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建筑工程灌注樁后注漿施工技術(shù)分析論文
摘要:分析了后注漿灌注樁施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和作用機理,從后注漿漿液的制作、注漿設備的安裝、施工時(shí)間的選擇等方面,介紹了后注漿施工技術(shù)的工藝流程,提出了具體的質(zhì)量保證措施,以提高灌注樁的施工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:灌注樁,后注漿施工,承載力
0引言傳統的灌注樁施工技術(shù)都是先進(jìn)行場(chǎng)地的開(kāi)挖,然后用泥漿護壁,投放鋼筋籠,最后再進(jìn)行混凝土的灌注,形成具有承載能力的樁基的過(guò)程。這樣的施工工藝具有一些缺點(diǎn),比如樁底部的沉渣沒(méi)有辦法清除,以及樁側會(huì )形成一些泥皮等缺陷,不利于灌注樁的施工質(zhì)量和承載能力,因此,為了解決這些問(wèn)題,我國于1994年由中國建筑科學(xué)研究院提出了后注漿施工的方法,對于灌注樁身質(zhì)量的提高作出了很大的貢獻,提高了灌注樁施工的經(jīng)濟效益,有重大的現實(shí)意義。
1后注漿灌注樁施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
后注漿施工技術(shù)是先在鋼筋籠中埋設注漿管,在所有工序準備就緒以后,通過(guò)注漿管在成樁以后的2d~30d之內進(jìn)行高壓注漿,漿體通過(guò)擠壓,毛細等作用與土體結合,把樁身底部的沉渣與泥皮等固結,達到能夠提高樁體的承載能力以及降低灌注樁的樁身沉降等問(wèn)題,注漿可以通過(guò)樁底的高壓注漿,樁身的高壓注漿或者是采用樁底和樁身結合的復合注漿施工技術(shù),注漿施工技術(shù)的實(shí)用性是非常強的。后注漿施工技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)就是能夠有效地固結樁底的沉渣與樁側的泥皮,達到固化細微粒土體,提高樁體的承載能力以及減小樁身的沉降量,通過(guò)多方面的統計和研究的資料表明:后注漿的漿體對于細粒土的承載能力的提高能夠達到30%~70%,對于粗粒土的承載能力的提高能夠達到50%~150%,個(gè)別的情況提高的能力甚至能夠達到更高的水平,有效地提高了經(jīng)濟價(jià)值,降低了施工的成本,對于一些長(cháng)直徑的灌注樁,提高的承載能力更為明顯,因為承載能力提高了,對于樁長(cháng)的要求就能夠降低,這樣就加快了施工的速度,降低了施工的難度,提高了施工企業(yè)的經(jīng)濟效益。而且后注漿施工技術(shù)能夠適用于各種不同的巖層,尤其是近幾年來(lái),后注漿施工已經(jīng)應用到干法鉆孔灌注樁當中,效果非常明顯。另外,埋設注漿管有很多用處,首先可以采用聲波透射法,對于樁體的施工質(zhì)量進(jìn)行檢查,而且注漿以后的聲測管能夠起到同等截面鋼筋的作用,提高了樁體的抗側能力,可以說(shuō)是一個(gè)管三個(gè)用處,施工的工藝也比較簡(jiǎn)單,具有很大的推廣價(jià)值。
2后注漿施工技術(shù)的作用機理
后注漿施工技術(shù)的作用機理就是高壓注漿到達樁底之后與沉渣以及周?chē)馏w發(fā)生化學(xué)反應,產(chǎn)生有膠結作用的顆粒。粗粒土靠滲透作用提高密實(shí)度與強度,細粒土則被滲入的漿液包圍,反應成為中低強度的混凝土,對于巖體,反應形成漿泡,對土體進(jìn)行擠壓,從而提高樁體的樁端承載力。另外,樁體的注漿還可以給樁體提供反向承載力,增加灌注樁的摩擦阻力,降低樁體的沉降量。由于高壓注漿的擠壓作用,澆筑成型的混凝土灌注樁也得到了提前的壓縮量,從而減少了后期樁體的壓縮與沉降量。另外,由于漿體的填入,與周?chē)耐馏w進(jìn)行反應,也會(huì )形成一個(gè)范圍比較大的承載能力的結構,樁底周?chē)赡軙?huì )形成一個(gè)范圍比較大的承載能力范圍,形成一個(gè)如同擴孔灌注樁一樣的承載范圍,這樣就會(huì )變相地擴大底部的受力面積,降低了單位面積的受力,提高樁身的承載能力。漿液滲入到樁身周邊的土體當中,也與周?chē)耐馏w進(jìn)行反應,承載能力較小的土體被壓縮形成一個(gè)凸面,承載能力較大的土體則形成一個(gè)凹面,這樣接觸面就會(huì )形成凹凸面,有效地提高樁身與周邊土體之間的摩擦力,從而提高摩擦阻力,起到提高樁基承載能力的作用。
3后注漿施工技術(shù)的施工工藝
后注漿施工的工藝流程主要包括注漿管的制作以及安裝,混凝土灌注樁的施工,安裝注漿的設備,混凝土灌注樁成樁以后的漿體灌注,設備拆除。
1)后注漿漿液的制作。一般注漿漿液的制作應當考慮其稠度以及可灌性能,并結合現場(chǎng)施工的條件以及環(huán)境的要求,針對不同的地層以及地基土應當采用不同的漿體以滿(mǎn)足現場(chǎng)的實(shí)際需要,對于國內的灌注樁施工一般都考慮使用水泥漿作為灌漿的漿液,然后根據實(shí)際的需要摻入一定的外加劑,地層不同,地基土的類(lèi)型不同,那么所采用的外加劑類(lèi)型也不相同,比如有的外加劑可以采用水玻璃類(lèi)漿液進(jìn)行地層加固等等。
2)進(jìn)行后注漿灌漿的設備。進(jìn)行后注漿灌漿施工的設備分為兩個(gè)部分,地上部分與地下部分,地上部分主要包括高壓注漿泵、漿液攪拌機、儲存漿液的桶,管路系統以及相關(guān)的檢測觀(guān)測設備等等,地下部分包括導漿管和其他的設備等。在實(shí)際操作的時(shí)候,應當把漿液灌入到漿液的攪拌機中,在攪拌一定的時(shí)間之后進(jìn)行漿液的儲存,但是漿液的儲存時(shí)間不能夠太長(cháng),否則會(huì )失去膠結反應的能力,最后通過(guò)高壓注漿泵注入到豎向的導管當中,輸送到需要加強的部位。
3)后注漿施工注漿流程的控制。后注漿施工的最大的注漿壓力應當根據現場(chǎng)實(shí)際的環(huán)境條件,地層的承載能力,樁身的長(cháng)度,直徑等條件進(jìn)行設計,根據這些條件進(jìn)行實(shí)際的計算得到最大的注漿壓力,并用注漿壓力把漿液從豎向的導管中壓入樁體當中,并在最大注漿壓力的條件下穩定一段時(shí)間,使得漿液的狀態(tài)達到穩定,才可以卸載。另外還應當根據地層的狀況以及實(shí)際的承載能力的設計來(lái)選擇注漿量的大小,當注漿量達到設計的數值時(shí)停止注漿。根據現場(chǎng)的實(shí)際條件,目前在我國的后注漿施工當中并沒(méi)有實(shí)際的用來(lái)控制注漿量或者注漿力的公式可以使用,只能夠根據經(jīng)驗來(lái)進(jìn)行控制,根據實(shí)際情況也可以采用兩者互相結合進(jìn)行共同控制的方法對后注漿工藝來(lái)進(jìn)行控制。
4)后注漿施工時(shí)間的選擇。后注漿施工時(shí)間一般選擇在灌注樁澆筑以后的2d~30d的范圍之內,因為在這個(gè)時(shí)間段樁體的最終強度并沒(méi)有形成,因此容易進(jìn)行后注漿的施工。后注漿施工的時(shí)間選擇如果過(guò)早,那么可能會(huì )由于樁體的最終強度沒(méi)有形成而造成混凝土樁體的強度過(guò)低而破壞的結果,也可能會(huì )由于樁側的阻力不足,造成后注漿的漿液溢出地面,達不到注漿的效果。如果注漿的時(shí)間選擇太晚的話(huà),由于樁身的質(zhì)量已經(jīng)形成,漿液的壓力不能夠造成樁體的壓縮以及沉降量的減少,反而由于壓力過(guò)大,使得漿液壓上地面,造成泛漿,甚至由于壓力過(guò)大,形成竄孔的現象,因此后注漿的時(shí)間選擇必須合理,在施工單位進(jìn)行施工方案的設計當中,應當考慮到實(shí)際的情況,并根據樁身的混凝土強度來(lái)設計最佳的注漿時(shí)間。
5)后注漿施工工藝的流程。后注漿施工工藝首先要根據現場(chǎng)不同的條件進(jìn)行設計,進(jìn)行漿液的選用與設計,注漿時(shí)間的確定,根據樁身直徑與長(cháng)度進(jìn)行注漿最大壓力的設計。在灌注樁施工之前,應當把注漿管綁扎到鋼筋籠之上,隨著(zhù)鋼筋籠插入到灌注樁的底部。當方案都已經(jīng)設計完成之后,混凝土灌注樁的樁體施工完畢2d~30d之間,把注漿的設備移動(dòng)到現場(chǎng)需要注漿的部位,進(jìn)行漿液的拌制與儲存。到達最佳的注漿時(shí)間后,打開(kāi)注漿的閥門(mén)進(jìn)行漿體的灌注,灌注的壓力應當保持在最大的壓力狀態(tài),灌注的時(shí)候對樁體的沉降等進(jìn)行嚴密的監測,對于灌注過(guò)程當中達到的最大壓力以及灌注量進(jìn)行統計與記錄,并在以后的施工過(guò)程當中,注意對樁體質(zhì)量進(jìn)行維護。
4后注漿灌注樁的質(zhì)量保證措施
進(jìn)行后注漿施工當中,必須要加強對于施工質(zhì)量保證的措施,成樁工藝必須嚴格按照國家現行的標準與規范進(jìn)行。在施工的過(guò)程當中,應當時(shí)刻對施工的各個(gè)參數進(jìn)行監視與檢驗。注漿管在進(jìn)場(chǎng)的時(shí)候就應當對其直徑,壁厚,尺寸以及氣密性能等等參數進(jìn)行檢測,只有滿(mǎn)足要求的注漿管才能夠投入使用,在注漿施工之后的20d應當對樁身的承載能力進(jìn)行檢測,同時(shí)應當對于材質(zhì),試注漿記錄以及工藝參數等等進(jìn)行相應的記錄,F場(chǎng)施工人員應當提高質(zhì)量控制人員的素質(zhì),從人的角度進(jìn)行管理與控制,提高責任心與技能,使其在現場(chǎng)施工的過(guò)程當中能夠及時(shí)地發(fā)現可能會(huì )影響施工質(zhì)量的操作并進(jìn)行改正,另外,監測人員也應當加強對于后注漿灌注樁施工中變化的監視,及時(shí)發(fā)現問(wèn)題,并對施工工藝進(jìn)行有效的改進(jìn)。在灌漿之前,應當對每一個(gè)灌漿孔進(jìn)行檢測,在施工的時(shí)候應當采取有效的措施,對灌漿管進(jìn)行有效的保護,因為如果在施工當中,混凝土進(jìn)入到灌漿孔當中,是非常麻煩的,很難清理,因此必須進(jìn)行重點(diǎn)控制,保證灌漿孔的通順,能夠使得漿液順利地通過(guò)灌漿孔進(jìn)入到樁體以及樁身側面。同時(shí)也應當對設備的工作運行情況進(jìn)行檢查,一旦發(fā)生事故應當立即停止施工,檢查問(wèn)題,解決問(wèn)題并做好記錄。
5結語(yǔ)
后注漿技術(shù)是一門(mén)新興的技術(shù),對于傳統的灌注樁施工工藝當中所存在的一些問(wèn)題與缺點(diǎn)進(jìn)行了很好的補充,具有很強的現實(shí)意義與施工使用價(jià)值,在灌注樁后注漿的施工當中,要對所使用材料,壓力等進(jìn)行設計,對于施工時(shí)間以及其他參數進(jìn)行研究與記錄,最重要的是要做好試驗記錄與監測,及時(shí)地發(fā)現問(wèn)題并進(jìn)行解決,對于施工當中所使用的設備等也應當進(jìn)行檢查,確保所使用的設備等滿(mǎn)足現場(chǎng)施工的需要,只有這樣才能夠保證后注漿灌注樁的施工工藝,提高經(jīng)濟效益,后注漿灌注樁施工技術(shù)的應用越來(lái)越廣泛,具有一定的現實(shí)意義,因此對于其原理,性能,質(zhì)量的介紹是具有一定現實(shí)意義的。
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