漿時間。注漿的樁應在混凝土灌注完成3~7d后,并且該樁周圍8~10m范圍內沒有鉆機鉆孔作業,該范圍內的樁混凝土灌注完成也應在3d以上。遇特殊情況可做提前壓漿,視現場情況而定。(3)注漿順序。采用復合式注漿,對于飽和土的復式注漿順序宜先樁側后樁端,對于非飽和土宜先樁端后樁側,對于多斷面樁側宜先上后下。對于本工程的注漿順序為先樁側后樁端,樁側注漿先上后下,能達到壓漿密實。

  由于樁基密集,壓漿時最好采用整個承臺群樁一次性壓漿。壓漿先施工周圈樁形成一個封閉圈,再施工中間,保證中間樁位的壓漿質量。壓漿時采用3根樁循環壓漿,即先壓第1根樁的側壓漿A管,壓漿量約占總量的1/3(400kg水泥),壓完后再壓另1根樁的A管和第3根樁的A管,然后依次為第1根樁的B管,第2根樁的側壓漿B管和第3根樁的B管。

  這樣就能保證同一根樁2根管壓漿時間間隔40~90min以上,給水泥漿一個擴散的時間,使漿液有充分的時間充填、滲入、擠密、壓實,擴大壓漿效果。本工程為群樁,注漿時宜先外圍后內部,先注外圍樁可以保證注內部樁時漿液在整個群樁中充分擴散。先全部施工完側壓漿,再施工端壓漿。端壓漿施工順序同側壓漿,這樣施工能使樁側樁端間隔時間不小于2h,保證灌注樁的樁側水泥漿凝固達到封死作用,使樁端的漿液由于上部封死而往樁底擴散。若出現個別樁壓漿量達不到設計要求,可視情況加大臨近樁的壓漿量作為補充。

  2.3后注漿施工控制

  (1)水泥漿攪拌。根據施工要求進行樁端注漿。樁端注漿水泥量為800kg。在攪拌水泥漿前應用按攪拌桶的體積計算出水泥漿配比所需要的水容量,并做好標記。在每桶水泥漿攪拌完畢后,應使用泥漿比重計進行測量,并做好記錄。根據比重計顯示的比重來調整水泥漿的粘稠度,注漿從稀開始、濃漿結束。

  (2)水泥的過濾。在水泥漿攪拌好后,放入過濾網進行過濾,防止有水泥顆粒進入壓漿管路中,造成壓力過高或管路堵塞。

  (3)壓漿管路系統連接。高壓注漿管用三通與壓漿導管進行連接。接口處一定要嚴密,以保證注漿壓力的準確性。

  (4)進行注漿。開始注漿時,注漿壓力會偏高(開塞壓力),觀察壓力表和漿液的注入情況,并做好記錄。如果出現壓力偏高、不足或樁側溢漿,應該根據規范采取措施。當達到注漿量時,應該停止注漿,關閉三通下閥門打開上閥門,保證水泥漿不會從壓漿導管中溢出。

  (5)注漿終止條件。當滿足下列條件之一時,可終止注漿:①注漿總量和注漿壓力均達到設計要求。②注漿總量已達到設計值的75%,且注漿壓力超過設計值。③地面出現冒漿。如滿足,則以上兩個條件其一時,可停止注漿;如不滿足,則采用間歇注漿直到滿足條件為止。④水泥壓入量達到設計值的75%,且注漿壓力超過5.0MPa或達到設計注漿壓力的150%,并維持5min以上可停止壓漿。壓漿結束時作好記錄,用清水將高壓管沖洗干凈并放好。

  2.4注漿效果分析

  從實踐來看,樁端注漿的單樁極限承載力均大于未注漿的承載力;樁端、樁側同時注漿,不但單樁垂直承載力提高幅度更大,也提高了樁側阻力,有效減少了單顆樁的下沉量。

  3結束語

  實踐證明,鉆孔灌注樁后注漿可以有效地提高樁端承載力、樁側阻力,減少單個樁的沉降量,廈深鐵路長沙灣特大橋喜獲國家優質工程獎。鉆孔灌注樁后注漿技術作為一種新型工藝將在未來的建筑施工中得到廣泛的運用。

  [參考文獻]

  [1]胡敏.鉆孔灌注樁后注漿技術的施工控制要點[J].建筑施工,2018,40(08):1295-1296+1300.

  [2]安澤.鉆孔灌注樁后注漿效果模型試驗及數值模擬研究[A].《工業建筑》編委會、工業建筑雜志社有限公司.《工業建筑》2018年全國學術年會論文集(下冊)[C].《工業建筑》編委會、工業建筑雜志社有限公司:工業建筑雜志社,2018:4.

  [3]姚建平,蔡德鉤,朱健,王立偉.后壓漿鉆孔灌注樁承載特性研究[J].巖土力學,2015,36(S1):513-517.

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