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灌注樁后注漿工藝在公路橋梁樁基施工中的應(yīng)用
2012-05-31 來源:中國鳴網(wǎng)
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)。雖然國內(nèi)外已有采用后壓漿技術(shù)減少樁基沉降的工程實例,但目前對于灌注樁后壓漿技術(shù)的作用機理的認識尚沒有明確的理論依據(jù),相關(guān)的學(xué)術(shù)性研究較少,對后壓漿灌注樁的承載力計算也沒有明確的規(guī)范。展開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)用價值。

  1、工程概況

  某高速公路大橋后注漿鉆孔灌注樁位于某河西岸的一級階地上,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。其試驗樁地段的工程地質(zhì)情況下:

 ?。?)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,飽和,局部夾粉質(zhì)黏土、粉土薄層,局部夾少量細砂和中粗砂。地基基本承載力150kPa。

  2、施工方法的選擇

  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)域的外圍進行圍、堵、截,內(nèi)部進行充填、擠壓,以獲得較好的注漿效果,從而達到加固的目的。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,該次序施工的特點是插孔注漿擠密,最后逐漸壓實“圍、擠、壓”,即先將注漿區(qū)圈圍住,有利于保證注漿重量。

  3、灌注樁后注漿施工設(shè)計

  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lO.Om厚的淤泥質(zhì)粘土。單樁有效長度48m,單樁承載力設(shè)計值4500kN。由于地質(zhì)條件限制,需要用樁底注漿進行加固以提高樁基承載力。注漿的具體設(shè)計值如下:

 ?。?)注漿壓力控制:注漿壓力不超過2.5MPa,一般控制在1-2.0MPa內(nèi)。根據(jù)工藝要求,注漿管開塞壓力為4.OMPa。如果注漿壓力超過3.OMPa,要采用穩(wěn)壓間隔式注漿工藝,穩(wěn)壓靜置間隔時間不少于10min后停止注漿。注漿時,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,待水泥漿不外噴時卸下。

 ?。?)上抬位移控制:一般說來,在樁端壓力注漿時會產(chǎn)生較明顯的樁頂.上抬現(xiàn)象,樁頂上抬量不宜過大,根據(jù)實踐經(jīng)驗宜控制在0.530mm左右。

 ?。?)注漿量:本工程每根樁后注漿工法施工注漿控制標準工藝參數(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,直至達到設(shè)計注漿量。當樁底土層為砂性土?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。

  4、施工效果分析

  4.1施工準備

  1)對于已澆注完成的樁頂標高合適的樁,先鑿除樁頂?shù)乃缮⑵扑閷雍偷蛷姸然炷?,樁頂面?yīng)水平、平整,設(shè)置鋼筋網(wǎng)片3-5層,間距80-15Omm;2)如果樁頂距離地面比較深,需要施工單位進行接樁處理,至樁標高距地面以下一米左右,如原樁身露出主筋長度不夠時,應(yīng)通過焊接加長主筋,各主筋應(yīng)在同一高度上,按規(guī)定焊接;樁頂面應(yīng)水平、平整,設(shè)置鋼筋網(wǎng)片3-5層,間距80-15Omm;3)對于尚未澆注的檢測樁,灌澆時可以直接澆到樁頂距地面下lm的位置;頂面應(yīng)水平、平整,設(shè)置鋼筋網(wǎng)片3-5層,間距80-15Omm。

  4.2施工效果

  選取兩根典型樁的荷載一沉降曲線,如圖3所示。其中一根為未注漿的樁,另一根為經(jīng)過注漿加固的。

  結(jié)果表明:注漿樁的極限承載力為7000kN,未注漿樁的極限承載力為5OOOkN,注漿加固后基樁極限承載力提高40%。可見,后注漿加固對提高本工程基樁承載力是有效的。

  對應(yīng)于未注漿樁極限承載力5OOOkN時,注漿樁和未注漿樁的沉降量分別為9mm和2mm,可見后注漿技術(shù)能提高樁基控制變形的能力。

  5、結(jié)束語

  通過以上工程實例分析表明:

 ?。?)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、漏漿等事故。

  (2)注漿法加固橋梁樁基控制沉降在經(jīng)濟性、可行性和時效性上有優(yōu)勢。

  (3)灌注樁后注漿工法是我國近年來開發(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)備較簡單,方法易于掌握、費用低縮短工期;需向地面排漿,無振動無噪聲,文明施工,提高了社會、經(jīng)濟、環(huán)境綜合效益,具良好發(fā)展前景。
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