摘要:樁底注漿的目的是把有限的漿液材料輸送到樁端及樁周的有效范圍內(nèi),并對該范圍介質(zhì)起加固作用。本文著重對樁端后注漿施工期間各控制要點進(jìn)行了詳述。
關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁;樁端后注漿樁技術(shù);施工工藝;控制要點
鉆孔灌注樁是當(dāng)前高層建筑和橋梁基礎(chǔ)的主要樁型。樁端后壓漿技術(shù)可以有效消除樁底沉渣的不利影響,增大樁端承載面積,是一種有效提高鉆孔灌注樁性能、節(jié)約工程成本的先進(jìn)施工工藝。因此,對樁端后壓漿施工工藝、受力機(jī)理等問題進(jìn)行研究有著重要的理論和實際意義。本文就樁端后注漿施工工藝控制要點進(jìn)行了詳述。
1 樁端后注漿施工工藝控制要點
1.1注漿開始時間
泥漿護(hù)壁灌注樁水下混凝土初凝期約需要5d左右,所以注漿時間宜在混凝土初凝后(約5d-10d左右)進(jìn)行。注漿開塞過早,會導(dǎo)致因樁身混凝土強(qiáng)度過低而破壞樁本身,還可能受到樁端承壓水的作用,使樁端的砂子倒灌入注漿管內(nèi)而堵塞注漿管;注漿開塞過遲,則可能難以使樁底已硬化的混凝土形成注漿通道,導(dǎo)致注漿頭不能打開,注漿失敗。
1.2壓水試驗
壓水試驗是注漿施工前必不可少的重要工序。成樁后至實施樁底注漿前,必須通過壓水試驗來認(rèn)識樁底的可灌性。壓水試驗是選擇注漿工藝參數(shù)的重要依據(jù)之一。此外,壓水試驗還擔(dān)負(fù)探明并疏通注漿通道,提高樁底可灌性的特殊作用。
由于受注體是開放空間,壓水試驗并不會影響注漿固結(jié)體的質(zhì)量。無論是壓水試驗注入的水,還是注漿漿液所含的水,都將在注漿壓力或地層應(yīng)力下逐漸從受注區(qū)向外滲透,消散其多余的部分。
1.3注漿漿液的水灰比(漿液濃度)
不同濃度的漿體的特點和作用各不相同。稀漿(水灰比約為0.8:1)便于輸送,滲透能力強(qiáng),用于加固預(yù)定范圍的周邊地帶;中等濃度漿體(水灰比約為0.6:1)主要加固預(yù)定范圍的核心部分,起充填、壓實、擠密作用;而濃漿(水灰比約為0.4:1)則對已注入的漿體起脫水作用。通常在漿液中可加入減水劑、膨脹劑和早強(qiáng)劑等外加劑,如:加入水泥重量2.5%。的木鈣作減水劑,加入1%-2%水泥重量的UEA微膨脹劑。
1.4注漿壓力
注漿壓力是影響注漿施工效果的關(guān)鍵因素之一。在注漿過程中,樁底的可灌性直接反映為注漿壓力的大小?晒嘈院茫{壓力則較低,一般在4MPa以下;反之,若可灌性較差,注漿壓力勢必較高,可達(dá)4-8MPa,有的用8MPa仍不可注。一般剛開始施工時的幾根樁注漿壓力低,以后隨注漿樁數(shù)增加而注漿壓力增大。
漿液的擴(kuò)散半徑與注漿壓力的大小密切相關(guān),較高的注漿壓力能使一些微細(xì)孔隙張開,有助于提高可灌性。當(dāng)孔隙被某些軟弱材料充填時,較高的注漿壓力能在充填物中造成劈裂注漿,使軟弱材料的密度、強(qiáng)度以及不透水性得到改善。
決定容許注漿壓力的因素很多,它與地層的密度、滲透性、初始應(yīng)力、鉆孔深度和位置以及注漿次序等都有密切的關(guān)系,但這些因素是難以準(zhǔn)確預(yù)知的,目前還無法用定量的公式表示,通常只能根據(jù)現(xiàn)場注漿前的注水試驗及以前類似的施工經(jīng)驗確定。進(jìn)行樁端后注漿施工時,容許注漿壓力的確定要考慮下列幾方面:
1)最終注漿壓力要小于樁上抬的摩阻力,即注漿時不能使樁頂出現(xiàn)嚴(yán)重的向上位移;
2)最終注漿壓力要盡量不造成對樁端和樁身混凝土的破壞;
3)最終注漿壓力要使注漿量達(dá)到設(shè)計要求,使樁端形成擴(kuò)大頭,對樁端的加固效果明顯。
一旦樁頂側(cè)邊地面冒漿,則應(yīng)該暫停注漿。
1.5注漿量
合理的注漿量應(yīng)由樁端、樁側(cè)土層類別、滲透性能、樁徑、樁長、承載力增幅要求、沉渣量、施工工藝、上部結(jié)構(gòu)的荷載特點及設(shè)計要求等諸因素確定。通常可根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹的計算公式估算注漿量,一般~800樁的注漿量為1000-2500kg的水泥,中1000樁的注漿量為1500-4000kg的水泥。在實施注漿中,還需根據(jù)壓水試驗情況及注漿過程中的反應(yīng)適當(dāng)調(diào)整注入量,并通過對注漿壓力、漿液濃度、注漿方法諸因素的調(diào)控,將所需注漿量灌注到設(shè)計要求范圍內(nèi)。
1.6注漿節(jié)奏
為了使有限漿液盡可能充填并滯留在樁底有效空間范圍內(nèi),在注漿過程中還需掌握注漿節(jié)奏,實行間歇注漿。間歇時間的長短需依據(jù)壓水試驗結(jié)果確定,并在施注過程中根據(jù)注漿壓力變化,判斷樁底可灌性狀況,再加以調(diào)節(jié)。
1.7注漿穩(wěn)壓時間
注漿過程中出現(xiàn)的瞬間壓力不能代表最大壓力,只有經(jīng)一定穩(wěn)壓時間后,樁尖處的壓力才會接近于孔口壓力。穩(wěn)壓時間要控制在3min-5min,穩(wěn)壓后,在停壓前需及時關(guān)死控制閥,防止灌漿管中漿液從孔口外溢而降低壓力。
1.8終止注漿的條件
終止注漿的條件可以按照下列順序進(jìn)行考慮:
1)終止注漿的條件主要以單樁注入水泥量達(dá)到設(shè)計要求為主;
2)如果樁中的第一根注漿管注漿量能達(dá)到設(shè)計要求,則第二根注漿管可以不用再注漿;
3)如果樁中的所有注漿管的注漿總量不能達(dá)到設(shè)計要求,則需采用間歇注漿以達(dá)到設(shè)計注漿量;如果在實施多次間歇注漿后仍不能達(dá)到設(shè)計注漿量要求,那么以注漿壓力連續(xù)達(dá)到8MPa且穩(wěn)定5min以上,作為終止注漿的條件。同時,對該樁周邊相鄰樁適當(dāng)加大注漿量;
4)如果在注漿過程中出現(xiàn)樁頂冒漿現(xiàn)象,則需要推遲注漿時間或?qū)嵤╅g歇多次注漿。在實踐中,為了確保注漿質(zhì)量,也可以同時采用多個指標(biāo)作為確定終止注漿的條件,如:注漿量達(dá)到設(shè)計要求,注漿壓力達(dá)到預(yù)定值,同時,有一定的穩(wěn)壓時間。具體條件由各方主體在試樁時共同確定。
1.9樁頂?shù)纳咸Я?nbsp;
在注漿過程中可能會出現(xiàn)樁頂上抬的現(xiàn)象。一般來說,對于樁長小于30m的樁,在高壓注漿作用下,可能會出現(xiàn)樁頂上抬。因此在注漿時,宜在樁頂安裝百分表,對樁頂上抬量進(jìn)行監(jiān)控。一般上抬量應(yīng)控制在30mm以下。
1.10注漿后的保養(yǎng)齡期
注漿后的保養(yǎng)齡期是指從樁端注漿完成后到可以進(jìn)行靜載試驗或作為工程樁使用的間隔時間。通常為了確保樁端漿液凝固,注漿后的保養(yǎng)齡期至少應(yīng)在15d以上。
2 結(jié)語
總之,樁底注漿屬隱蔽工程,樁端及樁周對漿體而言是開放空間,目前的監(jiān)測手段十分有限,要實現(xiàn)上述目標(biāo)主要依賴于好的注漿工藝。好的注漿工藝建立在對樁底注漿機(jī)制的正確認(rèn)識上,它要求因地制宜,嚴(yán)密設(shè)計,優(yōu)質(zhì)施工,適時調(diào)控。