后压浆钢筋混凝土灌注桩在长治地区的应用

PAGEPAGE8后压浆钢筋混凝土灌注桩在长治地区的应用一、引言后压浆钢筋混凝土灌注桩是近年来发展的一种新桩型，它由成孔和后压浆两个技术部分组成。成孔用普通的冲击或旋挖钻头打桩机即可完成，技术保证措施和普通桩基的成孔要求基本一样；后压浆施工技术，是通过预埋压浆管，在灌注混凝土之后的一定时间范围内，用适宜的压力对桩侧和桩底进行高压注浆，以提高桩的承载力，从而减小桩径、桩长及桩的数量，降低工程造价。它在长治市体育中心训练馆工程中的成功应用便是例证。二、工程概括及水文、地质情况。长治市体育中心训练馆位于长治市西北方向，在北寨村和屈家庄村之间，西邻西外环路。建筑面积6255.10㎡，总建筑面积22535.11㎡(地上21637.01㎡,地下898.10㎡)。工程局部地下一层，地上三层。其中一层、二层各有一个夹层，三层有两个夹层。结构类型为现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，基础为桩基础。±0.00相当于绝对标高920.35m。该工程场地地形开阔，原为耕地，地貌属于长治山间盆地冲洪积平原，侵蚀堆积地貌。各层岩性描述如下：序号地层名称层底深度（m）岩性描述1粉质粘土4.40～5..15黄褐色、黄白色色粉质粘土土，可塑，含含零星本炭炭粒，煤灰灰粒，下部部含锰铁结结核，钙质质结核，本本层具有湿湿陷性，高高压缩性土土，承载力力特征值ｆｆak为125ｋpa。2粉质粘土14.60～115.200红、黄色粉质粘粘土，可硬硬塑，无湿湿陷性，中中等压塑，含含零星钙质质结核，灰灰黑色氧化化铁锈斑点点，承载力力特征值ｆｆak为180ｋpa。3粉质粘土23.70～224.000杂色粉质粘土，可可硬塑，含含大量软土土动物残壳壳，发育灰灰黄，锈红红铁锈斑，局局部有粘土土透镜体。中中等偏低压压塑性土。承承载力特征征值ｆak为250ｋpa。4粉质粘土＞60.5豆绿，褐红，灰灰绿，灰红红杂色粉质质粘土，硬硬塑状。本本层为静水水湖沉积，时时代固结程程度高，岩岩性以粘土土为主，夹夹有粉质粘粘土，粉细细砂透镜体体。且有涨涨缩擦痕。承载力特征值ｆak为400ｋpa。本工程静止水位埋深为5.15～6.10米，水面高程为913.5～913.95米，地下水类型为第四系松散堆积物孔隙潜水。含水层为第四系中更新统粉质粘土，其补给主要为大气降水。水位年变化幅度为0.5～1.0米。三、施工工艺后压浆钢筋混凝土灌注桩的施工工艺流程：成孔施工→清理沉渣→钢筋笼制作与安放→注浆管制作与安放→注浆管通水试验→混凝土灌注（留取试块）→后压浆施工。成孔施工成孔施工采用冲击桩机，开孔阶段冲孔进度不宜太快，提锤高度要小以防引起坍孔。在开孔3-4米范围内尽可能把孔壁护牢。护壁泥浆采用原土自然造浆（比重在1.05-1.1，粘度在18-25s，含砂量<6％）。成孔时桩孔内的泥浆比重控制在1.1-1.25之间。掏渣清孔成孔过程中为了使岩土泥渣尽量挤入孔壁周围孔隙，以固孔壁，因此在冲击成孔过程中，尽量少掏渣。成孔后，用掏渣筒清理孔底沉渣。严格控制沉渣量，孔底沉渣厚度小于150mm，泥浆比重控制在1.1左右。钢筋笼制作在成孔的同时进行钢筋笼的制作。制作中主筋的焊接、钢筋笼的成型要严格按具体的施工质量要求进行。注浆管制作注浆管选用普通的6"钢管，桩底两根、桩侧一根，用铁丝牢固绑扎在钢筋笼侧壁上，各注浆管采用套丝连接。桩底注浆采用注浆胶囊，注浆胶囊用普通汽车内胎制作，里面用粒径2-4的碎石填充，在3-4mm厚的钢板开出两个与注浆管直径相同的孔，焊上2根15cm左右的普通6"注浆钢管（另一端加工套丝），在钢板上与钢筋笼主筋对应的位置上对称焊接6-8根≥φ8的钢筋（长度满足与钢筋笼上钢筋的搭接焊要求即可）。然后将填满碎石的注浆胶囊用铁丝牢固地绑扎在钢板的另一面备用。桩侧注浆采用优质耐高压塑料管在距钢筋笼上端1/3-1/2处的位置设置，具体方法是将塑料注浆管绕钢筋笼一周后用三通与普通6"注浆钢管相连接，并用铁丝牢固绑扎在钢筋笼上，在塑料注浆管外侧每间隔4cm制作出浆口，出浆口直径5mm左右，用透明胶布将出浆口粘贴牢固。钢筋笼及注浆管安装钢筋笼入孔安装时，要确定桩底的沉渣量、泥浆比重等符合要求，且要有钢筋笼完整的验收资料。在搬运、起吊时确保笼子顺直、牢固、不变形。分段安装的钢筋笼，应确保焊接质量。下放钢筋笼前将桩底注浆胶囊上的注浆管与钢筋笼内的两根注浆管连接起来，并将钢筋与钢筋笼上的主筋焊接在一起，随钢筋笼一起下放至孔底。逐段焊接的钢筋笼在焊接时，要将注浆管逐段连接起来并牢固固定在钢筋笼的侧壁上（严禁注浆管内落入杂物），在注浆管的顶部要用堵头堵上。在距钢筋笼顶部1/3-1/2处，将桩侧注浆管与钢筋笼绑扎牢固。桩侧注浆管的顶部也用堵头堵上，严禁落入杂物。钢筋笼和注浆管在桩孔内就位后，取下注浆管的堵头，进行通水试验，看从一根注浆管内注水后，另一根管出水是否通畅，试水成功后既可浇筑砼；试水不畅时，要重新吊起钢筋笼，逐段检查注浆管。混凝土浇筑本体育中心工程采用导管法灌注砼。先将导管按规范要求下放至距孔底300-500mm处，开始灌注砼后，随时测量桩孔内砼面高度及导管埋深，严防导管堵塞和将导管拨出砼面，确保桩身内的砼能将桩孔内的泥浆和沉渣反挤出桩身以外。导管提升高度要通过测绳量取砼灌注情况来确定。砼灌注应连续进行，中间不得停顿。后压浆工艺的施工后压浆工艺的原理是，通过采用桩身予埋钢管，用高压力强行将水泥压入桩侧及桩底土层中，对桩底沉渣、桩端附近土层、桩周泥皮起到渗透、充填、压实、固化作用，使之形成一种高强度的水泥土层，在桩身质量达到规范要求的前提下大幅度充分发挥原地层桩端土层承载力和桩侧土层摩擦力，从而提高单桩承载力的施工工艺。1、施工设备选用：注浆泵选用BW150泥浆泵，并选用适宜工程要求的搅拌筒和滤水网。2、将注浆管上的堵头取下，用注浆泵先将清水打入注浆管中进行通水试验，如果能够将水压入，方可进行注浆。3、按设计水灰比在搅拌筒中搅拌制作水泥浆—水泥浆经过滤放至储浆池，准备灌浆—注浆泵、浆管、活接头与桩身压浆管连接—打开排气阀并开泵放气—关闭排气阀压浆。4、技术参数：注浆压力在本工程中适用1.5-3.0MPa；水泥浆水灰比为1:0.5-0.6；桩底注入水泥量1500Kg,桩侧注入水泥量700Kg。5、终止后压浆的标准由压浆量和压力来控制。当发现压力达到4MPa时，注浆量小于设计要求的1/2时，停止压浆30-40分钟后再进行注浆，并做好记录与各方协商解决。6、后压浆的施工工艺应在桩身砼浇筑完成后3天以后进行。个别桩点的压浆量不足时，适当提高周围桩点的压浆量。四、工程效果检测与分析本工程对桩径为600和800的桩取三根进行了静载荷试验检测。按照《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2003）和《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的要求，加载量达到设计承载力的2倍时，其静载荷试验结果及对应沉降量如下表。后压浆桩静载荷试验结果统计表桩号桩径设计承载力对应沉降试验荷载对应沉降由上表可见，当加载至设计承载力时，其沉降量为mm，加载至试验荷载时，其沉降量为mm，桩基沉降量满足设计要求。通过对单桩静载荷试验得知，基桩的变形主要为弹性变形，充分反映了基桩良好的承载性状；在相同荷载作用下，所产生的沉降量相差不大，说明本工程的桩基承载力是均匀的。另外对单桩的桩身应力分布图分析；随桩顶荷载的增加，桩身各截面的轴力也不断调整变大，同时随着深度的增加，桩身各截面轴力逐渐减小，符合应力衰减规律；在加载至设计承载力的2倍时，距桩底2m处钢筋应力为距桩顶2m处桩身钢筋应力的18.3％-28.3％，说明在该荷载下桩所受的阻力主要来自中上部桩侧摩阻力，可见桩的承载力设计是合理的。本工程对200根基桩进行了高应变动力检测。检测结果表明，其充许承载力均高于设计值；对200根工程桩进行了低应变动力检测。合格率为100％，优良率为99％。五、使用后压浆工艺的效果分析在后压浆施工中，各桩均能达到设计压浆量。按理论计算压进的浆液可增大桩径1-2cm。从暴露的桩头来看浆液