席張群
(巢湖市農(nóng)村公路管理局,安徽 巢湖 238000)
灌注樁后壓漿技術(shù)是有效提高灌注樁單樁承載力的一種施工技術(shù)。雖然國(guó)內(nèi)外已有采用后壓漿技術(shù)減少樁基沉降的工程實(shí)例,但目前對(duì)于灌注樁后壓漿技術(shù)的作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)尚沒(méi)有明確的理論依據(jù),相關(guān)的學(xué)術(shù)性研究較少,對(duì)后壓漿灌注樁的承載力計(jì)算也沒(méi)有明確的規(guī)范。展開(kāi)灌注樁后壓漿施工技術(shù)在高速公路橋梁樁基施工具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
某高速公路大橋后注漿鉆孔灌注樁位于某河西岸的一級(jí)階地上,地層除局部覆蓋第四系全新統(tǒng)人工堆積層外,其余均為第四系全新統(tǒng)沖積層。其試驗(yàn)樁地段的工程地質(zhì)情況如下:
(1)第四系人土填土層
素(雜)填土:灰褐色,松散,稍濕,成份以碎石、黏性土、混凝土及生活垃圾。淤泥:深灰色,黑色,流塑,含大量有機(jī)質(zhì),以塘淤泥為主。耕植土:灰黃色,灰色,松散,以黏性土為主。
(2)第四系全新統(tǒng)瀉湖積層
粉質(zhì)黏土1:灰黃色,褐灰色,軟塑,局部硬塑,局部為黏土,含較多鐵錳質(zhì)結(jié)核,豁結(jié)性較好,地基基本承載力為120kPa。粉土1:灰色,稍密,飽和,夾粉質(zhì)薪土薄層,含少量云母碎屑,地基基本承載力為90kPa。淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土:灰色-深灰色,流塑,局部軟塑,局部夾粉土薄層,具腐臭味,地基基本承載力為80kPa。粉土2:灰色,稍密,飽和,含少量云母碎屑。地基基本承載力為100kPa。粉質(zhì)黏土:灰色,流塑一軟塑,有異味,夾薄層狀粉土,含有機(jī)質(zhì)。地基基本承載力為100kPa。
(3)第四系上更新統(tǒng)瀉湖積層,沖海積層。粉土:灰色,中密,飽和,夾粉質(zhì)豁土薄層,局部含較多粉砂。地基基本承載力為150kPa。粉質(zhì)黏土:褐灰色,軟塑,夾粉土,粉砂薄層。地基基本承載力120kPa。粉砂:青灰色、灰色,中密-密實(shí),飽和,局部夾粉質(zhì)黏土、粉土薄層,局部夾少量細(xì)砂和中粗砂。地基基本承載力150kPa。
注漿次序是后注漿施工的關(guān)鍵,一般的原則是從加固區(qū)域的外圍進(jìn)行圍、堵、截,內(nèi)部進(jìn)行充填、擠壓,以獲得較好的注漿效果,從而達(dá)到加固的目的。注漿次序分為平面次序和深度次序。
平面次序選擇包括(1)以注漿孔群為單位的注漿次序;(2)以堵水、防滲為目的的帷幕注漿施工次序,該施工工序就是逐漸縮小孔距,即鉆孔逐漸加密;(3)加固地基為目的的施工次序采用,該次序施工的特點(diǎn)是插孔注漿擠密,最后逐漸壓實(shí)"圍、擠、壓",即先將注漿區(qū)圈圍住,有利于保證注漿重量。
深度次序包括(1)自上而下式注漿;(2)自下而上式注漿。
該工程采用1.0m鉆孔灌注樁,樁入粉土中40.0m,且樁體上端須穿過(guò)lO.Om厚的淤泥質(zhì)粘土。單樁有效長(zhǎng)度48m,單樁承載力設(shè)計(jì)值4500kN。由于地質(zhì)條件限制,需要用樁底注漿進(jìn)行加固以提高樁基承載力。注漿的具體設(shè)計(jì)值如下:
(1)注漿壓力控制:注漿壓力不超過(guò)2.5MPa,一般控制在1-2.0MPa內(nèi)。根據(jù)工藝要求,注漿管開(kāi)塞壓力為4.OMPa。如果注漿壓力超過(guò)3.OMPa,要采用穩(wěn)壓間隔式注漿工藝,穩(wěn)壓靜置間隔時(shí)間不少于10min后停止注漿。注漿時(shí),注漿管接上單向閥,再接高壓注漿軟管,注漿完畢關(guān)閉單向閥,待水泥漿不外噴時(shí)卸下。
(2)上抬位移控制:一般說(shuō)來(lái),在樁端壓力注漿時(shí)會(huì)產(chǎn)生較明顯的樁頂.上抬現(xiàn)象,樁頂上抬量不宜過(guò)大,根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)宜控制在0.530mm左右。
(3)注漿量:本工程每根樁后注漿工法施工注漿控制標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)是:水泥用量3t;注漿濃度水灰比0.50.6;注漿速度20-40L/min;若注漿過(guò)程中出現(xiàn)返漿,可停止30min-60min后再注,再注再返漿再停注,直至達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量。當(dāng)樁底土層為砂性土?xí)r,配制水泥漿水灰比宜為0.5,樁底土層為粉土?xí)r,水灰比宜為0.6。
鉆孔控制主要依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)工程質(zhì)量施工驗(yàn)收規(guī)范》(gb50202-2002)、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(jgj94-94)的相關(guān)要求和設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行控制,重點(diǎn)控制孔深、孔徑和垂直度,了解孔壁情況,及時(shí)了解孔內(nèi)情況,是否有坍孔、漏水等現(xiàn)象,以便在后注漿施工時(shí)采取相應(yīng)的技術(shù)措施。
對(duì)用于注漿的高壓注漿泵、拌漿機(jī)等設(shè)備需進(jìn)行檢查。高壓注漿泵的工作參數(shù)要滿(mǎn)足方案要求;在使用前對(duì)高壓注漿泵及管線的密封性要進(jìn)行試運(yùn)行;對(duì)注漿管,要檢查注漿頭的長(zhǎng)度、出漿孔徑、孔距是否符合方案要求;安設(shè)注漿管時(shí),要檢查注漿管與鋼筋籠連接是否可靠、牢固;注漿頭是否用合適的橡膠膜封閉、包裹;注漿管各節(jié)連接是否牢固、密封,及注漿管上端是否略高出地坪,并要有良好的封堵,以防止雜物進(jìn)入堵塞注漿管。
孔底沉渣厚度和泥漿的比重在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求后,方可進(jìn)行澆砼。砼的初灌量要滿(mǎn)足要求;拔管時(shí)要控制導(dǎo)管在砼中埋入深度,謹(jǐn)防導(dǎo)管拔出砼面造成夾泥狀況;控制好砼灌注的充盈參數(shù),使其保持在1.1-1.2之間,記錄澆砼情況。
在澆砼后的3-5天,砼強(qiáng)度達(dá)到c10-c15時(shí)方可進(jìn)行開(kāi)塞。開(kāi)塞時(shí)間的早晚,對(duì)注漿較為關(guān)鍵。能否順利注漿,控制好注漿時(shí)間是重點(diǎn)。開(kāi)塞時(shí)間早了,砼未形成一定的強(qiáng)度,在高壓水的沖射下會(huì)破壞樁端的樁成形和砼強(qiáng)度;過(guò)遲,包裹注漿后的砼強(qiáng)度過(guò)大,會(huì)造成注漿頭橡膠膜打不開(kāi)現(xiàn)象,使預(yù)埋管報(bào)廢,最終不能注漿。開(kāi)塞時(shí)要在現(xiàn)場(chǎng)觀察高壓注漿泵的開(kāi)塞壓力,記錄開(kāi)塞情況,要寫(xiě)明開(kāi)啟一根、兩根、還是未開(kāi)啟。
首先檢查水泥,其不能有結(jié)塊現(xiàn)象。核實(shí)進(jìn)場(chǎng)的水泥量及水泥漿的水灰比,摻外加劑的,檢查外加劑的摻量。檢查高壓注漿泵的壓力表、閥門(mén)、管線完好狀況。注漿開(kāi)始記錄注漿壓力。注漿壓力過(guò)小,對(duì)樁端土、樁周土加固范圍滲入充填強(qiáng)度、深度小,加固作用?。蛔{壓力過(guò)大,可能會(huì)損壞注漿管。因此要控制一個(gè)較合適的注漿壓力,一般為開(kāi)塞壓力的一半。注漿一般以注入水泥量為主控因素,水泥注入量達(dá)到預(yù)定量,無(wú)特殊情況即可停止注漿。預(yù)定量可根據(jù)第一、二根的注漿情況進(jìn)行修正。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員要記錄每次水泥的用量,保證水泥的注入量達(dá)到要求。
通過(guò)以上分析表明:
(1)注漿施工采用孔口封閉分段式自上而下分序施工的注漿工藝。該施工工藝能逐漸提高注漿壓力,不僅能保證注漿質(zhì)量,還能防止抬動(dòng)、漏漿等事故。
(2)注漿法加固橋梁樁基控制沉降在經(jīng)濟(jì)性、可行性和時(shí)效性上有優(yōu)勢(shì)。
(3)灌注樁后注漿工法是我國(guó)近年來(lái)開(kāi)發(fā)成功的一種樁基施工新技術(shù),固化了樁基虛土和地基土,工程質(zhì)量穩(wěn)定性好;提高了樁基承載力,降低了沉降量;施工設(shè)備較簡(jiǎn)單,方法易于掌握、費(fèi)用低縮短工期;需向地面排漿,無(wú)振動(dòng)無(wú)噪聲,文明施工,提高了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境綜合效益,具良好發(fā)展前景。
鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)已作為建設(shè)部推廣應(yīng)用的新技術(shù),在今后的建筑工程樁基礎(chǔ)施工中將會(huì)廣泛的進(jìn)行使用,對(duì)其施工監(jiān)理過(guò)程我們將進(jìn)一步進(jìn)行探討,以提高監(jiān)理控制的效果。
[1]薛韜.用灌漿法提高樁基地承載力[J].地基處理,1992(4).
[2]傅旭東,于志強(qiáng)等.鉆孔樁樁底、樁側(cè)后壓力灌漿試驗(yàn)[J].工業(yè)建筑,2000(4).
[3]王旭,于志強(qiáng).樁底壓密灌漿提高鉆孔灌注樁承載力[J].建筑結(jié)構(gòu),1998(11).