关键词:沉渣;嵌岩桩;高压注浆
1工程概况
拟建场地位于济南市南外环路以南、103省道以西。本项目主要为超高层住宅、商业及地下车库,占地面积约19万平方米,总建筑面积约48万平方米,其中地上总建筑面积约38万平方米,地下建筑面积约10万平方米。超高层地上33层,剪力墙结构,桩基采用钻孔嵌岩灌注桩,桩径为700mm。本次针对该项目出现问题的1#、5#楼进行加固处理。
根据桩基检测报告结果,单桩承载力部分不满足设计要求。主要原因为:(1)嵌岩桩桩底沉渣较厚,导致嵌岩桩单桩承载力下降。(2)嵌岩桩桩底岩体破碎严重(强风化岩体较厚),引起嵌岩桩单桩承载力较低。现对以上两种桩底情况进行高压灌浆加固处理。
2目前存在问题
1、根据桩基检测结果报告可知,单桩承载力不满足设计要求。
2、嵌岩桩桩底沉渣较厚,直接引起嵌岩桩单桩承载力下降。
3嵌岩桩桩底沉渣高压注浆施工工艺
根据本工程专家意见及国家、地方及行业地基处理规范、要求。针对本工程地质条件与水文地质条件特点,结合现场施工条件及处理工艺,制定经济合理、技术先进的设计方案。
3.1重点及难点
1、嵌岩桩桩底沉降清洗干净程度
2、高压注浆处理工艺
3.2嵌岩桩桩底沉渣高压注浆处理思路
对全部嵌岩桩进行钻孔取芯,钻孔取芯至桩底不小于2米,并对取芯进行编录,对桩底沉降厚度进行确定。根据钻孔抽芯检测结果,对全部嵌岩桩进行初步分类处理,主要分为桩底沉渣厚度较小(沉渣厚度<50mm且无强风化岩体)、桩底沉渣厚度较大(沉渣厚度≥50mm)、桩底岩体破碎严重(沉渣厚度>50mm且强风化岩体破碎严重)。针对桩底沉渣厚度<50mm的情况,因满足规范要求,进行水泥浆回灌处理;对桩底沉渣厚度≥50mm和桩底岩体破碎严重的情况进行高压清水洗孔及高压注浆处理,其总体处理思路如下:
3.3嵌岩桩注浆成孔工艺
根据桩基设计图纸,对全部嵌岩桩进行编号核对。桩径为700mm,其中钢筋笼为600mm,施工阶段注意避开钢筋笼。钻孔位置约位于桩中轴线三分之一处,利用钻机成孔钻进,开孔直径为?75mm。钻孔深度定为至桩底不小于2米。如果桩底存在岩体破碎严重、溶洞时,应继续钻进,直至完整岩体终孔。根据桩号对每个嵌岩桩的取芯情况进行编录。针对不满足承载力要求的嵌岩桩,在桩顶抽芯孔位置进行高压清水冲洗,并兼做高压注浆孔。高压注浆孔应与注浆孔尽量对称布置,成孔亦采取钻机钻进方式。抽芯钻孔与注浆孔布置如下图。
3.4桩底高压清水清洗
钻孔完毕后,从抽芯钻孔与注浆孔中分别放下高压旋喷设备,在各桩端持力层沉渣段上下往复进行高压旋转喷射切割清洗,切割清洗范围自沉渣段上下各增加1.0m。喷射清洗时喷管提升速度为10cm/min,旋进速度为20转/min,一孔进行切割清洗而另一孔有水溢出时可认定沉渣部位已打通,并不断进行高压旋喷压入清水利用水循环将废渣排出桩身,当出水口的水由浊变清时,可以进行上下往复清洗。直至所有的沉渣段内水流都为清水时,切割清洗工作结束。
1)主要材料
水泥浆:采用强度等级为42.5的优质普通硅酸盐水泥与清水配制而成,水泥浆液水灰比为1~1.2,刚开始注浆水灰比选大值,即按着先稀后浓的原则配制浆液。再按水泥用量的1%加入防水剂,以增大水泥浆的和易性和流动性。配制水泥浆时留下试件取样。
2)主要施工机具
高压泵(压力35MPa)1台套、钻机(钻芯、旋喷两用)2台套、空气压缩机1台、配浆箱2个、钻杆及高压胶管喷射器等一批。
3)施工主要参数
1清水旋喷
喷射压力20~26MPa排量75~90L/min旋转速度10~28r/min提升速度10~15cm/min。
2旋喷注浆
喷射压力23~26MPa排量60~75L/min旋转速度15~20r/min提升速度12~15cm/min。
4)埋设注浆管:冲渣完成后,即可埋设注浆管及出气管,封口以下出气管长度不大于0.5m;注浆管底端0.1m内设置梅花形蜂窝眼便于均匀出浆;
5)封口:上部应采用高强、早强型(48h强度不小于C25)灌浆料进行封口,封口长度不少于2m,出气管及灌浆管应高出孔口0.5m;
6)浆液制备:为保证浆液的可灌性;水灰比依照先稀后浓的原则进行,一般为1∶1~1.2∶1。
7)注浆:采用最高输出压力不小于8MPa的高压泥浆泵逐渐进行,待出气管冒出正常水泥浆时,采用螺栓堵头或阀门方式密封出气口;然后继续加压达到封口要求。停止注浆后阀门密闭注浆孔1h,方可断开与高压泥浆泵连接管路,浆液终凝后方可拆除阀门。
8)浆液用量的计算
式中:Q—单根桩压浆量估算值(m3);
k—浆液注入系数,k取1.2;
D—为桩身设计桩径(m);
h—沉渣部位处理厚度;
λ—桩底浆液扩散系数,取λ=3~5。
9)注浆终止条件
对于桩底注浆,注浆量达到计算注浆量后,即可停止注浆,或注浆压力增加2~3MPa,稳压5min后压浆阻力仍然很大时即可停止注浆。当桩顶另一钻孔中冒浆也可立即停止注浆,表明注浆已满足要求。
4桩基承载力检测
在高压注浆完成28天后,重新对场地内桩基进行随机抽检做静载试验,根据试验结果显示,其注浆加固后的单桩极限承载力均提高,其沉降量也大大减少,完全满足结构设计要求,此高压注浆方法得到论证。
5施工要点
1)钻孔定位要准确,钻机安装平稳牢固,机座水平,立轴垂直,做到三点一线(即:孔位、立轴、天车在同一直线上),以保证钻孔垂直不偏移。
2)钻孔时,钻进要稳定,以保证取芯率,取出的混凝土芯样按回次从上到下在平整的地面上从左到右摆放整齐(特别是沉渣段岩芯),并及时做好施工记录,准确记录沉渣段的范围、深度。
3)旋喷切割施工时,应严格按设计的旋转、提升速度进行,对桩身、桩端沉渣段进行彻底喷射、清渣,保证孔底沉渣符合要求,并实测孔深。
4)配制浆液,水泥及外加剂要保证质量,并随时测量浆液的比重,保证浆液浓度达到设计要求。浆液应通过14×14~18×18目筛孔,以免混入水泥袋屑或其他杂物。配制浆液应在初凝时间内用完,不得隔日使用或掺水泥后再用。
5)喷射注浆压浆施工,要严格按设计参数要求,喷射浆液要多孔轮换进行,待孔口返出浆液与注入浆液一致后才能关闭孔口开关。
6结语
由此可见,施工中嵌岩桩基成孔完成后,应及时配合检测、监理、设计等单位对孔底进行验收,验收完成后应及时封闭,防止岩层风化,承载力发生变化。若对已存在沉渣现象的桩基进行加固处理可采用文中所述桩底沉渣高压注浆处理方法。该方法处理后的桩基承载力能够满足设计要求且造价较低,适用于大部分嵌岩桩基沉渣处理。
参考文献
[1]黄超. 红层泥岩中考虑沉渣效应的桩基承载力计算方法研究[D].西南石油大学,2015.
[2]蔡邦国,陈德银.嵌岩桩桩底沉渣在桩基检测信号中的反映[J].土工基础,2005(05):89-90.
论文作者: 段昊 刘燕 陆秋生
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷15期
论文发表时间:2019/11/20
标签:沉渣论文; 桩基论文; 注浆论文; 浆液论文; 高压论文; 承载力论文; 钻孔论文; 《建筑实践》2019年第38卷15期论文;