(1)先准备直径25.4mm、长度比孔深长20cm的钢管两根,作为注浆管.在其底部长约25cm范围内梅花状布孔12个,孔径5mm,并用编织袋将管底口及小孔包扎封牢。在按正常施工工艺施打钻孔桩(成孔并清孔)后,将注浆管绑扎在钢筋笼两侧,同步放入孔内,伸至孔底,而顶部露出桩孔口20cm.随后下导管、清孔、浇灌混凝土,待成桩1d后,以约2MPa压力的清水冲开管底封口。7d后,压力注浆约2h。
(2)注浆浆液由水泥搅拌机(300L)、滤网、储浆桶(500L)、注浆泵(设最大压力10MPa的压力表)、桩孔口压力表、注浆管而达到桩底。注浆时将水灰比3∶1的水泥量120kg、0.8∶1的360kg及0。5∶1的1020kg依次注入.当注浆压力达到5MPa并稳压3~5min后或注完设计要求注 浆量后,即可终止注浆;
(3)施工中考虑到注浆路程远造成的压力损失,用桩孔口压力表测得实际注浆压力(实际压力 损失值约1.2~1.5MPa),从而避免了注浆压力值失实。
(4)本工程各桩均达到设计要求的注浆量,平均注浆压力3MPa(开塞压力2.2MPa),注入速度 10~20L/min。
3 几个问题讨论
(1)浆液浓度对注浆效果的影响:先灌注稀浆的目的在于稀浆的流动性好,裂隙无论宽窄,均易进浆,先将细缝填灌充实,而后浆液再逐级变浓,使中等或较大的裂隙也得到充实。水利行业用于防渗的帷幕灌浆分9个级别的水灰比,本工程取其中的3个级别用于钻孔灌注桩注浆.
(2)注入压力对注浆效果的影响:注浆压力与岩层地质的渗透性、浆液浓度有关。目前主要有“一次升压法”和“分级分压法\"。当正常压力下注入速度缓慢时,可提高压力尽量使一些细小的裂隙不致在低压下提前被封堵,可较多地灌入一些浆液,即所谓“\"一次升压法“。 但较高的压力也会使浆液在较宽的裂隙中流窜过远,造成浪费。当在正常压力下就很容易可将浆液较轻松地压入时,说明岩层吸浆量大,这时可改用较低一级的压力进行注浆,于吸浆 量逐渐减少时,再加一级压力,如此反复升高压力,直至达到规定的压力,一般为2~3级( 即0.5P、1.0P或0。4P、0.7P、1.0P),是“分级分压法” .
(3)容许注浆压力、注浆量、渗透半径:一般当压力升至某一数值时,注浆量突然增大,表明地层结构已发生破坏或空隙已被扩大,此时的压力即为容许注浆压力。另两个重要参数就 是注浆量Q和渗透半径r。这些参数的确定请参见《地基处理手册 》(中国建筑工业出版社,1998).
4 几点经验
(1)串孔现象:由于地层空隙率及持力层裂隙的存在,在A桩进行注浆时可能会有水泥浆从邻 近B桩已开塞但未注浆的管中喷出,造成注浆管堵塞,致使B桩今后可能注浆失败。这种串孔扩散现象还可能引起周边土体固结,造成邻近桩机难以钻进,为避免因串孔而造成
注浆失败 ,本工程采用分片开塞,分片注浆的施工流水作业。保证成桩1d后开塞,7d后注浆,从场地外围向内共分3~4片完成全场注浆任务.至于何时开始注浆,其实只要桩身混凝土强度大于 岩石强度且不致因高压注浆而破坏混凝土自身结构即可。
(2)注浆管:注浆是通过注浆管来完成的。若注浆管长度不够,则桩底承载力得不到加强, 影响桩端承载力。若注浆管焊接质量不高,则在高压力下,浆液会在接缝处逸出,压力骤变, 导致注浆失败。若用回转盘式钻机成孔,则注浆管不宜高出孔身太多,否则影响钻机移位。
(3)二次注浆:若采取二次注浆则效果可能会更好.一般二次注浆量约为第一次的1/3~1/ 4,水灰比可适量提高.
(4)清水:开塞清水不宜过多,压力也不宜过大,以免桩身混凝土强度受到影响。注浆后再 注入大致等于输浆管容积的清水,以免浆液回流至注浆泵与注浆管之间的一段输浆管内。
(5)注浆压力:①压力逐渐上升,但达不到要求的压力,这可能是浆液在粘土中形成脉状劈 裂 渗透,或浆液浓度低、凝胶时间长,或部分浆液逸出。②注浆开始后压力不上升,甚至离开 初始压力值呈下降趋势,这可能是浆液外逸。③压力上升后突然下降,这可能是浆液从注浆 管周围溢走,或注速过大,扰动土层,或遇到空隙薄弱部位。④压力上升很快,而速度上不 去,表明土层密实或凝胶时间过短.⑤压力有规律上升,即使达到容许压力,注浆速度也很 正常(变化不大),这表明注浆是成功的。⑥压力上升后又下降,而后再度上升,并达到预定 的要求值,可以认为是第③种情况的空隙部位已被浆液填满,这也是注入成功的例子。本工 程压力变化属于第⑤种情况。
5 结论及前景
(1)桩端后注浆技术,使桩底虚土得到固结挤密;减少了群桩的桩土相对变形,降低了桩群 内部侧阻力发挥,提高了桩周下部侧摩阻力和端阻力且使沉降变形减小而均匀。因而使桩承 载力得到提高,在相同条件下可优化桩长、桩数、桩径、桩距.本工程结束后,进行了5根 桩的高应变及机械阻抗法动测,试验表明均达到Ⅰ类桩标准。
(2)本工程所用浆液为水泥类浆液,来源广泛易控制。而水玻璃类浆液由于具有无毒性、凝 结时间可控制且价格便宜,国际上应用已较广泛。
(3)双层管双栓塞注浆法即SRF法,由于可在不同地层不同时间注浆,有逐渐取代本工程花管 法的趋势,但其成本较高,注浆所需压力也较大.
(4)压力注浆理论很早就被广泛用于地铁、盾构隧道的加固及坝基帷幕等工程,随着城市高 层建筑的不断开发及旧城改造中深基坑开挖场地狭小的限制,灌注桩桩端后注浆自1994年被 开发利用后,已越来越广泛地应用于土建工程,其设计、施工、检测经验也将日臻成熟,前景看好。
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