钻孔灌注桩后灌浆方法的研究和应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 钻孔灌注桩后灌浆方法的研究和应 用 摘 要：在南京市龙江体育馆桩 基工程中，采用后灌浆方法提高钻孔灌 注桩的承载能力，比未进行后灌浆施工 的同类型灌注桩承载能力提高了 28%， 在深基桩工程施工中可推广应用。 中国论文网 /2/view-12893040.htm 关键词：钻孔灌注桩 后灌浆 效 果分析 一、引言 随着工农业生产的发展，城市建 筑用地日益紧张，城市建筑不得不由低 层向多层、高层发展，建筑场地有的只 能在已有建筑邻近接建或插建，因此， 对基础承载力和地基的处理技术要求愈 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 来愈高。以往常采用打入式预制桩和冲 击式沉管灌注桩，由于震动影响附近建 筑的使用寿命，噪音影响附近居民的正 常生活，而被迫停工。后采用人工挖孔 灌注桩，由于土层条件差，地基持力层 较深，施工中开挖运输和排放土存在问 题，且挖孔后孔壁支护更有难度。为了 解决以上问题，在软土地基处理中，已 广泛推广应用了钻孔灌注桩，虽然钻孔 灌注桩可以通过不同的孔径、孔深、灌 注不同强度级别的混凝土桩，以达到地 基承载力的要求，但在施工中也常出现 以下几种不利现象： （1）上部结构荷载较大或地层 较差，需要设置直径较大或较长的灌注 桩才能满足设计承载力的要求，因此施 工难度较大，工程造价较高. （2）设计方法欠妥，计算参数 取值有误，勘探资料不准导致单桩承载 力偏低 （3）施工质量不佳，如钻孔孔 壁松动， 孔壁泥皮厚且疏松， 钻孔底 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 部积存的软泥较厚，单桩承载力不能满 足设计要求. 为了解决上述问题，有关部门期 望通过后灌浆施工达到提高钻孔灌注桩 的承载能力 二、后灌浆对灌注桩承载能力的 影响机理 在软弱地基，用钻孔灌注桩提高 地基的承载能力主要来源于桩端承载和 桩周摩擦承载.桩端持力层承载力的大小 决定了于桩端承载力的大小； 桩周岩 土承载力的大小决定了于桩周摩擦力的 大小.各种岩土由于其成分物理力学性质 的不同， 承载力大小各异，.各种岩土 由于分化程度不同，裂隙节理发育程度 不一，承载力相差较大。钻孔灌注桩如 果靠桩端承载，那么桩的承载力的大小 主要决定了于桩端承载力的大小和钻孔 底部浮土厚簿，摩擦桩主要决定了于周 摩岩土的抗剪强度和桩与孔之间的泥皮 的厚簿，按下列公式计算： Pa=BD1F1+AR （1） -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 式中 Pa钻孔灌注桩承载力； B桩直径； D1桩周第 i 层土的厚度； F1 桩周第 i 层土的容许摩阻 力，A桩身横截面面积； R土的容许端承力，用公式 （2）进行计算。 由此，钻孔灌注桩承载力的大小 主要取决于以下几个方面的因素： （1）不同桩径和桩长的灌注桩 将形成不同基础的埋深和承受范围，随 着岩土埋深和承受范围的不同，同一种 岩土形成不同的承载力： RR+Mb（B-2 ）+Md （D- 1.5） （2） 式中 R修正后的地基承载力， MPa； R地基土的承载力，MPa； Mb、Md分别为桩径和桩深 的承载力修正系数 土的容重； B桩径； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 由公式可以看出，不同的桩径和 桩深将形成不同的灌注桩承载能力，提 高灌注桩承载力可以通过扩大桩径，加 深桩长来实现。 （2）桩混凝土强度 在一定范围内随着桩混凝土强度 的提高，桩的承载能力将增大，根据上 部建筑物荷载的大小，设计时要求桩的 强度必须达到一定级别，同时也可以用 提高混凝土的强度级别来增大桩的承载 力. （3）岩土的承载力 地基的承载力来自于桩基作用在 岩土之中的能力，不同的岩土具有不同 的承载力，同一种岩土，由于风化程度、 裂隙发育程度、孔隙比、含水率、塑性 指数、液性指数等的不同而不同，虽然 岩土已不能选择，但通过一种方法或手 段改变岩土的物理、力学性质，提高岩 土自身的承载能力是可行的，而灌浆加 固岩土是一种行之有效的方法。 （4）桩底虚土和桩周泥皮的影 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 响。 钻孔灌注桩由于受钻孔工艺的限 制，成孔后，孔底或多或少将存虚土， 一般在 200500mm 左右，多的达 lm 以上。为了防止孔壁坍塌，钻孔均采用 泥浆护壁，由于泥皮较厚，使桩身与桩 周岩土关系不密切。 灌浆不但可以把桩底虚土或桩周 泥皮置换出来，而且可以增加桩底持力 层的强度，并使灌注桩与桩周岩土紧密 结合。 三、钻孔灌注桩后灌浆方法 1.钻孔灌注桩后灌浆工艺流程 钻孔灌注桩后灌浆工艺流程穿插 在灌注桩施工工艺流程之中 2.灌浆管路制作和敷设 灌浆管路的制作与制作钢筋笼同 时进行，并随钢筋笼安放在钻孔内。敷 管方式有双管和单管两种方式。 （1）双管方式。用两根 1 英寸 焊接管代替两根主筋作灌浆干管，一根 灌进浆，另一根回出浆（兼做补充灌浆） -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 ，并根据灌注桩类型采用桩底多头（3 个以上）支管（射浆管）并串联方式或 采用灌注桩分段多头支管并串联方式。 （2）单管方式。用一根 1 英寸 焊接管代替一根主筋作灌浆干管，从管 内灌进浆，从桩周边反出浆，并根据桩 的类型采用桩底多头或分段多头并联方 式。 （3）出浆盒的制作和安装。无 论是采用单管还是双管并串联方式，出 浆盒的质量非常重要，如出浆盒强度较 小，在敷设过程中已破碎，泥浆和水泥 浆将进入灌浆管中，而堵塞灌浆管，如 出浆盒强度太大，灌浆前无法打开出浆 盒，同样形成不了灌浆通道。通过试验， 木质或硬质塑料制作的出浆盒，较为适 用后灌浆施工的需要。 3.后灌浆方法 不同地基土灌浆浆液有不同特点： 砂砾层中灌浆液以充填为主，浆体固结 强度高；杂填土、粘土、亚粘土、轻亚 粘土、细砂、粉砂、淤泥等土层由于悬 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 浮的水泥颗粒粒径与软土的颗粒粒径相 近，使浆液无法对软土进行渗透，只能 以割裂的方式形成割裂浆脉，不同沉积 的软土层之间的界面易形成割裂浆脉。 （1）根据灌浆浆液在不同地基 中的表现特点，形成了以下灌浆方式： 充填灌浆。在自然界无论是自然 土体还是杂填土，均有不同大小的孔隙， 而这些孔隙是浆液得以充填的必要条件， 当浆液材料的粒径 d 与孔隙大小 D 之比 满足：d/D1/15 时均可进行充填灌浆。 渗透灌浆。浆液在压力的作用下，可在 土中的孔隙中移动，不管土的结构如何， 有无水充填和位于什么样的深度，只要 形成一定的压力差，浆液就可以移动。 劈裂灌浆。浆液在压力作用下， 把土层切割成许多互不连续的个体而浆 液硬化其中，形成板状、树枝状、球状 等。 （2）根据灌注桩及地基土中浆 液不同的表现形式，形成了钻孔灌注桩 后灌浆方法。其步骤如下： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 置换泥浆。首先打开进出浆管路 通道，一管进浆，一管出浆或桩周返浆， 用稀水泥在低压状态下置挨桩底虚土和 桩周泥浆. 充填渗透灌浆加固桩底、桩周并 对桩身进行补强。桩底与桩周泥浆置换 干净后，关闭出浆管，并用双液浆控制 凝胶时间，停止桩周返浆，然后用单液 浆，加大灌浆压力，充填、渗透桩周地 基土，并对桩混凝土孔隙进行补强。在 灌浆过程中，灵活控制灌浆压力，调制 浆液凝胶时间。采用复合灌浆方式和渗 透灌浆方式，使灌注桩桩底、桩周充填 密实，桩周摩擦及桩端持力层承载力提 高。 四、钻孔灌注桩后灌浆施工效果 分析 （1）钻孔灌注桩后灌浆工艺较 为成熟，效果显著，单桩承载力可提高 40% 60%。 北京某六层砖混结构住宅楼，设 计施工 200 根钻孔灌注桩，单桩承载力 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 为 25t/根。桩径 520mm，桩长 9m，后 修改为桩径 520mm，桩长 6m，采用双 管、独头，并联的后灌浆工艺方法，90%的 灌注桩达到了单桩承载力的要求，lO% 的灌注桩在灌浆管路堵塞的状况下采用 补充灌浆施工，使灌注桩全部达到单桩 承载力的要求。 （2）深孔灌注桩灌浆效果受后 灌浆方法影响较大，单桩承载力可提高 20% 30 %。江苏省南京市建委委托大 屯煤电公司和南京市桩基工程公司，在 施工南京市龙江体育馆桩基工程中分别 进行钻孔灌注桩灌浆试验。铁路工程处 试桩 4 根，其中声 1.2m 桩两根，声 1.0m 桩两根，桩深在 60m 左右，单桩 承载能力要求达 5500kN 和 4500kN，41 号、42 号桩进行灌注桩后灌浆试验，49 号、35 号桩不作后灌浆施工，以期进行 同型号桩不同方法施工后的承载能力比 较。选择了双管多头分段并联及单管分 头、分段并联的后灌浆敷管方式，及不 同强度级别的出浆盒，采用了相