摘要:近几年来由于经济水平不断地提高,也促进了我国建筑工程行业的快速发展,桩端后注浆施工技术在建筑桩基工程施工当中是非常重要施工技术之一,同时桩端后注浆施工技术也是存在着很大的发展空间。本文对桩端后注浆施工技术在建筑桩基工程中的应用进行了详细的分析,进而推动建筑工程行业的整体发展水平。
关键词:桩端后注浆施工技术;建筑桩基工程;施工;应用
引 言
在经济与科技的双重推动下,建筑工程施工技术的发展水平也在不断地进步,在各种新型的注浆设备与施工技术不断地出现后,桩端后注浆施工技术在建筑工程实施中,凭借其技术具有的优势吸引越来越多的建筑工程的注意力,并认识到桩端后注浆施工技术好处以及重要性。目前桩端后注浆施工技术已经成为了建筑桩基工程主要实施技术之一,并且在建筑工程中占据着非常重要的位置,对促进建筑工程的发展有着非常重要意义。
1 桩端后压浆加固机理的论述
桩端后注浆技术是指在钻孔灌注桩成柱、桩身的混凝土达到预定强度要求之后,采用高压注浆的方式将水泥注入其中。之后浆液就可以渗透到较为松散的桩端虚尖之中,这样就可以形成强度较为高的混凝土,随着浆液注入不断增加,水泥的浆液因为受到泥浆松软的桩端持力层中影响,会不断渗透,最终在桩端形成一个梨形体,这样就可以增强桩端的承压面积的能力。这样做的好处就是指将钻孔桩的底部进行扩大,同时梨形体的不断扩大时,那么桩端中浆液的渗透能力就会受到周围密度较大的土壤的限制与干扰,导致压力不断增加与扩大,这时要采用的措施就是将桩端土层进行填充、挤压与密实,这样就可以使桩底的底部与桩端得到高效的加固或者是压密。很好地将桩端土体的承重力进行有效地提高,大幅度提高了单桩的承载能力。
2 桩型的选择和设计
2.1 桩型的选择
高层建筑对于单桩承载力要求不小于4500KN,桩基中每一根桩承受的平均轴向压力,应小于单桩轴向受压容许承载力;如果灌注桩受到了轴向的拉力,那么灌注桩所承受的平均轴向拉力应该小于单桩轴向受拉容许承载力,高层建筑的荷载要求高,对沉降变形非常敏感。所以应该根据施工现场的土质,合理选择持力层,选用第五层含黏性土碎石层作为持力层,因为含黏性土碎石层的桩侧阻力与桩端阻力与施工现场其他土质的土层相比来说最大,能尽可能地减少沉降。所以可以将灌注桩的直径设为1000mm,灌注桩长为40m(进入持力层8.8m)此时钻孔灌注桩抗压承载力的计算估值为5498KN。经过对钻孔扩底灌注桩、钻孔复合桩和钻孔灌注桩后注浆等多种方案结合施工现场实际情况进行对比分析,考虑到第五层土厚度达到26m,为粉质黏土层,采用钻孔灌注桩后注浆技术将会使桩的承载力大幅提高。因此,基础设计为直径1000mm钻孔灌注桩360根,桩长33.5m(桩底进入选用的持力层第六层1m以上),对桩底进行后注浆处理,单桩抗压承载力特征值为6000KN。由于第五层的粉质黏土层中含有大量黏性土,故泥浆护壁灌注桩浆液水灰比应为0.45~0.65,土层密实度和强度越高,取值越大,干作业灌注桩的浆液水灰比为0.7~0.9,土层若是松散砂砾,则浆液水灰比为0.5~0.6。
2.2压浆孔的设计
所有灌注桩都应该设计压浆孔,并且在桩顶设计排气孔,需要时还应在桩底设计排水孔。压浆管、排气管和排水管应选用最小内径为20mm的适宜的钢管,管道与管道之间的连接应采用钢丝或塑料扣件,管道长度要在桩基高度上方。并且所有管道的压浆孔、抽气孔应该设计在锚座上,排气孔应该设计在锚具的附件上。之后根据灌注桩的桩直径大小和桩底持力层与桩端的空隙大小在灌注桩钢筋笼周围均匀放置2~4个压浆管,灌注桩直径越大,持力层与桩端空隙越小的,压浆管就应设置越多。考虑到本工程桩直径1000mm,持力层碎石中含有黏性土,为了保证压浆能够完全裹住桩底,应沿钢筋笼周围均匀设置2个直径为32mm的压浆管。
3 注浆参数的设定
在不同的建筑工程中,对注浆管的选定和使用有着不同的要求。例如在一般正常的建筑工程中,往往使用普通的焊接管和普通的硅酸盐水泥,并且在给注浆管增加长度时会采用套筒螺缝接头进行接长,且一般都根据施工过程中实际的地质条件和土壤条件将水泥和水的比例及注浆过程中的压力比率作为注浆的参考参数。而在高层建筑工程的施工过程中,对注浆参数的考量必须依据相关的制度和规定规范注浆过程中的各种考量参数,并且在注浆工程开始前要进行试桩作业,以保证施工的实地环境在经过改善后适合高层建筑。
(1)一般的建筑工程对水泥和水的比例没有特别严格的参数标准,但浆液不能加入太多水或加入太多的水泥。如果加水太多,则在施工的过程中无法保证注浆后的粘连性和牢固性,且容易造成水泥柱整体状态的不稳固和不安全;而加水泥太多会导致浆液过于浓稠而无法顺利注入桩体的空隙中,使得桩体之间出现太多的空隙,进而容易出现桩体干裂、桩体不稳定的危险情况。
(2)在实际施工的过程中,对桩体之间注浆量有着严格的标准,且对于每栋建筑的施工过程中需要使用的注浆量都有着严格的要求。例如对注浆量中的碎石含量及碎石层之间的空隙比例,需要在经过测试后达到一定的标准才能够对建筑进行注浆使用,且对高层建筑中的主楼和裙楼使用注浆量的比例都有着不同且严格的施工标准,以保证整个施工工程的顺利完成。在注浆施工过程中,需要对桩体进行注浆量的实时压力控制,注浆压力值必须在事先根据严格的标准设定好参考数值,以便随时改变注浆过程中的各种数值,甚至停止注浆工程。如果在注浆过程中出现压力值无法有效控制的情况,就必须停止注浆设备的运行,以保证整个施工工程的安全。
而如果注浆压力出现过大的情况,会对水泥桩体造成堵塞,甚至会导致整个桩体的坍塌破坏,且无法保证整个施工工程团队的人身安全问题。
4 建筑桩基工程中桩端后注浆施工技术的应用
4.1 注浆速度的确定
砂砾层为桩端持力层,具有较大的渗透系统,其注浆压力较低,因此应对注浆泵的额定工作压力进行确定,一般控制在8Mpa左右。选用固定注浆泵进行注浆施工,通过移动注浆灌注方式,将注浆辅助作业时间尽可能降低,并起到注浆速度加快的作用。
4.2 注浆顺序
尽可能选用整个承台群桩进行注浆作业,并一次性完成。按照先四周后中间的顺序进行桩基施工,这样可以起到避免水泥浆流失的作用。施工记录必须在注浆过程中进行,其内容包含施工注浆起始时间、注浆量及产生的突发情况等。
4.3 布设注浆管
沿钢筋笼外侧对称进行2根焊接钢管的布设,其桩径为800毫米并将其作为注浆管,沿钢筋笼外侧进行3根桩径为1000毫米的注浆管的平均分布,捆扎连接注浆管和钢筋笼,并注意相比设计桩底端,注浆管底部长度要多出50厘米左右。与地面相比,注浆管顶部应多出30厘米,这样可以为注浆作业提供便利。
4.4 开塞控制
当成桩时间和注浆时间具有较短间隔时,则表明其桩身混凝土具有较低的强度,将对注浆施工造成极大的影响。基于此,开孔作业应在完成混凝土浇筑施工后2天内进行,在施工现场应对开孔过程中高压注浆泵的压力情况进行实时观测,同时进行开塞状况的准确记录。
4.5 安装注浆管
在安装钢筋笼前,在钢筋笼内侧放置桩底注浆管,并确保注浆管符合设计规定,同时应做到分布均匀,平行与钢筋主筋,相隔2到3米距离将注浆管和钢筋笼主筋用铁丝进行捆绑,并确保其牢固性。桩底注浆管花管应伸入桩底土层40到50厘米,上端则需要至少30厘米的长度露出地表,同时在孔口固定及进行标记,随后进行桩端注浆作业。伴随钢筋笼压浆管向孔内进行放置,放置钢筋笼前应对孔的深度进行测量。螺丝位置在管路连接时应及时选用止水胶带进行缠绑,并确保其牢固性。安放一节注浆管后,应对管路的密封性进行及时检测,一般选用灌注清水的方式,将清水注满压浆管路时,当出现漏水情况,则需求及时检查钢筋笼的质量,确保其质量后才可以继续施工。
4.6 压浆施工
压浆作业必须一次完成,其最佳施工方式为选用整个承台群桩进行一次性压浆。压浆过程中必须先施工周圈桩位,随后进行中间桩作业。压浆施工中必须选用两根桩进行循环压浆作业,首先对第一根桩的A管进行压浆作业,压浆量占总量的65%,压浆结束后向另一根桩的A管进行压浆作业,随后进行第一根桩的B管和第二根桩的B管的压浆作业,遵循上述施工顺序进行有效压浆作业。能够使同一根桩两根管压浆时间保持在30分钟以上,为水泥浆扩散提供充足的空间,为桩端后注浆施工提供便利。
5 注浆施工中出现的问题和相应措施
⑴ 喷头打不开。压力达到8MPa以上仍然打不开注浆喷头,说明喷头部位已经损坏,不要强行增加压力,可在另一根管中补足注浆数量。
⑵出现冒浆。浆从地面上冒出,说明桩底已经饱和,可以停止注浆;若从本桩侧壁冒浆,注浆量也满足或接近了设计要求,可以停止注浆;若从本桩侧壁冒浆且注浆量较少,可将该注浆管用清水或用压力水冲洗干净,等到第2d原来压人的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新注浆。
⑶ 单桩注浆量不足。注浆时最好采用整个承台群桩一次性注浆,注浆先施工周圈桩形成一个封闭圈,再施工中间,能保证中间桩位的注浆质量,若出现个别桩注浆量达不到设计要求,可视情况加大临近桩的注浆量作为补充。
⑷ 注浆管接头焊接时应小心,防止电焊时焊穿管⑸在土内长度范围的注浆管接头应该错开,接头尽量置于土内上半部,并做钢筋笼加以保护。
⑹ 注浆前测桩顶标高,可以测定注浆后桩是否有浮起现象,并进行分析处理。当桩顶泥浆冒泡和有抬高现象,说明桩有微量浮起,这时应停止注浆,待过1~1.5h水泥浆静止后再重新注浆,这样渐停渐注,当注至设计要求水泥量后停止注浆,可以防止桩浮起。
结束语
通过上述的论述,可以看出桩端后注浆施工技术在建筑桩基工程中的运用对促进整个建筑工程行业的发展有着巨大的推动力。随着社会经济不断地发展,也使社会对于建筑行业的需求量也使越来越大,这也就要求建筑施工技术要不断地进步与更新。同时其重要性也表示出桩端后注浆施工技术的强弱直接影响着整个建筑工程施工质量。本文从桩端后压浆加固机理的论述、桩型的选择与设计、注浆参数的设定以及桩端后注浆施工技术在建筑桩基工程中的应用等方面进行了详细的论述与分析,对促进建筑工程的发展有着非常重要意义。
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