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        灌注樁后注漿施工技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用研究

        2022-11-03 03:16:56吳寶亮李學(xué)良
        工程建設(shè)與設(shè)計(jì) 2022年19期
        關(guān)鍵詞:壓水壓漿樁體

        吳寶亮,李學(xué)良

        (中國建筑第二工程局有限公司華東公司,上海200135)

        1 引言

        灌注樁后注漿施工技術(shù)可以應(yīng)用于各種地質(zhì)土壤中,在工程施工中不但能夠減少傳統(tǒng)施工中出現(xiàn)的樁體下沉等現(xiàn)象,還能夠增強(qiáng)樁基礎(chǔ)的承載能力,節(jié)約建設(shè)成本,減少資金投入,推動施工項(xiàng)目順利有序?qū)嵤?與此同時,灌注樁后注漿施工技術(shù)操作比較簡單,沒有太多繁雜的工藝流程,有利于提高工程施工效率。 由于灌注樁后注漿施工技術(shù)的諸多優(yōu)勢,近些年來被廣泛運(yùn)用于我國大型、高層的建筑工程當(dāng)中,呈現(xiàn)出其良好的應(yīng)用價值。

        2 灌注樁后注漿施工技術(shù)的工作原理分析

        近年來,灌注樁后注漿施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用,樁基結(jié)構(gòu)是建筑工程施工的核心,如果沒有做好樁基處理,整個工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性就無法得到保證。 以往的滲透注漿技術(shù)存在許多缺陷,施工中容易出現(xiàn)沉渣、泥皮及樁側(cè)土體松弛等,對整個工程的質(zhì)量造成影響。 而灌注樁后注漿施工技術(shù)的使用是在成樁之后,當(dāng)樁身的混凝土滿足施工要求后,再采用注漿泵從預(yù)埋注漿管位置處將水泥漿液進(jìn)行低速高壓注入。 在這個過程中,水泥漿液慢慢地滲入樁端虛尖周圍的土體中并且連續(xù)不間斷地填充,讓樁體與周圍疏松的土體相融合,擴(kuò)大了樁端的承壓面積。 當(dāng)水泥漿液在周圍土層飽密的狀態(tài)下無法再進(jìn)行滲透時,整體壓力會不斷升高,樁端的土層持續(xù)擠壓,土體的密實(shí)度、填充度進(jìn)一步增強(qiáng),以此來穩(wěn)固樁底,提升樁基的有效承載能力,控制樁體不均勻沉降,讓整體沉降量更加均勻,避免由于樁體沉降而對工程整體質(zhì)量造成影響[1]。

        3 灌注樁后注漿施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

        3.1 適用于多種地質(zhì)、應(yīng)用范圍較廣

        灌注樁后注漿施工技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢明顯, 對于施工地質(zhì)條件的要求較低,具有普遍的適應(yīng)性。 即使施工地區(qū)水文條件與地質(zhì)條件較差,灌注樁后注漿施工技術(shù)也同樣適用,并且能夠有效提高建筑整體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

        3.2 可有效提高樁體承載力

        灌注樁后注漿施工技術(shù)的應(yīng)用讓樁體與疏松的土體相融合,并將泥皮、沉渣凝固在混凝土中,通過不斷擠密讓樁機(jī)的承載力增強(qiáng)。 據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明,無論是對于細(xì)顆粒土體或者粗顆粒土體, 在施工中應(yīng)用灌注樁后注漿施工技術(shù)能夠?qū)⒄w的承載力提高大約30%~150%。 由此可見,采用灌注樁后注漿施工技術(shù)具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢[2]。

        3.3 節(jié)約建設(shè)成本

        灌注樁后注漿相對于傳統(tǒng)注漿來說,灌注樁的直徑更小、長度更短,鉆孔的深度也更淺,因此,能夠避免穿越一些地質(zhì)較硬、穿越難度大的土層,大大降低了施工的難度,節(jié)約了施工時間, 在短時間內(nèi)能夠達(dá)到與傳統(tǒng)施工相比具備同等強(qiáng)度與承載能力的樁基質(zhì)量。 同時,還可以采用聲波透射技術(shù)對成樁質(zhì)量進(jìn)行檢測,以提高施工質(zhì)量,利用預(yù)埋導(dǎo)管,明確樁體是否完整,為后續(xù)施工奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

        4 案例分析

        某建筑工程項(xiàng)目,建設(shè)總高87.12 m,地上總共25 層,整體建設(shè)面積約為63 445.72 m2,地下1 層,建筑結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。 在樁基工程施工過程中應(yīng)用了灌注樁后注漿施工技術(shù)。在前期的工程勘察過程中,發(fā)現(xiàn)地面相對高差為30 cm,穩(wěn)定水位標(biāo)高約為2.4~3.7 m。 工程共采用灌注樁582 根,樁體的直徑為0.8 m,單樁的承載力為3 900 kN。

        5 灌注樁后注漿施工技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用

        灌注樁后注漿施工技術(shù)主要包括鉆孔施工、注漿管制作、壓水試驗(yàn)、注漿管安裝、注漿施工5 大部分,本文將結(jié)合上述工程案例,具體探討灌注樁后注漿施工技術(shù)的應(yīng)用方法。

        5.1 鉆孔施工

        在正式進(jìn)行灌注樁后注漿施工之前, 要做好施工準(zhǔn)備,進(jìn)行鉆孔、清孔操作。 (1)工程鉆孔采用專業(yè)的鉆機(jī),按照要求對基線與樁位進(jìn)行精準(zhǔn)測量,鉆機(jī)安放位置與預(yù)先設(shè)置的孔位之間的距離不超過2 cm。 (2)在樁身距離鋼筋內(nèi)側(cè)大約5~10 cm的位置,間隔120°設(shè)置3 個孔,然后采用地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行注漿孔施工。 (3)鉆頭保持垂直向下狀態(tài)進(jìn)行鉆孔,傾斜率不超過1%,鉆孔應(yīng)深入距離樁底大約50 cm 以下的位置。 在鉆孔的過程中保持均勻速度,緩慢地、連續(xù)不間斷地向下鉆進(jìn)。 (4)鉆孔施工完成之后, 采用高壓旋噴鉆機(jī)以高強(qiáng)壓力噴射水流清洗孔底,將孔內(nèi)的雜質(zhì)、淤泥及碎石清理干凈,方便后續(xù)注漿施工。

        5.2 注漿管制作

        注漿管制作的目的主要是灌注水泥漿, 讓空縫達(dá)到完全密封的狀態(tài)。 制作注漿管通常采用無縫且封閉的鋼管材料,鋼管長度比鋼筋籠長約0.7 m。 制作注漿管的直徑約為2.7 cm,通常根據(jù)實(shí)際的施工情況來調(diào)整注漿管的直徑。 注漿管制作的過程中要合理控制注漿管的壓力,采取無縫焊接方式。制作流程分段進(jìn)行,按照以下3 個步驟:(1)制作注漿管的端部花管段,在側(cè)面預(yù)留注水孔,注水孔的直徑大約為0.6 cm。(2)制作注漿管的中部部分。 (3)做注漿管的上部,采用帶絲扣的接頭,并用塑料膜將花管緊密包裹,用鐵絲將花管捆綁,以防注漿期間出現(xiàn)漿液滲漏問題。 在安裝的過程中精準(zhǔn)控制下放角度及位置, 確保下放無誤。 在整個鋼筋籠的制作過程中,嚴(yán)格控制尺寸偏差,具體的偏差允許范圍如表1 所示。 同時,灌注樁底位置布設(shè)壓漿噴孔,注漿管的截面積總和大于注漿孔面積總和。

        表1 鋼筋籠制作允許偏差值明細(xì)表

        5.3 壓水試驗(yàn)

        壓水試驗(yàn)是保證灌注樁后注漿施工技術(shù)有效應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 通過壓水測試檢查注漿管是否存在堵塞情況,注漿管是否密封,確保注漿管的各項(xiàng)性能如防水性、密封性以及流暢性符合要求。壓水試驗(yàn)的時間主要是在灌注樁施工完成之后的1周之內(nèi),該工程在進(jìn)行壓水試驗(yàn)過程中,將高壓水壓入注漿管道內(nèi),注水壓力控制在0.5~1 MPa。注水壓力不宜過大,以免出現(xiàn)注漿孔坍塌問題。 壓水試驗(yàn)持續(xù)3~5 min,能確保管道內(nèi)的泥漿與沉渣被沖洗干凈。 需要注意的是,在壓水試驗(yàn)過程中,要密切關(guān)注孔洞的狀態(tài),當(dāng)發(fā)現(xiàn)有塌孔、擴(kuò)孔或者充盈系數(shù)較大的情況時,需要及時采取措施進(jìn)行處理,實(shí)時監(jiān)測孔洞的疏通情況與壓力大小[3]。

        5.4 注漿管安裝

        采用灌注樁后注漿施工技術(shù)的重要內(nèi)容是進(jìn)行注漿管的安裝,其直接影響到整個工程的施工質(zhì)量。 為此,要保證注漿管安裝的連續(xù)性與密封性,必須嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行操作:(1)將注漿管固定在鋼筋籠上,讓注漿管跟隨鋼筋籠下放至孔內(nèi),并利用直徑為3.251 mm 的鐵絲進(jìn)行綁扎,綁扎間距控制在大約3 m,上端露出地表30 cm 左右。 (2)對樁端進(jìn)行注漿,注漿具體工藝如圖1 所示。 需要注意注漿管的底部應(yīng)當(dāng)在鋼筋籠底部之上,大約高出25 cm,注漿管底部超出鋼筋籠的部分要進(jìn)行封堵。 在注漿管的側(cè)壁設(shè)置梅花形孔, 直徑大約0.7 cm,并使用膠布對其纏繞。 (3)在每一節(jié)注漿管下放完成之后,往管內(nèi)注入清水,以測試管路的密封性,在發(fā)現(xiàn)有滲漏的情況下,將鋼筋籠提起進(jìn)行檢查,直到故障消除之后才可以再次下籠。

        圖1 灌注樁后注漿技術(shù)施工工藝示意圖

        5.5 注漿施工

        注漿施工是灌注樁后注漿技術(shù)應(yīng)用的最關(guān)鍵、最核心的階段,也是技術(shù)應(yīng)用的最后一個階段。 注漿施工的過程中需要綜合分析多方面因素,如注漿壓力、漿液配合比及注漿順序,如果其中任何一項(xiàng)因素沒有控制好,都會對工程質(zhì)量造成影響。

        1)注漿施工作業(yè)的地點(diǎn)應(yīng)當(dāng)設(shè)置在距離成孔不超過10 m 的范圍之內(nèi),并嚴(yán)格把控注漿施工的時間與順序。 當(dāng)施工地土質(zhì)比較飽和,注漿應(yīng)按照從樁側(cè)到樁端的順序進(jìn)行;反之,施工地土質(zhì)不飽和時,按照先樁端再樁側(cè)的順序進(jìn)行,斷面樁側(cè)按照從上到下的順序進(jìn)行灌注。 注漿時間應(yīng)當(dāng)在完樁之后的72 h之內(nèi),最長不超過1 個月時間,對中樁與側(cè)樁注漿,時間不得低于2 h,這樣才能確保注漿質(zhì)量符合要求。

        2)在初次注漿之前,要進(jìn)行壓水試驗(yàn),如果沒有出現(xiàn)堵塞或者滲漏情況, 方可開始注漿, 初次注漿的壓力控制在0.5~1.5 MPa。 漿液的水灰比控制在0.45~0.7,該工程設(shè)置的水灰比為0.7, 初次注漿采用2~3 級水壓機(jī)逐步將配置好的水泥漿液進(jìn)行低速慢壓,先稀后濃,保持勻速,注漿速度為52~73 L/min。初次壓漿完成之后,及時給壓漿管擰上堵頭,避免出現(xiàn)回漿情況,影響壓漿質(zhì)量。 第一次注漿完成之后開始第二次注漿,這個階段注漿壓力為1.5~2 MPa,利用雙液注漿機(jī)將水玻璃與漿液分別通過注漿管高壓注入孔底,同樣采取低速慢壓的方式。在漿液注入孔底之后及時將孔底封堵, 并將水玻璃注漿管撤離,用水泥凈漿進(jìn)行高壓灌注。

        3)灌注過程中注意控制速度,當(dāng)出現(xiàn)漿液順著樁身上竄或者冒出時,用閥門或者螺栓堵頭將冒出口密封,持續(xù)加壓,當(dāng)壓力穩(wěn)定在大約6 MPa 時即可停止。 如果壓漿量沒有達(dá)到設(shè)計(jì)總量的時候就出現(xiàn)漿液冒出的情況,應(yīng)當(dāng)立即停止壓漿,用緩凝漿將壓漿管內(nèi)的水泥漿置換出來,暫停1 h 之后再進(jìn)行壓漿。 在注漿孔閥門密封1 h 之后,斷開高壓泥漿泵的連接管路,完成整個注漿施工。

        6 結(jié)語

        總而言之,灌注樁后注漿施工技術(shù)具有良好的應(yīng)用價值,在具體運(yùn)用過程中,要結(jié)合工程實(shí)際情況,突破傳統(tǒng)的技術(shù)局限, 規(guī)范施工流程, 更好地發(fā)揮灌注樁后注漿施工技術(shù)的優(yōu)勢,推動我國建筑施工技術(shù)的成熟與發(fā)展。

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