深厚软基超长钻孔灌注桩后压浆关键技术研究-建筑与土木工程专业毕业论文

万方数据万方数据摘 摘 要摘 要钻孔灌注桩后压浆技术可以有效地减少桩底的沉渣和桩侧泥皮对桩基的固有缺陷，能够大幅度提高桩基的承载能力，以及改善桩一土之间的相互作用关系，并能够减少桩身长度。目前，随着桩基工程技术的迅猛开展，该技术表现出强劲的开展势头，并且应用范围在不断的扩大。本论文通过绍兴市钱清镇东大小江引桥现场试验对钻孔灌注桩后压浆技术的压浆理论和作用机理进行分析、重点对深厚软基超长桩后压浆工艺控制技术研究、并进行现场试验研究通过静载试验和声测对压浆效果进行检测、及压浆过程中出现的问题进行分析研究，得出如下结论：1．在比照分析国内外钻孔灌注桩后压浆研究的根底上，对桩端桩侧联合注浆及桩端注浆各方面理论的进行深入研究，将使人们对后压浆机理的认识不断提高，对影响桩端(侧)压力注浆承载力因素的认识不断深入。对注浆体细观机理及力学性质、注浆浆液扩散方式进行研究完善。2．在比照分析国内外后压浆工艺的根底上，进行深厚软基超长钻孔灌注桩后压浆的设计，确定桩端桩侧联合注浆施工工艺、注浆方式，以及后压浆设备及工艺选型原那么。3．依托现场试验对桩端桩侧联合注浆及桩端注浆的开塞时间、注水量开塞压力、注浆量、注浆压力、注浆顺序、以及注浆过程中出现的相关问题进行了分析研究并采取了相关措施。针对桩侧PVC管注浆过程成功低的情况，采用无缝钢管弯圆代替，提高桩侧注浆的可靠性等。4．通过对注浆桩和非注浆桩两种试验桩进行现场静载荷试验，对静载荷试验结果进行分析研究，通过对Q-s曲线以及静载荷试验下桩身轴力、侧摩阻力分析研究，得到后注浆灌注桩荷载传递机理与破坏特性以及承载力提高设计参数；并通过声波透射法对试验桩进行无损检测。可用于指导工程实践和理论研究。经实例验证具有较好的经济效益。图[55】表【20】参[50】关键词：深厚软基：钻孔灌注桩后压浆；施工工艺；压浆理论；静载荷试验分类号：TU753安徽理工大学硕士学位论文-11-abstractAbstractabstractAbstractBoredaftergroutingtechnologycarleffectivelyreducethepilebottomsedimentandpilesofmudcakeonthepileofinherentdefects，cansignificantlyincreasethecarryingcapacityofthepile，andtoimprovethepile—soilinteractionrelationshipbetween，andtoreducethelengthofthepile．Now,withtherapiddevelopmentofpilefoundationengineeringtechnology,thetechnologytoshowstrongmomentumofdevelopment，andconstantlyexpandingrangeofapplications．Inthisthesis，QianqingTown，ShaoxingCity,thesizeoftheriverbridgeapproachtofieldtestgroutingtheoryandmechanismofpostgroutingtechnologyofboredpileswereanalyzed，focusingonsoftgroundlongafterdeeppilegroutingprocesscontroltechnologyresearch，andsitepilotstudymeasuredtheeffectofsqueezingthroughstaticloadtestandacousticdetectionandgroutingproblemsoccurredduringanalysis，thefollowingconclusions：1．Onthebasisofpost-groutingboredathomeandabroadresearchonthecomparativeanalysisofpilegroutingpilegroutingandconductallaspectsofthetheorysideendpile--depthstudy,willallowpeopletorecognizepost··groutingmechanismcontinuousimprovementofgroutingpressureonthepileendbearingelements(side)deepeningunderstanding．Mesogroutingmechanismandmechanicalproperties，groutdiffusionresearchtoperfect2．Analysisandabroadaftergroutingprocess，basedonthecomparisonperformedaftergroutingdesignofdeepsoftgroundBoredPilesdeterminepiletipsidejointgroutingpileconstructiontechnology,groutingway,andaftergroutingequipmentandtechnologyselectionprinciple．3．Relyingonfieldtestonthepileendsidejointgroutingpileandpilegroutingunpluggingtime，unpluggingpressurewaterinjection，grouting，groutingpressure，groutingsequence，groutingandrelatedissuesarisinginthecourseItwasanalyzedandtakerelevantmeasures．ForpilesidePVCpipegroutingprocesssuccessislow,seamlesssteelpipebendsinsteadofround，improvethereliabilityofthepilesideofthegroutingandthelike．4．Grouting4．Groutingpileandnon-pilegroutingtwotestpilesfieldstaticloadtest，thestaticloadtestresultswereanalyzedbyanalysisofQ-Scurveandstaticloadtestunderaxialforce，lateralfriction，obtainedaftergroutingpileloadtransfermechanismandfailurecharacteristicsanddesignparameterstoimprovethebearingcapacity；andthroughtheacoustictransmissionmethodfornon-destructivetestingtestpiles．Itcanbeusedtoguideengineeringpracticeandtheoreticalresearch．Examplesofverificationbythegoodeconomicbenefits．Figure【55】table【20】reference【40】Keywords：deepsoftground；aftergroutingboredpile；constructiontechnology；groutingtheory；staticloadChinesebookscatalog：TU753·IV．万方数据目 目 录目 录摘 要 IAbstract ． ．．III1 绪论 11．1研究背景及意义 11．2国内外研究现状 11．3本文的研究方法及主要工作 62钻孔灌注桩后压浆注浆理论 92。1钻孔灌注桩后压浆的概念及分类 92．1．1 钻孔灌注桩后压浆按注浆部位的分类 92．2钻孔灌注桩后压浆的注浆理论 ．122．2．1 后压浆渗透注浆理论 ．122．2．2后压浆压密注浆理论 ．142．2．3后压浆劈裂注浆理论 ．152．3本章小结 183深厚软基超长钻孔灌注桩后压浆工艺控制技术研究 213．1概述 ．．213．2钻孔灌注桩后压浆设计方法 ．213．2．1钻孔灌注桩后压浆设计前准备 ．213．2．2钻孔灌注桩后压浆的承载力设计 ．2l3．2．3钻孔灌注桩后压浆浆液水灰比确定 ．233．2．4后压浆顺序确实定 ．233．2．5后压浆节奏确实定 ．233．2．6后压浆压力确实定 ．243．2．7后压浆量确实定 ．243．3深厚软基超长钻孔灌注桩后压浆工艺控制成套技术 ．253．3．1后压浆的技术原理 ．263．3．2后压浆成桩及加固机理 ．263_3．3后压浆桩应用范围 ．273．3．4后压浆桩的施工设备及要点 ．273．3．5后压浆桩注浆管的设置 ．283．3．6后压浆桩施工工艺及要点 。293．4本章小结 394深厚软基超长钻孔灌注桩后压浆现场试验研究 ．414．1钻孔灌注桩后压浆现场静载荷试验 ．414．1．1工程概况 ．414．1．2地质条件 ．41万方数据安徽理工大学硕士学位论文4．1．3静载荷试验加载方式安徽理工大学硕士学位论文4．1．3静载荷试验加载方式 ．414．1．4试验数据监测方法 ．444．1。5现场静载荷试验结果分析 ．454．2钻孔灌注桩后压浆现场声波透射法测检测 ．564．2．1 钻孔灌注桩后压浆注浆前声波透射法检测 ．564．2．2钻孔灌注桩后压浆注浆后声测检测 ．574．2．3钻孔灌注桩后压浆注浆前后声测比照分析 ．584．3本章小结 ．．605结论与展望 635．1主要结论 ．635．2研究展望 ．63参考文献 ．65致谢 ．69作者简介及读研期间主要科研成果 ．．71万方数据目 目 录ContentsAbstract 1111 Threadon ．．11．1 BackgroundandSignificance． ．．．．．． ．．． ．．． ．．．11．2Researchstatus．．．． ．．．． ．． ． ．．．．．． ．11。3Researchmethodsandmainwork ． ． ．62 AftergroutingBoredGroutingTheories 92．1 AftergroutingBoredconceptandclassification ．．92．1．1 GroutinggroutingBoredclassifiedsite 92．2AftergroutingtheoryofgroutingBored．．．．．．． ．．． ．．． ．．．122．2．1 Aftergroutingtheorypermeationgrouting ．122．2．2 Aftergroutingcompactiongroutingtheory ．142．2．3 Afterspliuinggroutinggroutingtheory 152．3 Chaptersummary 183 GroutingtechnologycontrolBoredPileindeepsoftbaselong ．213．1 Outline ． ．213．2AftergroutingBoredPileDesignMethod ．213．2．1 DesignreadybeforegroutingBoredPiles 213．2．2CapacityDesignAfterthegroutingBored．．213．2．3Boredaftergroutingwatercementratioisdetermined．233．2．4Determinetheorderaftergrouting．．233．2．5 Aftergroutingrhythmdetermined 233．2．6 Afterthedeterminationofgroutingpressure ． 243．2．7 Afterthedeterminationoftheamountgrouting 243．3 AfterdeepsoftfoundationgroutingBoredPilesCompleteprocesscontroltechnology ．253．3．1Aftergroutingthetechnicalprinciples．．263．3．2Aftergroutingpileandstrengtheningmechanism．．263．3．3 AftergroutingpileApplications 273．3．4Constructionequipmentandelementsofpostgroutingpile．．273．3．5Aftergroutingpilegroutingpipeset．．283．3．6 AftergroutingPileConstructionTechnologyandPoints 293．4 Chaptersummary ． ． 394 FieldstudyofdeepsoftgroundaftergroutingBoredPiles ·414．1 AftergroutingBoredfieldstaticloadtest ．．41-VII—万方数据安徽理工大学硕士学位论文4．1．1安徽理工大学硕士学位论文4．1．1 Projectoverview 414．1．2 Geologicalconditions ．414．1．3 Staticloadtestloading 414．1．4 Testdatamonitoring 444．1．5 Staticloadtestresultfield 454．2AftergroutingBoredliveacousticdetectionPENETRATION．．．．．．．．．．．．．．．．．．．564．2．1 AftergroutinggroutingBoreddetectedbeforeSonicTransmissionMethod ． 。．564．2。2 AftergroutinggroutingBoredacousticdetection．．．．．．．． ． ．．．574．2．3 CompareAcousticanalysisbeforeandaftergroutinggroutingBored．584．3Chaptersummary． ．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．． ．．．．． ．605 Conclusionand0utlook ．．631；．1 mainconclusion．．．．．．．．．．．．． ．．．． ． ．． ．． ．．．．635．2Prospects．．．．．．．． ．．．．． ．． ． ．．．．．．．．．63References ．61；Compliment．．．．． ． ．．．． ．。． ．．． ．．．． ．．．．．．69Resumeofauthor 71·V．万方数据1绪论11绪论1 绪论1．1研究背景及意义目前，在建筑、公路桥梁等根底建设中，钻孔灌注桩是一种最为常见的基础形式。我国开始应用灌注桩在上世纪60年代，主要应用在大型的港口建筑和桥梁的根底中，后来我国高层建筑物的迅速崛起对根底的要求越来越高，有很多的都选择用；随着经济的开展，城市中高层化，大型化不断开展，对根底的要求越来越高，环保施工理念的意识和要求逐渐提高，对桩根底增加了越来越多的约束条件。钻孔灌注桩对不同的地质条件均可选用，并且施工噪音小，对附近的建筑物产生的影响小，不产生挤土效应，符合人们对施工中的环保性要求。钻孔灌注桩施工工艺首先采用泥浆护壁法成孔，然后进行清孔去除桩底沉渣，安放钢筋笼下导管，最后浇筑混凝土而成的桩。钻孔灌注桩的诸多优点使它在根底建设中得到了广泛的应用。但传统的钻孔桩施工技术有着固有的缺陷：桩端沉渣和桩侧泥皮。灌注桩成孔后的清孔也不能完全消除这种影响，为了消除这种不利影响传统做法是在设计时增加桩直径和桩长。针对钻孔灌注桩的桩侧泥皮影响侧阻发挥以及桩端沉渣影响端阻发挥的缺陷，人们开发出了钻孔灌注桩后压浆技术。钻孔灌注桩后压浆技术目前在工程中已有较多应用，但对深厚软土超长桩后压浆的的工艺控制研究成果不多，后压浆技术在桥梁桩基工程中的应用尚不成熟，超长桩注浆过程如何监控，注浆压力、注浆流量等如何控制，注浆管如何布置，注浆后的效果如何检测等问题都需要通过试验研究来解决。浙江省广泛分布着大量软土地基，导致桥梁桩基承载力缺乏，桩长较长，本课题研究成果将能够提高桩基承载力，甚至通过后注浆减少设计桩长，后注浆可提高桩基的承载力并减少桩基的沉降量，对桩基和桥梁不会有不利影响。因此，预计可在浙江省公路桥梁工程中广泛推广应用，取得显著的经济和社会效益。1．2国内外研究现状钻孔灌注桩后压浆施工技术最早在桥梁上首次进行运用于1958年，并在实际工程委内瑞拉的马拉开波大桥根底工程中n3进行桩端后压浆技术实践，并取得较好的效果，在桩端进行后注浆，经实践证明得出了对桩基承载力有显著提高万方数据安徽理工大学硕士学位论文的结论。安徽理工大学硕士学位论文的结论。20世纪70年代，法国人Gouvenot和Gabaix乜1在砂土和粘土中用6根直径为660mm钻孔灌注桩进行了后压浆试验，对后压浆效果进行了总结分析并得出相关后压浆试验参数后压浆使试验桩的极限承载力提高了2～3倍。Lizzi∞1根据后压浆技术的已有成果开发了一种在注浆桩上预留压力注装室的闭式注浆装置，并用该注浆装置在意大利威尼斯及罗马佛罗伦萨高速新干线桥基中进行了后压浆试验，试验桩经过养护后进行了静载试验，其中后压浆试验桩承载力是非注浆试验桩的2倍以上。20世纪80年代，随着社会的进步，工程中对于根底的承载力有了更高的要求，后压浆施工技术有了进一步的开展。StockerH3开发了一种袖阀管结合压力腔组合注浆装置，该装置在试验桩桩身混凝土浇筑养护24～-48h后，注浆压力采用5MPa进行桩侧注浆、6MPa进行桩端注浆分别提高桩侧摩阻力和桩端阻力。试验桩经养护后进行现场静载荷试验，结果说明试验桩极限承载力提高l倍。M．Bustamante踮3为了验证后压浆对桩侧摩阻力影响，采用一组桩径为680mm，桩长16m的钻孔灌注桩，在泥炭土中进行桩侧后压浆试验。进行后压浆试验时根据注浆土层参数进行后压浆注浆参数设计，注浆液配比为1：1．5，进行后压浆初始注浆和注浆结束时压力较大平稳注浆时压力相对较小，试验中平均注浆压力为2．5MPa。试验结果说明：桩侧注浆后的试验桩侧摩阻力是未注浆桩的2．5倍。德国BiltingertBerger公司∞3开发了压力腔后注浆法和压力箱后注浆法两种后压浆装置。同时该公司针对钻孔灌注桩桩侧泥皮的固有缺陷以及桩侧摩阻力不能满足要求的情况下创造了一种对桩侧土进行后压浆的方法，随后该公司用该方法在进行了现场试验，选取一组直径1．2m、桩长1lm的试验桩进行桩侧压力注浆和非注浆现场竖向抗压及竖向抗拔静载荷试验，试验结果说明：进行桩侧后注浆桩的极限荷载约为非注浆桩的2倍。为了验证桩侧注浆在土层中的结合形式，在试验后将注浆试验桩挖开说明：进行桩侧注浆，浆液在设计断面形成以注浆源为中心浆液覆盖在桩身上，并使桩周砂砾土与浆液胶结形成水泥胶结固体覆盖在桩周，浆液沿桩身以注浆源为中心上涌在桩身形成3cm厚度的附着层，呈纵横交错网状分布，由于浆液有一定的压力桩侧周围土体也会渗入一定量的水泥浆。万方数据l绪论20世纪90年代，FtemingJl通过试验研究了桩端后注浆对钻孔灌注桩极限l绪论20世纪90年代，FtemingJl通过试验研究了桩端后注浆对钻孔灌注桩极限承载能力和桩身沉降的影响，试验说明桩端注浆过程中，随着浆液量和桩底压力的增加对桩身产生一个上抬的作用，注浆桩桩身发生位移变化，随着桩身的上抬作用桩身产会生负摩擦力，与桩的受压沉降形成一个缓冲机制抵消下沉产生的压力，从而使桩的承载能力在原来的根底上得到提高。OsamKusakabe姆1等开发了预制桩桩端后注奖的模型试验，模型试验桩端持力层为砂土，通过静载荷试验可知：钻孔灌注桩的在施工过程中形成的桩端沉渣，会使桩端形成一个软弱层会降低灌注桩承载能力，桩端后压浆预制桩的破坏分为桩端持力层承载力缺乏的刺入破坏和注浆体本身的劈裂破坏。我国引进后注浆技术在20世纪80年代，相关研究机构和高校专家对灌注桩后压浆都进行了试验研究，在大量试验研究和工程实践中形成了比拟完备的施工工艺，后压浆施工工艺在我国有了进一步的开展，注浆方式得到完善根据不同的地质、承载力要求分为桩端注浆、桩侧注浆、桩端桩侧联合注浆，其中注浆装置又细分为开式注浆和闭式注浆，后压浆施工技术得到进一步推广。20世纪80年代初期，钻孔灌注桩后压浆施工技术首先在北京等地区应用于处理桩端沉渣和提高桩端承载力的试验中阳3，经静载试验发现：试验桩承载能力比普通桩承载力有显著提高。1983年，北京市建筑工程研究所在国内首先创造了一种在灌注桩中预留空腔的的装置进行桩端后压浆n0|，并选取试验桩进行了注浆桩的静载试验。1991年，西南交通大学开发了一种新的后压浆施工工艺一一弹性腔体粗骨料法，在桩端预埋囊袋，在压力的作用下，将配制好的注浆压入囊袋，随着浆液的增加，囊袋向桩端周围体挤压压密周围土体，取得了较好的效果。1992年，浙江大学岩土工程研究所的张忠苗n¨等开发适用于软土地基的长桩单管管端打孔包扎后注浆施工技术，该技术在杭州等地区成功应用，并因简单易操作，材料设备简单，施工周期短，在浙江省范围内得到进一步推广。1994年，在后压浆研究的根底上任自放和沈保汉n23开发了一种“灌注桩桩端及桩侧注浆法’’，并获得了的国家创造专利，在一些桩基工程中得到应用。20世纪90年代，我国许多地区对钻孔灌注桩都进行了后压浆试验，形成相比照拟完整的后压浆施工工艺。21世纪初后压浆施工技术得到更为广泛的研究和应用，注浆理论和计算方法得到相对的完善，后压浆施工方法多样，注浆装置也呈现万方数据安徽理工大学硕士学位论文出多样化安徽理工大学硕士学位论文出多样化开展势头，后压浆的应用范围得到进一步推广。刘洪刚(2023)【13】等从钻孔灌注桩的桩端与桩侧注浆两个角度分析了后压浆加固机理，结合工程实例介绍了钻孔灌注桩后压浆的施工工艺。黄荷th(2023)[14J等通过工程实例对钻孔灌注桩后注浆施工工艺及注浆效果进行研究，并对提高注浆桩的桩侧摩阻力和桩端摩阻力的机理进行了分析。周峰(2013)u5J等对后压浆施工技术原理后进行分析，以及对浆液在土层的作用进行研究，浆液与周围土体的物理化学作用以及固结、渗透、填充等使桩端阻力和桩侧摩阻力得到提高，从而提高桩基承载力并减少沉降。孙建汞J(2023)u6】介绍了后压浆施工技术现有的几种施工工艺及其应用前景，对后压浆提高桩基承载力机理进行分析，并对施工过程中遇到的问题及压浆特点进行了阐述，并通过工程实例进行研究。胡邦瑜(2023)【17】结合工程实例，重点阐述了后压浆施工关键控制要点，并开发了一套在深厚软土地区的后压浆施工工艺、质量控制要点、检验标准，对软土地区类似工程提供参考。fNzk茂(2023)t蜡J等在进行后压浆施工的桩上增加了预埋压浆管、注浆前准备及压浆3个步骤，并于灌注桩成孔后在孔底投放直径1～3cm的碎石，更有利桩基承载力的提高。张祥明(2023)【l9】等着重介绍了后压浆施工技术、控制参数及后压浆适应地层，并分析后压浆作用与工作机理。陈)立N(2023)t20】以郑西客运专线新渭南高架车站桥梁设计为例为减少桩基根底沉降、进一步提高桩基根底承载能力，建议高架车站桥梁设计范围内应采用后压浆技术。荆(2023)t21】根据钻孔灌注桩桩底后压浆的作用机理，并结合工程实践对灌注桩底后压浆的技术参数、技术要求以及应用效果进行了研究。陈飞(2023)[22]等应用桩．土理论分析了后压浆中浆液对土体及桩体的作用，并从提高桩基承载力的因素出发，研究了后压浆施工技术的作用机理。赵晗英(2023)[231、罗银禄(2023)口4】以工程实例为根底，说明钻孔灌注桩良好的经济和社会效益。提供了钻孔灌注桩后压浆比拟完整的设计、施工、检测等资料，可供类似工程参考。黼(2023)125】等结合工程实践，阐述了钻孔灌注桩复式注浆工艺和机理。彭仕奇(2011)[26】以苏通大桥工程为例，后压浆首次在超长超大钻孔灌注桩进行运用，对后压浆施工技术的设计、施工的技术要点进行了详细介绍。陈飞(2023)(27】等以工程实例进行试验认为桩侧和桩端联合注浆应在钻孔灌注桩成桩养护后万方数据1 1 绪论3"---7天内进行。注浆量是影响后压浆质量和提高单桩承载力的关键因素。通过静载荷试验说明，瑞通广场注浆桩单桩承载力提高了67％。肖坚(2023)t28】等通过某工程进行后压浆试验，并通过分布式光纤检测获得桩身侧摩阻分布图，通过分布图对后压浆效果及后压浆的作用机理进行了直观地分析。万成(2023)【29】等以某高层建筑的桩基工程为例，对钻孔灌注桩后压浆的质量控制指标进行了经济技术分析。刘前进(2023)【30】等依托某工程超长桩现场静载荷试验，并采用分布式光纤技术对注浆桩的桩身轴力和桩侧摩阻力进行测算。结果说明：在注浆桩桩侧有一定的负摩阻段。-马天抒(2023)[31J等通过2根注浆桩压浆前、后静载试验比照，分析桩身轴力传递规律、桩端阻力的发挥。石坚(2023)【32】等通过对某拦河工程2根注浆桩前、后进行静载荷试验，分析了桩侧摩阻力的分布规律，注浆桩可以提高桩承载力，减小沉降量，呈现端承桩的特性。杨育文(2023)[33】等结合工程实践用新方法确定了桩侧极限摩阻力的大小。梁金国(2023)【34】通过对后压浆旋挖钻孔灌注桩现场测试结果进行分析，提出了侧摩阻发挥度分布表达式及其单桩承载力计算方法，为旋挖钻孔灌注桩后压浆施工技术的设计提供了理论依据。卢雪来(2023)口5】分析了后压浆施工技术对不同土层的实用性是不同的，通过工程实践，介绍了后压浆技术在卵砾石层中的技术效果和经济、社会效益。吴％生(2000)t36】等以上海地区新外滩花苑工程中后压浆试桩为例，通过对试验结果分析，进一步研究了压浆技术提高钻孔灌注桩承载力机理，对后压浆技术提出了一些合理的建议。赖小俊(2023)p7J采用FLAC3D对桩端注浆后群桩根底进行数值模拟，为群桩根底后注浆的承载力计算方法提供了另一种思路。张忠苗(2023)【38】以具体的工程实例对后压浆施工技术进行了综合研究。朱宏志(2023)[39】等对桩端后压浆的施工工艺控制措施、施工控制要点、工艺流程等，总结了桩端后压浆技术的特点。韩八晓(2023)【40】等利用实测结果，得出了后压浆增强系数，并提出了后压浆单桩极限承载力的计算公式，可为相关领域的工程提供一定的借鉴。撇(2023)t41】等通过预设在桩身内的压浆导管以及与之相连的桩端、桩侧压浆阀注入水泥浆，使桩端、桩侧土体(包括沉渣和泥皮)得到加固，从而提高单桩承载力，减小桩基沉降。黄建华(2023)H2】等从后压浆技术的概念提出及其机理分析入手，结合实际桩基工程中后压浆技术的万方数据安徽理工大学硕士学位论文应用与现场检测，探讨后压浆技术在PHC管桩工程事故处理和加固等方面的机安徽理工大学硕士学位论文应用与现场检测，探讨后压浆技术在PHC管桩工程事故处理和加固等方面的机理作用及效果。冯晓平(2023)M等对钻孔灌注桩后压浆作用机理进行了分析。吴春秋(2023)【44】等对后压浆技术在国内的推广应用情况进行了总结。焦莹(2023)[451对墙底采用后压浆处理后，墙底沉降主要为墙底土弹性变形引起，塑性刺入较小。雷有弟(2023)【46】通过对某高层住宅大直径后压浆灌注桩和普通钢筋混凝土灌注桩的设计及静载比照试验，说明了后压浆灌注桩是一种承载力高、经济效益显著的桩型，在太原市地质条件下，值得推广应用。5E冈11(2023)[471等总结了造成后压浆承载力公式与实际承载力的差异因素；对后压浆承载力的计算进行了探讨。田雪飞(2023)【48】优先采用侧阻、端阻分项增强系数法，其次采用建筑桩基技术标准方法。赵晋东(2011)t49】以太原市某高层建筑桩基工程为例，探讨了后压浆灌注桩在液化地基中的应用。2023年10月1日实施的?建筑桩基技术标准?【50】将灌注桩后注浆技术纳入其中，为灌注桩后注奖技术提供了技术指导。1．3本文的研究方法及主要工作针对钻孔灌注桩存在的固有缺陷及后压浆技术的工程应用情况，对存在深厚软基地区桩基工程进行研究，本文从钻孔灌注桩后压浆的注浆理论出发，以绍兴市滨海产业集聚区钱清至滨海工业区公路工程施工土建1标段为依托进行现场试验，主要开展以下几方面的工作：1．通过比照分析国内外钻孔灌注桩后压浆理论研究，对桩端桩侧联合注浆及桩端注浆和注浆机理进行分析。对压浆分类、注浆形式、压浆理论、注浆浆液扩散方式进行研究完善。2．依托后压浆现场试验，在比照分析国内深厚超长桩后压浆工艺的根底上，对钻孔灌注桩的设计方法进行总结，确定桩端桩侧联合注浆施工工艺、注浆方式，以及后压浆设备及工艺选型原那么。3．依托现场试验对桩端桩侧联合注浆及桩端注浆的开塞时间、注水量开塞压力、注浆量、注浆压力、注浆顺序、以及过程中出现的相关情况进行了分析研究并采取了相关措施。针对桩侧采用PVC注浆管成功低的情况，采用无缝钢管弯圆代替，提高桩侧注浆的可靠性等，形成深厚软基长桩后压浆工艺控制成套技术。万方数据万方数据万方数据1绪论4．1绪论4．对试验桩进行静载荷试验和声波透射法检测，对静载荷试验下注浆桩和非注浆桩的Q-s曲线进行分析研究，并通过布设钢筋应力计对试验桩桩侧摩阻力进行研究。通过声波透射法对试验桩进行无损检测。安徽理工大学硕士学位论文-8-2钻孔灌注桩后压浆注浆理论2钻孔灌注桩后压浆注浆理论2钻孔灌注桩后压浆注浆理论2钻孔灌注桩后压浆注浆理论2．1 钻孔灌注桩后压浆的概念及分类钻孔灌注桩后压浆施工工艺是指在灌注桩经养护成桩以后，在进行后压浆施工过程用高压注浆泵通过在钢筋笼加工时预埋的注浆管按设计的压力将水泥浆液压入预留注浆孔的桩端土层和桩侧土层中，压入的水泥浆液会对钻孔灌注的固有缺陷桩端沉渣、桩周泥皮以及桩端持力层发生渗透作用、填充作用、压密作用、劈裂和固结作用通过以上作用会到达增强桩侧土和桩端土强度的效果，所以经过后压浆施工可以提高桩基的极限承载力、也可以减少桩的沉降量。钻孔灌注桩后压浆施工技术可以按注浆部位和注浆压力扩散方式进行分类，如图l所示。按注浆部位分后压浆钻孔灌注桩后压浆渗透注浆按注浆压力扩散方式分类 压密注浆劈裂注浆图1后压浆技术分类FiglClassificationofpostpressuregroutingtechnology2．1．1 钻子L灌注桩后压浆按注浆部位的分类钻孔灌注桩后压浆施工技术按注浆部位可以分为三大类：桩侧后压浆、桩端后压浆和桩端桩侧联合注浆，如图2所示。安徽理工大学硕士学位论文桩端后压浆安徽理工大学硕士学位论文桩端后压浆 桩侧后压浆 桩端桩侧联合压浆图2后压浆部位形式Fi92Aftergroutingpartsform1． 钻孔灌注桩桩端后压浆钻孔灌注桩桩端后压浆施工技术是指通过在加工钢筋笼时预埋的压浆管对钻孔灌注桩桩端土层注入有一定压力的注浆液与桩端土层发生固结作用。通常钻孔灌注桩桩端压浆后含有一定压力的注浆液会固化桩端土层从而可以改变桩端土的形状及物理性质，同时在高压注浆机作用下注浆液会沿着桩侧向上爬升固化桩侧周围的泥皮从而可以改变桩侧土的形状。钻孔灌注桩后压浆施工技术除了按注浆部位进行分类又可以根据压浆管埋设方法以及压浆工艺进行更为详细的划分。其中按压浆管埋设方法进行分类，钻孔灌注桩桩端后压浆可以简单的细分为钻孔埋管压浆法、桩身预埋压浆管压浆法、钻杆压浆法以及孔口封闭压浆法等。其中按压浆工艺进行划分，钻孔灌注桩桩端后压浆又可以细分为开式注浆和闭式注浆两大类。1) 开式注浆开式注浆是指进行后压浆施工时将注浆液通过在／jn-r_钢筋笼时预埋的压浆管直接压入桩端，压入的注浆液与桩端沉渣以及桩端周围的土体固化提高桩端的承载力有时也会产生劈裂压浆，如图3所示。开式注浆这种注浆方式的优点是加固的桩端土范围广，有一定压力的注浆液能够与周围土体进行填充、渗透、压密、劈裂等作用，通过桩端后压浆可以在钻孔灌注桩的桩侧以及桩端使注浆液和周围体形成水泥胶合体，从而使提高桩的承载力增强地基的承载力。2) 闭式注浆万方数据2钻孔灌注桩后压浆注浆理论闭式注浆是指进行后压浆施工时将注浆液先压入预制的弹性良好的腔体内，2钻孔灌注桩后压浆注浆理论闭式注浆是指进行后压浆施工时将注浆液先压入预制的弹性良好的腔体内，随后压浆施工的进行注浆量和注浆压力也逐渐增大，弹性腔体随着注浆液的注入会逐渐的膨胀和扩大，并在桩端注浆部位的土层中形成浆泡。伴随着浆泡的产生和扩大会对桩端土层及桩端沉渣进行压密，闭式注浆的压浆方式特点是加固范围小但固定，针对性比拟强，如图4所示。，桩端土体压密区注浆液填充、渗 注浆液结透、压密、劈裂 石体图3后压浆开式压浆示意图 图4后压浆闭式压浆示意图Fi93AftergroutinggroutingschematicdiagramFi94Aftergroutingclosedgrouting2． 钻孔灌注桩桩侧后压浆钻孔灌注桩侧后压浆是指在后压浆施工时只在灌注桩桩侧沿桩身某些断面进行后压浆施工。桩侧注浆包括：(1)在桩侧设计的断面用单管环形管进行后压浆，如图5所示；(2)在桩身预埋压浆直管，并在桩侧某些设计断面设置几个注浆点，以此来形形成多点注浆源在桩侧注浆如图6所示。注浆点图5桩侧不同断面单管环形压浆 图6桩侧双管不同断面压浆Fi95Differenttubeforsinglering Fi96Ofdifferentsectiontubegroutingpileside groutingpileside万方数据安徽理工大学硕士学位论文3桩侧桩端联合压浆安徽理工大学硕士学位论文3桩侧桩端联合压浆桩侧桩端联合压浆是指在进行后压浆施工时沿灌注桩侧的某些断面和桩端都进行后压浆注浆，如图7所示。经试验和工程应用说明桩侧桩端联合注浆能够有效的提高灌注桩的承载力和较好的经济效益。——j——』桩侧U 互：浆管图7桩侧桩端联合压浆2．2钻孔灌注桩后压浆的注浆理论2．2．1后压浆渗透注浆理论后压浆渗透注浆，在进行后压浆施工时通过对注浆压力的合理控制，使注浆液在压入土体的过程中，对土体的结构不产生破坏，只是把压浆液压入土体的孔隙中，排除土体中的空气和取代土体中水。通常认为后压浆渗透压浆能够均匀是使注浆液与土进行充分的混合固结形成水泥胶结体，可以改善压浆部位的土体性质，从而提高了土体的抗渗能力和强度，一般渗透注浆被认为是偏适应性的后压浆施工工艺，如图8所示。万方数据2钻孔灌注桩后压浆注浆理论图8后压浆渗透注浆不意图2钻孔灌注桩后压浆注浆理论图8后压浆渗透注浆不意图Fi98Aftergroutingpenetrationgroutingschematicdiagram后压浆渗透一般适用于渗透性良好的土体中，比方颗粒粒径较大的粗砂、砂砾、砾石、卵石以及充满裂隙的岩石等。浆液渗入到土层中填充和置换土体空气和水后与周围土体形成水泥胶结体，提高土体的承载能力并且不改变原有土体的结构性质。通大量试验研究和工程应用说明在刚开始压浆时一般是渗透性压浆。进行后压浆施工时不同的注浆方式会使浆液在土体中形成不同的扩散形状。浆液和土体渗透胶结会形成不同的扩散性状其中注浆方式起到决定性的作用。对于超长桩桩端压浆时注浆阀近似与一个注浆点源，注浆液往往会呈球面状向四周扩散如图9a所示；当后压浆采用桩侧压浆时不同断面进行压浆，浆液会以柱面的形状向四周扩散如图9b所示。万方数据安徽理工大学硕士学位论文(a)球面扩散安徽理工大学硕士学位论文(a)球面扩散 (b)柱面扩散图9浆液的扩散形状Fi99Thespreadofthegroutshape在进行后压浆施工时，注浆部位在半无限的空间中，在进行压浆过程中当压浆压力超过半无限空间的某一限值Pu时，经试验研究和工程应用说明浆液扩散方式将发生变化由渗透注浆转化为劈裂注浆的形式。其中渗透注浆的最大注浆压力值f1，可由下公式进行计算：Pu=—2(1-—V)(_Oc+五2KoiyH)而(1n—rl-一lnro) (2—1)在进行后压浆施工时注浆压力会随着注浆的进行迅速增加，可以假设浆液渗透力对注浆源周围土体应力场不产生影响，那么上式可以简化为：Pu=oc+2KoyH(1—17)Ko (2—2)式中，o。一砂土的抗剪强度；Y一土体重度；H一注浆孔深度；17一泊松比；Ko一土的侧压系数；rl一扩散半径；F0一注浆孔半径。2．2．2后压浆压密注浆理论后压浆压密注浆区别与渗透注浆，在进行后压浆施工时不是排除和置换土体中的空气和水，而是通过注浆机将浓度较大的注浆液注入土体中，对砂土和黏土中的软弱部位起到压密效果，在进行后压浆施工时压密的注浆源处由于注浆压力的存在会注浆点源周围土体形成球形的注浆泡。后压浆压密注浆一般在中细砂以下的地基和粘土、粉粘土地基中。在进行后压浆施工时注浆液体由于存在注浆压力会不断的往外扩散如图10所示。压密注浆的扩散方式不同于渗透注浆的扩散方式，浆液不是均匀的扩散到土层中将土颗粒间的水和空气取代后与土体固结形成水泥胶结体，而是通过压力挤走注浆点源周围的土体，临近区的土体也会产生相比照拟大的塑性变形，由试验研究说明离注浆点源比拟远的土体那么会产生相应万方数据2钻孔灌注桩后压浆注浆理论的弹性变形。2钻孔灌注桩后压浆注浆理论的弹性变形。在进行压密注浆施工的过程中，在后压浆施工进行初注浆时，由于浆液压力较小浆泡的直径也比拟小，注浆压力主要是沿注浆孔水平方向进行扩展。随着后压浆施工的进行，由于注浆压力的增加浆泡的体积也在增加，浆液那么会产生比拟的上抬力，压密注浆施工中会在以注浆点源为中心对桩周围土体产生压密作用和上抬力。在压密注浆施工的过程中浆液会置换掉以注浆点源为中心的周围土体，随着压密注浆施工的进行注浆液压力会增加相应的会以更大的压力压密周围土体，从而使受到压力的土体密度增加，由此可知后压浆施工中压密注浆属于一种半适应性半强制性的压浆方式。在压密注浆施工时形成的浆泡，随着注浆的进行注浆压力逐渐增加，浆泡的体积也会随着注浆压力的增大变得越来越大。浆泡与注浆压力两者之间的定性关系如图ll中曲线I所示。当压密压浆施工中浆泡产生的上抬力增加到能够抬起覆盖在浆体上的土体时，那么压密注浆应停止。如图ll中曲线II所示浆泡上部的土体越厚那么需要的临界压力值越大，它是伴随着浆泡上部土层的厚度和地基的刚度成正比例关系增大的，曲线I和曲线II的交点即为该注浆点的上抬压力。目前上抬力的值还不能够从理论上进行计算，一般当压浆时地面有上抬的趋势时的压力来作为上抬压力值。压密注浆的加固作用强，但影响范围有限，故常用于小范围的土体加固。／7。—、777777r＼少777777广 P浆泡r图10压密扩散示意图 图11上抬压力与注浆压力的关系曲线FiglOCompactiondiffusionschematicFigl1Elevationandpressuregroutingpressure2．2．3后压浆劈裂注浆理论后压浆劈裂注浆不同与后压浆渗透和压密注浆，它是利用高压注浆机产生万方数据安徽理工大学硕士学位论文的高压力使浆液产生扩充，当后压浆施工过程中浆液压力超过压密注浆的极限压安徽理工大学硕士学位论文的高压力使浆液产生扩充，当后压浆施工过程中浆液压力超过压密注浆的极限压力时会使土体产生水力劈裂，对注浆源周围土体结构产生破坏，注浆液体会随着破坏的裂缝注入土体内，并能够克服土体的抗拉强度和初始应力，在注浆孔周围土体中形成网状走向形式，浆液对土体进行挤压和浆液在土体中产生的劈裂裂隙形成加筋来加固土体如图12所示。图12劈裂压浆示意图Figl2Splittinggrouting根据试验研究说明，后压浆劈裂注浆是一种偏强制性压浆，在后压浆施工时它对土体先压密后劈裂。浆液在注浆压力作用下会在注浆点为中心的周围土体中扩散流动可以分为以下三个阶段。1． 鼓泡压密阶段在后压浆施工中劈裂压浆的初期，由于刚开始注浆压力很小还没有到达一定的值，浆液在较小的注浆压力作用下，由于桩周围土体的抗拉强度和桩所在地基的刚度较大，浆液的注浆压力还不能够破坏注浆源周围土体产生新的裂缝，浆液只能在注浆源附近不断对周围土体进行压密并且会在注浆源处形成一个浆泡，对注浆源周围的土体也仅起到挤密的作用不能产生劈裂的作用。2． 水力劈裂流动阶段由于后压浆施工中注浆的持续进行，浆液压力也会相应的增大，伴随着压万方数据2钻孔灌注桩后压浆注浆理论入浆液的不断增加相应的浆泡体积也会逐渐增大，浆泡对注浆源周围土体的挤2钻孔灌注桩后压浆注浆理论入浆液的不断增加相应的浆泡体积也会逐渐增大，浆泡对注浆源周围土体的挤压会逐渐增大从而使浆泡周围土体的密度逐渐增加，浆泡受到的阻力也会逐渐增加。伴随着后压浆施工的进行注浆压力会到达一定限值，浆泡受到的压力值会增大到大于土体的抗拉强度和初始应力，首先浆液的水力劈裂会在较小的主应力面上产生，然后浆液先沿着应力较小的软弱破裂面进行流动，当注浆管周围是比拟均匀的土层时，那么初始的水力劈裂面会垂直的产生。在后压浆施工的地基中土体的较小主应力和抗拉强度与劈裂压力成正比关系。垂直劈裂压力计算公式满足下式：Pv=y^(揣)[2K。+器 (2—2)式中Pv一一垂直劈裂注浆压力；y一一土的重度；^一一注浆段的深度；17一一土的泊松比；N一一表示渗透系数k和浆液黏度“的参数；o。一一土体的径向应力；Ko一一地基土体的侧向压力系数。3． 被动土压力阶段。随着后压浆施工的进行，注浆压力的增大土体中的裂缝也在逐渐的扩大，土体中相应的应力也发生了变化，注浆源周围土体的水平主应力将会转化为被动土压力状态。这时注浆源周围土体中产生的裂缝宽度或产生新的裂缝要继续扩展的话，那么需要在后压浆施工中提高到更大的注浆压力，这样的话就会出现被动土压力阶段的第二个压力峰值。后压浆施工过程中产生的水平劈裂会使土体的裂缝加宽或产生新的裂缝，这时的产生的水平向应力会比垂直向应力大。水平劈裂的压力计算公式应满足下式：旧h[蒜(1+釉]P(2-3)式中Ph一一水平劈裂压力；6，一一土的抗拉强度。其余参数同上。万方数据安徽理工大学硕士学位论文在实际的后压浆施工过程中，当桩基所在地层较浅时，由于在注浆时浆液安徽理工大学硕士学位论文在实际的后压浆施工过程中，当桩基所在地层较浅时，由于在注浆时浆液沿水平剪切方向流动，此时浆液压力比拟大会在地表出现冒浆的现象。后压浆施工过程中劈裂注浆的极限压力值可按以下公式计算：Pu_yhtan2(45。+詈)+2ctan(45。+詈) (2_4)式中B。一一劈裂注浆的极限压力；y一一土的重度；h一～注浆孔的深度；c一一土的黏聚力；妒一一土的内摩擦角。2．3 本章小结本章总结了后压浆岩土注浆理论中的渗透注浆、压密注浆和劈裂注浆的注浆机理和浆液扩散原理，在分析注浆理论的同时也注浆过程中对注浆源周围岩土体的影响和对钻孔灌注桩承载能力进行了相关研究，并得出以下结论：1． 后压浆施工技术使浆液土层内产生充填胶结效应、加筋效应、固化压密效应、以及上抬效应，从而提高桩的承载力。2．渗透注浆是后压浆施工时，浆液不破坏注浆源周围土体结构，只是取代粒状土孔隙中的空气和水，并将注浆液压入其中。后压浆施工中的渗透注浆可以使浆液很好的渗透到土颗粒间的孔隙内，使浆液和土颗粒很好的胶结起来，从而到达增强土体的防渗能力和强度。3．压密注浆是后压浆施工时，浆液仅对注浆源周围土体的软弱局部起到一定的压密的作用，是一种半适应半强制性注浆的压浆方式。压密注浆时会以注浆点源为中心形成球形浆泡，随着浆液的扩散会对周围土体进行压缩并取代浆泡范围内的土体。压密注浆施工过程中的注浆压力对土体只会产生挤压作用，所以在浆泡附近区域会存在大的塑性变形带，而在较远的区域那么会发生弹性变形，不会对土体产生劈裂作用。4．劈裂注浆是后压浆施工时，浆液已经到达很大的压力超过劈裂压力使土体产生水力劈裂，破坏了土体结构，注浆量会突然增加，浆液压力会克服注浆源周围土体的抗拉强度和初始应力，并在注浆源周围形成纵横交错的网状浆脉，这样浆脉挤压周围的土体以及浆脉的骨架作用会加固注浆源周围土体。劈万方数据万方数据万方数据2钻孔灌注桩后压浆注浆理论裂注浆在初注时以压密注浆为主，随着注浆的进行最后劈裂的过程。劈裂注浆2钻孔灌注桩后压浆注浆理论裂注浆在初注时以压密注浆为主，随着注浆的进行最后劈裂的过程。劈裂注浆浆液在土体中的重新分布可以分为三个阶段：鼓泡压密阶段、劈裂流动阶段、被动土压力阶段。5． 后压浆施工随着注浆压力和注浆量的增大，浆液的扩散范围就越广，并且在后压浆施工过程中渗透注浆、压密注浆、劈裂注浆会是一个交替的注浆过程。在其他条件一定时，经试验研究说明注浆压力会随着注浆液水灰比的递减而增加。安徽理工大学硕士学位论文-20-3 3 深厚软基超长钻孔灌注桩后压浆工艺控制技术研究3 深厚软基超长钻孑L灌注桩后压浆工艺控制技术研究3．1概述本章总结深厚软基超长桩后压浆工艺的技术原理、成桩及加固机理、适用范围、施工设备及要点、注浆管的布设、施工工艺及要点，旨在形成深厚软基超长桩后压浆成套技术，指导后压浆的设计和施工。本章以现场试验为依托对钻孔灌注桩后压浆桩的设计方法和各种技术参数控制，重点对施工中各个施工步骤进行了实际的现场操作，并对后压浆技术的开展和前景、工程中常见的问题等问题也进行了简单表达。3．2钻孔灌注桩后压浆设计方法3．2．1钻孑L灌注桩后压浆设计前准备钻孔灌注桩后压浆施工与传统的钻孔灌注施工相似在进行后压浆设计之前，由于施工中的地质条件不同，对承载力的提高程度有不同的要求，我们需要根据实际情况采用不同的压浆方案(通常压浆方案包括桩侧后压浆、桩端后压浆、桩端桩侧联合注浆)和施工中各个设计参数进行控制(注浆量、注浆压力、注浆节奏、注浆顺序、浆液的配比、注浆设备的选择和注浆断面位置的选择等等)，所以做好后压浆施工设计前的相关准备工作是必不可少的。后压浆设计前的准备工作如下：进行后压浆设计前认真阅读工程地质勘察报告；对采用后压浆技术的工程进行类比；为了确保施工的可靠性，采用后压浆施工时一般需要先设计一根试桩，根据现有做法会在试桩压浆施工结束，养护完成后通过对其进行静载试验来确定注浆桩的各个参数及最终的承载力，可以有效防止经验性错误。3．2．2钻孔灌注桩后压浆的承载力设计在实际工程中现有做法对钻孔灌注桩后压浆的承载力设计是根据现场静载试验确定注浆桩的极限承载力，但在设计时通常可以根据下式对注浆桩的极限承载力标准值进行估算：Quk=Qsk+Qgsk+Qgpk=u∑qsijlj+uyJ3siqsiklgi+13pqpkAp (3—1)式中，Q。k一一为后压浆桩非竖向增强端的总极限侧阻力标准值；Qg。k一一为后压浆桩竖向增强段的总极限侧阻力标准值；Qgpk一一为后压浆桩总极限端阻力标准值；安徽理工大学硕士学位论文u一一为桩身周长；安徽理工大学硕士学位论文u一一为桩身周长；lj一一为后压浆桩非竖向增强端第j层的厚度；l舀一一为后压浆桩竖向增强段内第i层土的厚度；q。ik一一为后压浆竖向增强段第i土层初始极限侧阻力标准值；q。ik一一为非竖向增强段第j土层初始极限侧阻力标准值；qDk一一为初始极限端阻力标准值；13sil3p一一分别为后压浆侧阻力、端阻力增强系数，当无当地经验时可按表1取值，当桩直径>800rnm时按表2进行侧阻端阻尺寸效应修正。表l后压浆桩侧、桩端阻力增强系数TablelAftergroutingpilesideandpileendresistanceenhancementcoefficient注：对于施工中采用干作业钻孔挖孔桩，桩端阻力增强系数可以按表所列值乘以小于1．0的折减系数。当桩端持力层为黏性土或粉土时，折减系数可以取O．6；当桩端持力层为砂土或碎石土时可以取0．8。表2大直径灌注桩桩端和桩侧阻力尺寸效应系数中n、巾．；Table2Largediametersizeeffectofpileendandpilesideresistancecoefficient中〞中si土类型 黏性土、粉土 砂土、碎石类土注：当为等直径桩时，表中D=d当采用总的极限承载力增强系数计算时灌注桩的极限承载力按下式计算：Quk=uy．qsijlj+13．。(u∑qsikIgi+qpkAp) (3—2)式中p。为后压浆承载力增强系数按表3取值，其余参数同3-1式。表3钻孔灌注桩后压浆单桩极限承载力的增强系数!些!呈!旦2坠巳!曼!!坐曼曼!Q坐i望墨121曼垒盥!曼旦!!i翌型里竖墼!翌墨曼箜呈!!垒2111墨曼!曼已i!呈曼旦曼垡!呈i曼垡土层名称 淤泥质土 黏性土 粉土 粉砂、细砂 中砂 粗砂、砾砂砾石、卵石 基岩pu 1．35 兰1．4钻孔灌注桩身混凝土自身的竖向抗压极限承载力Qk按下式计算：Qk=(pcfckA (3—3)万方数据3深厚软基超长钻孔灌注桩后压浆工艺控制技术研究式中(p。一一基桩成桩的工艺系数，基桩成桩的工艺系数，依据3深厚软基超长钻孔灌注桩后压浆工艺控制技术研究式中(p。一一基桩成桩的工艺系数，基桩成桩的工艺系数，依据?建筑桩基技术标准?中泥浆护壁钻孔灌注桩取(p。=O．7～O．8；依据?建筑地基根底设计标准?中取0．6"-0．7，注浆桩建议取0．7"--0．8；A一桩身截面积；fck一桩身混凝土的极限抗压强度。由试验研究说明上述公式只能估算注浆桩的极限承载力，在进行后压浆设计时取Q〞quk中的较小值作为单桩的极限承载力，以上计算数值都是估算值，最终注浆桩极限承载力设计现有做法是通过单桩竖向静荷载试验来确定。3．2．3 钻孑L灌注桩后压浆浆液水灰比确定?建筑桩基技术标准?(JGJ94．2023)在对后压浆技术施工中采用的的注浆液浓度配比的一般规定：在施工中注浆液的水灰比应根据施工现场土的饱和度、渗透性等确定，对于饱和土，水灰比适宜为0．45"-'0．65；但对于施工中的遇到的对于非饱和土，水灰比适宜为O．7～o．9(松散碎石土、砂砾适宜为O．5"-'0．6)；在后压浆施工中根据实际情况通常低水灰比浆液宜掺入减水剂。3．2．4后压浆顺序确实定在现场后压浆施工中遇到的土层是饱和土，通常对于饱和土中的复式注浆顺序宜先桩侧后桩端；对于非饱和土在后压浆施工中常常采用先装端后桩侧的顺序；如果后压浆施工中是多断面桩侧注浆应遵循先上后下的顺序；为了使后压浆到达更好的效果一般桩侧装端注浆的间隔时间不宜小于2h。3．2．5后压浆节奏确实定为了控制后压浆的注浆效果，使压入的浆液尽量在加固土体的有效范围内尽可能的充填和滞留，施工中会实行间歇注浆。为了更为准确确实定施工中的间歇时间通常通过压水试验的结果确定，同时在进行压水试验时可以根据压水时的压力变化判断注浆桩的可灌性为后面的现场注浆提供参考。假设果能充分掌握注浆节奏不仅可以取得事半功倍的效果，也能够防止注浆半途而废。在工程现场实际进行后压浆施工过程中会遇到一些问题，如果施工过程中注浆压力长时间小于正常压力值或者施工桩周围地面出现冒浆或邻近的桩出现串孔时都应该控制注浆的节奏并采用间歇注浆来进行控制防止后压浆施工失败和不必要的浪费，其中采用间歇注浆时由以往试验研究说明一般时间应控制在30"-一60min之间较好，或者在后压浆施工时采取提高注浆液的配比的方法也能解决上述问万方数据安徽理工大学硕士学位论文题。如果后压浆施工中注浆桩为短桩时，如果后压浆施工过程中出现了冒浆的安徽理工大学硕士学位论文题。如果后压浆施工中注浆桩为短桩时，如果后压浆施工过程中出现了冒浆的现象，那么应该采用应间歇注浆的方式来解决，等到注浆桩桩周浆液凝固以后，然后再继续注浆直到后压浆施工注入到达原先设计的浆液量完成注浆。3．2．6后压浆压力确实定在后压浆施工过程中，根据后压浆施工过程中注浆压力的变化就可以知道注浆桩桩底可灌性的相关变化。后压浆施工过程中注浆压力一般还和注浆桩设计桩长有关，通常注浆桩身越长，注浆桩桩端土强度越高，经试验研究说明那么所需的注浆压力就会越大；相对注浆桩桩身越短，注浆桩桩端土强度越低，相对的注浆桩施工过程中那么所需的注浆压力就会越小。经试验研究说明，施工过程中即使对于同一根桩在不同的注浆阶段，所需的施工注浆压力也尽不同。后压浆施工中注浆开始阶段通常要克服很大的初始阻力，所以要想把设计的浆液压入土体中需要的注浆压力往往会较大；在后压浆施工的平稳注浆阶段，所需的压入浆液的压力会比拟小；后压浆施工过程的结束阶段，此时随着注浆的进行土体中已经压入了较多的浆液，孔隙的充满度会比拟高，此时所注浆所需要的压力相对于初始阶段和平稳阶段会比拟大。在后压浆施工过程中为了防止产生上抬现象影响桩承载力，注浆时的最大压力P可按下式估算：P簧(0【×7【×dEfili+0．9w) (3-4)式中W为桩身自重；0【为注浆桩的抗拉极限摩阻力与桩轴心受压极限阻力的比例系数；d为桩径；fj为后压浆桩侧各土层极限摩阻力；li为桩侧各土层厚度；A为注浆桩的截面积。3．2．7后压浆量确实定依据?建筑桩基技术标准?(JGJ94—2023)规定：在后压浆施工中单桩注浆量的设计应综合注浆桩的桩径、桩长、桩端桩侧土层性质、单桩承载力增幅效果大小及是采用否复式注浆等因素确定，可按下式估算：Gc=ccpd+仅snd (3—5)式中，仅p、O：s一分别为桩端、桩侧注浆量经验系数；ap=1．5～1．8，c【。=0．5"--0．7；对于卵、砾石、中粗砂取较高值n一注浆横断面数；d一基桩设计直径(m)；G，一注浆量(t)。万方数据3深厚软基超长钻孔灌注桩后压浆工艺控制技术研究3．33深厚软基超长钻孔灌注桩后压浆工艺控制技术研究3．3 深厚软基超长钻孑L灌注桩后压浆工艺控制成套技术本章以绍兴市钱清镇的东小江大桥桩基工程进行现场试验。本章以绍兴市钱清镇的东小江大桥桩基工程进行现场试验。东小江大桥跨越东小江(杭甬运河三级航道)，中心桩号：K0+739，桥梁全长707．4m，全桥共5联：5×25+5×25+(55+90+55)+5×25+5×25m，上部结构主桥采用预应力混凝土现浇连续箱梁，引桥采用预应力混凝土小箱梁；钻孔灌注桩根底；下部结构桥台采用柱式桥台，桥墩采用实体墩、柱式墩。全桥共有钻孔灌注桩176颗(直径1．5m144颗、直径1．8m32颗)，墩柱164根，台帽及盖梁22片，现浇箱梁200m，预制箱梁240片。绍兴市钱清镇的东小江大桥位于海积平原，施工现场区表层为可塑状粉质粘土为主，局部软塑，土层的厚度为1．0～2．2m，其下沉积冲海积粉土层，松散～稍密状，厚度1．6"--'6．4m，局部缺失；下伏流塑状淤泥质土，性质较差，压缩性高，厚度8．0～16．0m，局部相变成软可塑状；中部为冲潮相硬土层，灰黄色，可塑状，厚度1。0～4。6m，局部缺失，其下为海积粉质黏土，以灰色和软塑为主，局部流塑，土层的厚度为10．9～12．7m，下伏可塑状粉质黏土，土层厚度到达1．3"---'7．1m，下部为冲积粉砂、中砂、含黏性土圆砾(砾砂)层等，土层埋深达到了37．1～37．8m，此土层厚度较大，工程性质相对较好。进行后压浆试验的东小江大桥引桥部位桩基桩长61m，桩径1．5m，其中钻孔灌注桩的设计容许承载力5800kN。在进行后压浆试验中方案选取1号(22．14)、2号桩(20．44)都做桩端桩侧联合注浆试验、3号桩(21．4“)进行桩端后压浆试验、4号(22．44)桩做应力测试试验(每排桥墩有三根桩试验桩只选取中间一根桩进行注浆，选取的4根试验桩分别分布在相邻的三排桥墩中)如图13所示。在钢筋笼加工时先预埋好注浆管，在钻孔灌注桩浇筑混凝土经养护经检测桩基到达设计强度80％后开始进行后压浆施工。目前常用的方法是通过屡次试验确定桩端桩侧联合注浆的注浆管布置方式、注浆设备选型、注浆参数和注浆质量控制标准等。在后压浆施工结束可以通过静载试验验证注浆对承载力的提高效果。万方数据安徽理工大学硕士学位论文①安徽理工大学硕士学位论文①争1号桩19!I。④!2-g-桩 争4-g-桩i·④图13试验桩基分布图Figl3Testpiledistribution3．3．1后压浆的技术原理本技术跟据施工现场存在的深厚软基土层钻孔灌注桩的施工特点及钻孔灌注桩的固有缺陷桩端沉渣和桩侧泥皮影响桩的承载力。恰当与合理的运用后压浆施工技术可以在很大程度上节约人力物力缩短工程周期减少工程的施工本钱，加快施工进度，并且可以提高施工质量及桩的承载力。后压浆施工技术中摩擦桩桩端桩侧后压浆是指灌注桩浇筑养护成桩后，利用在钢筋笼加工时桩身内预留的压浆管路，然后通过地面高压注浆机的注浆系统保证有足够的压力，然后将以水泥为主剂的压浆液经过压浆装置注入设计注浆的桩端、桩侧地层。具有一定压力的注浆液可以对注浆桩的桩周泥皮以及桩端沉渣对注浆源附近的桩周土体起到填充、渗透、挤密、置换及固结等不同作用可以提高桩的承载力，后压浆施工使浆液与土体胶结固化可以改变土体的物理力学性能及桩土间边界条件，从而可以提高桩的承载力并有效减少桩基的沉降量。后压浆技术根据施工中特点及要点确定合理的工艺流程，优化施工工艺。3'3．2后压浆成桩及加固机理钻孔灌注桩后压浆指在灌注桩经浇筑养护后桩身到达一定强度后，通过在钢筋笼加工时预埋的注浆管道通过高压注浆泵将有一定压力的水泥浆液压入设万方数据33深厚软基超长钻孔灌注桩后压浆工艺控制技术研究计的注浆断面处，压入的水泥浆液对桩端沉渣和周围土体及灌注桩桩周泥皮起到渗透作用、填充作用、压密作用、劈裂和固结作用从而可以增强注浆断面处的土层强度，可以有效的提高桩基的极限承载力、并减少注浆桩的沉降量。后压浆施工过程中水泥浆液在高压注浆机压力作用下由注浆阀通过土层的孔隙里向四周扩散与周围土体胶结固化，进行后压浆施工的单桩区域，水泥浆液在注浆源处向四周扩散，形成的水泥胶结固体犹如扩大头相当于增加了注浆端部直径，注浆液向下渗透劈裂扩散近似于增加了注浆桩长的长度；进行后压浆施工的在群桩区域由于注浆桩相邻较近所有浆液会连成一片，这样就使得持力层形成为一个整体，提高持力层的承载力进而提高了注浆桩的承载力。3．3-3后压浆桩应用范围后压浆施工技术不仅可以提高注浆桩的承载力，还可以减小注浆桩的沉降量。后压浆施工技术可以应用于高层建筑中的桩根底、大型的桥梁工程桩根底、对抗拔有特殊要求的大型地下根底桩也可以对现有桩根底的补强和现有建筑物的纠偏等多种用处。3．3．4后压浆桩的施工设备及要点进行后压浆施工的压浆设备包括高压注浆机、压力表、压浆管路、球阀、溢流阀、制浆机、水准仪。为确保压浆施工过程中顺利进行必须有备用设备。进行后压浆施工的高压注浆泵最大注浆压力应大于10MPa以上，同时高压注浆泵的排浆量应大于5m3／h，且性能稳定易操作。后压浆施工中常用的高压注浆泵种类及型号有很多，表4为ZKSY系列注浆机的主要技术参数。浙江杭钻机械制造有限公司的SGB6—10型高压注浆机如图15，本课题中采用ZKSY90—100型号的高压注浆机如图14。娜陆嘲◆。。F图14ZKSY系列高压注浆机 图15SGB6．10型注浆机Figl4ZKSYserieshighpressuregroutingmachine Fig15SGB6—10typegroutingmachine万方数据安徽理工大学硕士学位论文表4安徽理工大学硕士学位论文表4ZKSY系列高压注浆机技术参数Table4ZKSYserieshighpressuregroutingmachinetechnicalparametersZKSY50．70 ZKSY70—90 ZKSY90．100 ZKSY90．125 ZKSYl00．150排浆量2．5m3／h4m3／h5m3／h7m3／hlOm3／h工作压力0—6Mpa0—8Mpa0·12Mpa0—16Mpa0-16Mpa电机功率4KW5．5KW7．5KW11KW15KW出浆口直径 32mm 32mm 32mm 32mm 32mm吸浆口直径 38mm 38mm 38mm 38mm 38mm外形尺寸 】400*550*860 14504760+800 1650+1100木1100 1700+700+960 1500+750+1300整机重量 200kg 300kg 380kg 500kg 600kg3．3．5后压浆桩注浆管的设置桩端注浆管：对于注浆桩桩径较大(至1．Om)的钻孔灌注桩，在钢筋笼加工时沿圆周方向均匀布设三根注浆管。本试验中试验桩直径为1．5m，沿钢筋笼圆周对称的布置直径为①32×3．Omm三根无缝钢管作为注浆管，钢筋笼底部注浆管做成L型。桩端L型注浆管横管600mm长度范围内，每间隔50mm沿注浆管朝桩底一侧钻成孔径为6mm的灌浆孔眼，为防止后压浆施工中灌注桩浇筑混凝土时浆液堵塞注浆管的灌浆孔眼，注浆阀用图钉将注浆孔堵严，用自行车内胎剪成条状包住孔眼并在两端用胶带封严。注浆管与注浆管之间采用直套筒焊接连接，并随钢筋笼下放。桩端注浆管布置形式如图16所示。桩端注浆管 一桩侧注浆管图16桩端桩侧注浆布设示意图Figl6Pileendgroutingpilelayoutdiagram桩侧注浆管：桩侧注浆断面按lOm布置，距顶部8m，底部12m，在桩8m、．28．万方数据3深厚软基超长钻孔灌注桩后压浆工艺控制技术研究18m、28m、38m、48m，5个断面安装环形无缝注浆钢管，在钢筋笼加工时将环3深厚软基超长钻孔灌注桩后压浆工艺控制技术研究18m、28m、38m、48m，5个断面安装环形无缝注浆钢管，在钢筋笼加工时将环形注浆管固定在钢筋笼螺旋筋J'l-f贝,4。环形注浆管由①32无缝钢管加工而成，环形注浆管与竖向注浆管通过弯头连接。等间距地在环形注浆管上钻一排中6mm的孔眼，孔