本文目录一览:
- 1、什么是后注浆技术?
- 2、桥梁加固改造需要注意的事项,加固常用方法有哪些
- 3、桥梁的基础和墩台的修理加固措施有哪些
- 4、桥墩桥台基础抛石注浆加固施工技术规范
- 5、桩基工程中后注浆具体是怎样施工的?要用哪些材料?
- 6、钻孔桩基础补强加固处理方法
什么是后注浆技术?
注桩后注浆指灌注桩成桩后一定时间,通过预设于桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入水泥浆,使桩端、桩侧土体(包括沉渣和泥皮)得到加固,从而提高单桩承载力,减小沉降。
施工方法有以下三种:
1、在孔底设置注浆室。采用该工艺时钢筋笼需下到桩底。
2、灌注桩成孔后,在孔内设置注浆管,注浆管的底部需制作螺纹丝扣并用管帽进行封堵。注浆管底部的位置需要伸出钢筋笼15-20cm,使注浆阀能顺利插入孔底。灌注砼前先往孔底倒入碎石或块石,使出浆口埋入碎石或块石内,然后再进行砼灌筑。
3、将注浆管固定在钢筋笼上(钢管或黑铁管),注浆导管底部采用单向专用注浆阀并插入桩底土中20~30cm。由于采用单向注浆阀,在进行桩身砼浇注时浆液不会灌入阀内,注浆时浆液也不会回流。
第一种方法工艺复杂,成本高,国内很少使用。第二种方法主要用于桩底加固,在国内已有过多次实验或使用,但由于工艺过于简单,容易发生出浆口堵塞导致注浆失败。第三种工艺由于采用单向截流阀作出浆口,注浆成功率可达97%以上,且压力相对稳定,注浆效果显著。
扩展资料
注意事项
1、为防止水泥浆从空孔部分的压浆管接头处压出,空孔部分的压浆管接头应采用生料带进行密封,并且空孔部分的钢管均应采用整根长钢管连接。
2、压浆应低档慢压,先稀后浓。低档慢压既能有效防止压 力突然增大无法压浆的情况,也能防止浆液顺着桩身上窜或从其他的 地方冒出,使桩端或桩周土体被水泥浆液逐步填充,随着压浆量的增 加,压力自然形成逐渐增加的状况。
3、同一根桩的压浆管,如其中一根确实无法压浆或压浆量 不够,另一根压浆管压浆时应补足相应的压浆量。邻近桩的相邻压浆管也应补足相应的压浆量。
4、如压浆量未达到设计要求,就出现浆液冒出地面时,应 暂停压浆,并将压浆管内的水泥浆用缓凝型的水泥浆置换出,停止 1h 左右再进行复压,如此往复,直至达到设计压浆量。
5、当场地附近出现渗浆现象或压浆量满足要求、但压力较 小时,不能盲目地认为压浆量达到要求就终止压浆。此时应采用间隔 复压、掺早强剂、封闭渗浆通道等方法,保证有效压浆量。
参考资料来源:百度百科-灌注桩后注浆
桥梁加固改造需要注意的事项,加固常用方法有哪些
桥梁加固就是通过针对桥梁不足的结构承载能力及其他的性能方面得到提高。桥梁在经过吹残会有老化性能差的现象。第二是可能会导致不必要的交通事故。经过对桥梁加固改造之后可以延长桥梁的使用寿命。那么我们是通过什么些方式进行改造呢?我们应该注意什么呢?
建筑加固、桥梁加固、抗震加固等项目,下面就讲讲桥梁加固改造的注意事项:
第一点:补强加固施工往往对相邻结构构件产生影响。
第二点:加固改造的施工面狭窄、拥挤,常受原有结构的制约。
第三点:加固改造方案尽可能的考虑减少对原结构的影响,对于大多数桥梁来说增加少得荷载为宜。
第四点:加固改造的方案拟定与设计计算,要充分考虑新旧结构的强度、刚度与使用寿命的均衡,以新旧结构共同工作。
第五点:一般来说,需加固改造的桥梁结构,均有一定的病害,结构处于相对危险的状态,故加固方案应尽可能少的扰动原结构。
第六点:桥梁加固改造工程通常要求在不间断交通、尽量少中断交通的条件下进行施工,这就需要工程施工快,施工工艺简便,周期短。
第七点:加固改造施工中对原结构的拆除、清理工作量大,工程繁琐零碎,并常常隐含许多不安因素,要求施工人员更加注意操作安全与施工质量,严格进行施工管理。
桥梁下部结构加固常用方法有:扩大基础加固法、高压旋喷注浆加固法、钢筋混凝土套箍及外包钢板等。需要说明的是,这些加固方法的应用有的并不是单一的,必须根据实际情况来选择加固的方法或者相互结合使用,并且在这些方法的使用之前,必须先将桥梁的裂缝、麻面等病害处理完之后方才进行加固。增大构件截面加固技术增大构件截面加固技术又可分为桥面补强加固、增大构件截面和配筋和增焊主筋加固。
加固原则
首要依据桥梁的现有技能情况、存在病害、车辆通行的需求以及将来交通发展的趋势,对加固的必要性和可行性作出剖析判断,然后对各种加固计划的技能经济效果进行对比,挑选合理的加固计划。一般应契合下列请求:
1、比重建新桥节省60-70%以上的费用才是可行的,有意义的。包含因加固桥梁中止交通形成的经济损失。
2、桥梁经加固后,其构造功能、承载力和耐久性方面都能到达使用上的请求。
3、桥梁下部构造具有足够的潜力,能满意加固后的桥梁对根底的请求。
4、对加固技能的先进性、经济性及耐久性等进行全部归纳评估,力求选用各种目标较好的加固计划
桥梁的基础和墩台的修理加固措施有哪些
希望对你有用。
1 桥梁加固的步骤与基本原则
一般来说,桥梁的加固包括现有桥梁的改造及病害桥梁的修复。其中,现有桥梁的改造一般是由于现在交通运输量的增长、设计荷载标准的提高、公路路基宽度的拓宽等使一些桥梁已不能满足当前交通运输的要求而进行改造;病害桥梁的修复一般是由于桥梁材料的老化,运营养护的不当等使一些桥梁出现了病害而进行维修。桥梁的加固与桥梁的设计一样,除了应满足设计规范,符合技术可行、经济合理、结构安全的原则外,还必须经过一定的程序和步骤,这就是所谓的加固概念设计。
1、桥梁结构由于结构失效或损伤经评估不能满足结构安全或正常使用要求时,必须进行加固。加固设计的内容及范围,应根据评估结论和委托方提出的要求确定,可以包括整体桥梁,也可以是指定的区段或特定的构件;
2、建立既有桥梁维修、加固、重建的经济分析模型,通过分析比较,选择技术可行、经济合理、对现有交通干扰较小的方案实施,以保证改造后的桥梁能安全运营;
3、根据需要改造桥梁的评估结论及经济分析,当得知现有桥梁可以通过加固、维修达到使用要求的结论后,再提出桥梁加固的设计方案;
4、对于大桥、特大桥,其主要承重构件需要加固补强时,加固设计方案应≮2个,进行方案比选和经济评估,选择最佳加固方案;
5、加固设计及施工尽量不损坏原结构,并保留具有利用价值的构件,避免不必要的拆除或更换;
6、加固设计应与施工方法紧密结合,并采取有效措施,保证新老结构连接可*、协同工作;
7、加固设计应按结构实际损坏情况进行计算;
8、在加固施工中,应尽可能减少对桥上和桥下的通行车辆及行人的干扰,采取必要的措施,减少对周围环境的污染;
9、在施工过程中,若发现原结构或相关工程隐蔽部位的构造有严重缺陷时,应立即停止施工,会同加固方案设计者进行研究,待采取有效措施处理后,方能继续施工;
10、加固施工中,应采取安全监测措施,确保人员及结构安全。
总之,在具体的加固设计中,必需首先明确这种加固原则,才能做到“牢固可*、简便耐用、经济适用”。
2 桥梁加固的方法
加固,简单来说,就是通过一定的措施使构件乃至整个结构的承载能力及其使用性能得到提高,以满足新的要求。这些措施包括直接针对整个结构的,如体外预应力,改变了结构的应力状态,使其回到原设计状态或者更适应新的要求;有些措施是针对截面的,即通过提高截面某一方面的承载力强度(如抗剪强度),从而改善整个结构的承载力水平。
根据桥梁的加固原因、加固部位以及现有桥梁本身桥型方案的不同,应采用不同的加固方法。目前,桥梁上部结构常用的加固方法有:体外预应力加固法、体系转换加固法、增加构件加固法、粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法等;桥梁下部结构常用的加固方法有扩大基础加固法、高压旋喷注浆加固法等。现将以上加固方法一一介绍如下:
2.1 桥梁上部结构加固
2.1.1体外预应力加固法 体外预应力法的加固原理是在梁的下缘受拉区设置预应力材料,通过张拉对梁体产生偏心预应力,在此偏心压力作用下,使梁体发生上拱,抵消部分自重应力,减小了结构变形和裂缝宽度、改善了结构受力,能够较大幅度的提高结构承载力。与通常的预应力混凝土结构相比,力筋与原结构只在锚固点与梁连接,类似于无粘结预应力结构。这种方法在自重增加很小的情况下可大幅度的改善和调整原结构的状态,提高结构刚度、抗裂性。此法既适用于通行重车时的临时加固,也可作为提高桥梁承载力的永久加固措施。
该方法主要适用情况有:当混凝土梁中预应力筋或普通钢筋严重锈蚀及其它病害造成结构承载力下降;需要提高桥梁的荷载等级;用于控制梁体裂缝及钢筋疲劳应力幅度;适用于高应力状态下的结构,尤其是大型结构的加固等情况。
目前常用的体外预应力的方法有下撑式预应力拉杆加固法和外部预应力钢丝束加固法。
301国道盘锦立交主线桥和盘锦立交WH匝道桥,采用的都是体外预应力法进行加固,改善了桥梁的整体的使用性能,延长了桥梁的使用寿命。
2.1.2体系转换加固法 改变结构体系加固旧桥通常是指增设附加构件或进行技术改造,使桥梁的受力体系和受力状况发生改变,从而起到减小承重构件的应力,改善桥梁性能,达到提高承载能力的目的。这种技术具有提高结构承载力,增大结构刚度,减小挠度等优点。
常使用的方法有:拱桥转换为梁拱式拱上建筑法;梁桥转换为梁拱组合体系法;简支转连续法;多跨简支梁转为先简支后桥面连续体系法;增加辅助墩法等。以上加固方案形式各异,但加固实质相同,即均是为所加固的桥梁加入新的支撑点,缩短梁的计算跨径,从而提高结构承载力。
福建永安市大溪大桥为20世纪70年代初修建的9孔双曲拱桥,桥型为22.10m+25.60m+7x22.10m不等跨连续拱桥,设计荷载为汽车-13级,拖车-60,由于交通量的增加,该桥在运营期间产生了较大的病害,荷载等级不能满足现有交通运输的要求,2002年永安市对该桥该桥进行了检测,检测结果表明该桥可以通过采取加固措施,使其达到汽车-20级、挂车-100荷载等级的要求。加固方案采用了把连续拱桥转化为梁拱式拱上建筑体系的方法。加固改造时,首先拆除侧墙、护拱、拱上填料,对主拱圈进行“卸载”,使主拱和腹拱的拱背完全暴露,其次对主拱圈拱背、拱脚进行布筋,现浇混凝土加大其截面,然后接高腹拱墩,按梁板桥施工简支桥面板,这样一来既减轻了主拱圈负重,又增强了主拱圈承载能力。加固改造后,经过几年来的使用证明,效果非常好。类似的例子还有很多,如2003年加固的湖北鄂州涂家咀连续拱桥(L0=70m)、2005年加固的福建蒋乐积善连续拱桥(L0=30m)等等。
2.1.3 增加构件加固法 增加构件加固法主要是指增设纵梁提高承载能力或拓宽改建,增加横隔板加强横向联系。当墩台地基安全性能好,并具有承载能力,上部结构也基本完好,但其承载能力不能满足要求,同时要求加宽桥面时,一般采用增加承载能力高和刚度大的新纵梁使新旧梁互相联结共同受力。对于要进行拓宽改造的则还需要对墩台进行拓宽。
常使用的方法根据增加构件及新旧主梁联合受力形式可分为:增设纵梁加固(不拓宽桥面);增设边梁加固;单边拓宽技术改造;双边拓宽技术改造;增加辅助横梁加固。
绍兴斗门大桥是20世纪80年代修建的一座刚架拱桥(L0=40m),该桥通过20余年的使用,已出现多处病害,特别是重车过桥时,桥梁出现晃动。2004年通过对该桥病害的调查和分析,发现横梁太单薄(原设计为空心薄壁横梁)是导致重车过桥晃动的主要原因,加固改造时在每孔主拱腿上增设8道钢筋混凝土实心横梁,斜杆上增设4道钢筋混凝土实心横梁。改造后该桥至今完好无损,重车过桥时桥梁也不再晃动,运行完全正常。
河南南阳桐柏淮河大桥采用了增设大边肋进行加固加宽的技术方案,对上下部结构同时加宽,提高了结构的承载力。该桥加固完成至今,状况良好,并且有很好的视觉效果。
2.1.4 粘贴钢板加固法 粘贴钢板加固是采用粘结剂将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉边缘或薄弱部位,使之与结构物形成整体,从而提高梁的承载能力的一种加固方法。若使用锚栓将钢板锚固在梁体上,则又称锚栓钢板法,这时钢板可适当厚一些。钢板固定于受拉混凝土表面可以增加混凝土结构抗弯刚度,使结构挠度减小,限制了裂缝的发展。并且施工时可以根据设计需要进行裁切钢板,有效的发挥粘钢构件的抗弯、抗压和抗剪的性能,受力均匀,不会在混凝土中产生应力集中现象,除此以外,该方法还具有施工简便,快速,不影响结构外形,加固费用低,不减小桥梁净空以及增加荷载不多等优点。不足之处是粘结剂的质量及耐久性是影响加固效果的主要因素。
广州东圃大桥是1998年建成通车的一座跨越珠江的特大桥,主航道桥型为106.6m+2x160m+106.6m的预应力混凝土连续刚构,副航道桥型为51m+3x80m+51m的预应力混凝土连续刚构,2003年发现主航道桥边跨梁端腹板存在不同发展程度的斜裂纹,后来业主采用了粘贴钢板加固技术对其进行了加固。具体措施是对修补部位的混凝土表面进行修凿,使其平整;用丙酮或二甲苯擦洗修补部位的混凝土表面和经过处理的钢板表面;以除去粘接面的油脂和灰尘;在钢板和混凝土粘接面上均匀地涂刷环氧基液粘接剂;用方木、角钢、和固定螺栓等均匀地进行压贴钢板;养生到所要求的时间,拆除压贴用的材料;在钢板表面上再涂刷养护涂料。该桥现在加固工程已完成,加固效果良好。
2.1.5 碳纤维加固法 粘贴碳纤维加固技术是指采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在建筑结构物表面,当结构荷载增加时,两者共同工作,提高构件承载力,从而达到加固补强的目的。纤维复合材料的力学特点是其应力应变量完全线弹性,不存在屈服点或塑性区。由于碳纤维具有高强、轻质、耐腐蚀、耐疲劳等优异物理力学性能,以及施工速度快,施工工期短,粘贴质量容易得到保证等优点,因此是旧桥加固补强的理想材料。碳纤维加固法中粘结材料的性能是保证碳纤维与混凝土共同工作的关键,也是两者传力途径的薄弱环节,因此粘结材料应有足够的刚度与强度保证碳纤维与混凝土间剪力的传递,同时应有足够的韧性,不会因混凝土开裂导致脆性粘结破坏。与其它加固方法相比,采用碳纤维加固旧桥能最小程度的改变原有结构的应力分布,保证在设计荷载范围内与原结构共同受力。
广深高速公路福田互通立交桥现浇异形混凝土空心板梁梁底有多处裂缝,导致板内钢筋锈蚀,桥梁承载能力下降,发现后采用了粘贴碳纤维布的方案对其进行了加固,具体措施是处理裂缝处的混凝土表面,清除加固表面疏松部分,直至露出混凝土结构层,并打磨平整,应用强力吹风器或丙酮将表面粉尘彻底清除,使之干燥、干净;然后严格按照厂商提供的配合比和工艺要求在处理后的混凝土表面涂上底胶,按设计要求裁剪、粘贴碳纤维布。该桥加固后,恢复了承载力,后经观察,加固效果良好。类似的例子还有很多,如莘奉金高速公路春申路立交桥加固、107国道(深圳段)洋涌河大桥加固等等。
2.1.6 桥面层补强加固法 桥面补强层加固法是通过在梁顶(桥面)上加铺一层钢筋混凝土层,使其与原有主梁形成整体,从而达到增大主梁有效高度和抗压截面,增加桥面整体刚度,提高桥梁承载能力的一种常用且有效的方法。为了减小补强层增加的恒载,常将原有桥面铺装层凿除,而且能使新老结合良好,共同受力。
目前,在很多桥梁加固改造中,同一座桥梁,针对不同的部位、不同的构件、不同的改造原因同时采用了几种不同的方法。如宜宾马鸣溪金沙江大桥的加固,采用了增加构件加固法、粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法;西藏尼木大桥的加固,采用了粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法;绍兴斗门大桥的加固,采用了增加构件加固法、桥面层补强加固法,等等。
2.2桥梁墩台与基础加固
2.2.1 扩大基础加固法 桥梁基础扩大底面积的加固方法,称为扩大基础加固法。此法适应于基础承载力不足或埋置太浅,而墩台又是砖石或混凝土刚性实体或基础时的情况。当构造物基础具有较大的不均匀沉降,并且地基土质比较坚实时,可以采用扩大基础法进行加固。而对于扩大部分基础底部的地基承载力不足的问题,可采取在扩大部分基础下打入一定数量的桩以提高地基承载力,桩的参数根据地基变形计算来加以选定。扩大基础加固法,施工比较简单。缺点是它必须使新老基础连成一体共同承受上部荷载,故其加固费用较高,而且加固效果也不易控制。
2.2.2 高压旋喷注浆加固法 高压旋喷注浆,就是先利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻入土层的预定位置,旋转并以一定的速度提升,同时将浆液或水以高压流的形式从喷嘴里射出,冲击破坏土体,高压流切割并搅碎土层,使其成颗粒状分散,一部分被浆液和水带出钻孔,另一部分则与浆液搅拌混合,随着浆液的凝固,组成具有一定强度和抗渗能力的固结体,从而对地基进行加固的一种加固方法。旋喷注浆加固法,用途广泛,加固地基的质量可*而且效果好,成本低,加固效果明显,且施工便捷,目前已逐渐成为我国常用的对桥梁墩台基础处理方法之一。
2.2.3 粘贴钢板加固法、碳纤维加固法 桥梁墩台的加固改造也可以采用粘贴钢板加固法、碳纤维加固法增加墩台的刚度, 提高墩台的抗弯、抗压和抗剪能力,其加固方法、加固机理与2.1.4及2.1.5一致,在此就不再详述。
3 加固方案的选择
加固方案与诸多因素有关,选择合理的加固方案非常重要,常考虑下列因素:
1、桥梁结构型式;
2、桥位地形、水文、自然状况;
3、桥梁现状分析研究结论;
4、施工技术水平;
5、能否封闭交通;
6、预期加固效果;
7、资金投入量。
若定义:
建议: β>0.9,进行桥面板加固;
β=0.7-0.8,粘贴钢板、改变体系加固;
β=0.6-0.7,体外预应力、贴碳纤维加固。
加宽加固同时进行时,宜将加宽部分与原桥连为整体,以充分发挥新加部分的卸载作用。
上述各种常见加固方法可综合运用,优化组合,更能体现出加固效果及经济效益,但还应注意以下几点:
(1)不同的加固方法有对应的设计计算方法;
(2)加固后的桥梁结构承载能力提高幅度受原结
构的制约, 如原结构配筋率、截面尺寸等,不可能无限制地提高承载能力;
(3)对于大跨径复杂桥梁结构的加固计算,一般
要做结构整体分析,有效工具是有限元法,必要时应考虑非线性影响。
桥墩桥台基础抛石注浆加固施工技术规范
加固施工规范
加固的原则和流程:既有建筑结构的加固改造不同于结构的新建,它在设计和施工上都要考虑原有建筑结构的特点,重要的是要保证加固后的新旧结构能够结合紧密并协同工作。所以,结构的加固工作必须遵循以下原则:GB 50550-2010 建筑结构加固工程加固施工质量验收规范
1.选择方案要合理且考虑整体效应的原则方案确定前要对原结构有充分的了解,对结构产生病害的原因有细致的调查和分析,避免盲目含糊地确定加固方案,加固后的结构可能会因此产生二次损伤而需要重新加固在确立加固方案时要考虑到局部的加固对结构其他部分产生的影响,以免出现本来不需要加固的部分承载力下降或荷载增加的情况;
2.受力分析正确的原则:为了更准确地对需要加固的结构选取荷载,应该对结构进行实地荷载调查,加固前的鉴定阶段的荷载认定应和原结构设计时的取值
一致,而加固加固验算阶段的荷载取值应按现阶段要求选取,且加固验算时还要要考虑结构是卸载、部分卸载还是不卸载中的哪种情况,此外,加固部分受力滞后和加固部分与原结构的结合协同情况是要考虑的
3.材料选用尽量和原结构一致的原则:加固材料与原结构一致能使加固部分与原结构结合紧密、协同良好,加固前收集原结构材料的详细资料以备采购,若原结构材料资料丢失,可通过实测来评定原材料的性能以求近似选用。加固工作在遵循加固原则的基础上,还要遵循加固工作的流程。结构加固不是一项独立的工作,它要涉及到检测、鉴定、加固等多个环节,有着严格的工作流程。
混凝土结构经可靠性鉴定确认需要加固时,应根据鉴定结论和委托方提出的要求,由有资质的专业技术人员按本规范的规定和业主的要求进行加固设计。加固设计的范围,可按整幢建筑物或其中某独立区段确定,也可按指定的结构、构件或连接确定,但均应考虑该结构的整体性.以下是6个一般的加固规范:
1.加固后混凝土结构的安全等级,应根据结构破坏后果的严重性、结构的重要性和加固设计使用年限,由委托方与设计方按实际情况共同商定。
2. 混凝土结构的加固设计,加固规范应与实际施工方法紧密结合,采取有效措施,保证新增构件和部件与原结构连接可靠,新增截面与原截面粘结牢固,形成整体共同工作;并应避免对未加固部分,以及相关的结构、构件和地基基础造成不利的影响。
3. 对高温、高湿、低温、冻融、化学腐蚀、振动、温度应力、地基不均匀沉降等影响因索引起的原结构损坏,应在加固设计中提出有效的防治对策,并按设计规定的顺序进行治理和加固。
4.混凝土结构的加固设计,应综合考虑其技术经济效果,避免不必要的拆除或更换。
5.对加固过程中可能出现倾斜、失稳、过大变形或坍塌的混凝土结构,应在加固设计文件中提出相应的临时性安全措施,并明确要求施工单位必须严格执行。
6.混凝土结构的加固设计使用年限,应按下列原则确定:6.1结构加固后的使用年限,应由业主和设计单位共同商定:6.2 一般情况下,宜按30年考虑;到期后,若重新进行的可靠性鉴定认为该结构工作正常,仍可继续延长其使用年限;
桩基工程中后注浆具体是怎样施工的?要用哪些材料?
一、桩端后压浆加固机理
桩端后注浆技术是在钻孔灌注桩成桩、桩身混凝土达到预定强度后,采用高压注浆泵通过预埋注浆管注入水泥浆液或水泥与其它材料的混合浆液,浆液渗透到疏松的桩端虚尖中,结合形成强度较高的混凝土;随着注浆量的增加,水泥浆液不断向由于受泥浆浸泡而松软的桩端持力层中渗透,在桩端形成“梨形体”,增加了桩端的承压面积,相当于对钻孔桩进行扩底。当“梨形体”不断增大时,渗透能力受到周围致密土层的限制,使压力不断升高,对桩端土层进行挤压、密实、充填、固集,将使桩底沉渣、桩端受到扰动的持力层得到有效的加固或压密,使桩土间界面的几何和力学条件得以改善,提高了桩端土体的承载力,从而大幅度提高了单桩承载力。
二、桩型的选择和设计
随着国民经济的高速发展,我国高层建筑事业也得到了极大的发展。从已建工程现状来讲,在施工质量方面存在诸多问题,这些问题的大量存在将导致建筑物损坏情况的产生,甚至造成极大的财产损失及人员伤亡。桩端后注浆技术作为高层建筑工程桩基施工的重要组成部分,其施工质量的优劣直接影响着建筑工程施工的整体质量,为有效提升高层建筑工程施工的整体质量,必须从以下几个方面入手:
1、桩形的选择
一般单桩承载力特征值要求不小于4500kn,荷载要求高,由于是高层建筑,对沉降变形敏感。以5层含粘性土碎石层作为持力层,桩径φl000mm,桩长40m(进入持力层8.8m)的钻孔灌注桩抗压承载力估算值为5498kn。
设计经过对普通钻孔灌注桩、支盘桩和钻孔灌注桩桩底压浆三种方案进行对比,考虑到5层土厚达26m,为含粘性土碎石,采用桩底压浆技术大幅度提高承载力。因此基础设计为φ1000mm钻孔灌注桩360根,桩长33.5m(桩底进入选用的持力层5层1m),对桩底进行压浆处理,单桩抗压承载力特征值为6000kn。由于5层的碎石中含有大量粘性土,需要对压浆孔、压浆量和压浆压力慎重设计和试桩检验。
2、压浆孔的设计
根据桩直径大小和桩底持力层空隙率大小沿着灌注桩钢筋笼周边均匀布置2~4个压浆管,一般桩径大,空隙率小的,压浆管布置多。考虑到本工程桩直径100cm,桩底碎石中含有粘性土,为了保证压浆能够包裹桩底,沿钢筋笼圆周均匀设置2个φ32压浆管。
三、建筑桩基工程中桩端后注浆施工技术的应用
随着我国科学技术的不断进步,在建筑工程施工中,只有根据施工现场的具体要求,选择与之相适应的施工方式技术,才能更好地提升工程的质量,这也是施工的重点内容。将桩基础应用到现代高层建筑工程施工中,不仅可以缩短施工工期,还可以提高建筑工程质量,为建筑工程经济效益与社会效益的实现提供了强有力的保障。
1、制作压浆管
通常情况下,必须同时进行钢筋笼与压浆管的制作。选用直径为25毫米左右的铁管进行压浆管的制作,选用丝扣进行接头连接,选用丝进行两端封堵并确定其密封性符合施工要求。压浆管长度相比钢筋笼必须长出55厘米左右,桩底部要比钢筋笼多出5厘米,上部比桩项混凝土面高出50厘米。压浆管在最下部20毫米处进行压浆喷头的设置,在这个位置通过钻头进行4排压浆孔的均匀钻出,将其间距设为3厘米、直径设为3毫米,并利用图钉封堵压浆孔,在最外面将直接相同的自行车内胎套上并利用胶带将两端封严,并将压浆喷头向单向装置进行改装。压浆管中的压力在注浆过程中将车胎迸裂,同时弹出图钉,通过注浆孔和图钉的孔隙将水泥浆向碎石层中压入,这种方式可以对堵塞压浆管情况进行有效防止。
2、压浆管分布
相互对两根压浆管的位置进行调整,并在钢筋笼外侧进行捆绑作业。在成孔施工结束后,必须遵循相关施工作业流程如清孔、提钻及下钢筋笼等进行施工作业。在吊装放置钢筋笼时必须对压浆管加强维护,避免扭曲钢筋笼现象的出现,及在丝扣连接处避免产生压浆管松动等情况,应选用混凝土垫块对喷头位置进行保护,防止孔壁摩擦出现车胎破裂等现象,进而造成堵塞压浆孔情况的发生,在混凝土灌注的整个过程中必须严格按照施工要求进行。
3、压浆施工
压浆作业必须一次完成,其最佳施工方式为选用整个承台群桩进行一次性压浆。压浆过程中必须先施工周圈桩位,随后进行中间桩作业。压浆施工中必须选用两根桩进行循环压浆作业,首先对第一根桩的A管进行压浆作业,压浆量占总量的65%,压浆结束后向另一根桩的A管进行压浆作业,随后进行第一根桩的B管和第二根桩的B管的压浆作业,遵循上述施工顺序进行有效压浆作业。能够使同一根桩两根管压浆时间保持在30分钟以上,为水泥浆扩散提供充足的空间,为桩端后注浆施工提供便利。
四、桩端后注浆施工的质量控制
1、在桩底注浆时,如若发生压力达到10MPa以上仍然打不开注浆喷头等造成一根注浆管发生堵塞,可将全部的水泥浆量通过另一根畅通导管一次压入桩端,补足注浆数量。对桩端全部不通的桩,必须采取补注浆措施。对注浆开始时即发生桩顶大量返浆的桩,应认真检查并停止注浆,分析是注浆管接头漏浆还是堵塞,并采取相应补救措施,确保其达到设计要求。
2、注浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象,若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出,说明桩底已经饱和,可以停止注浆;若从本桩侧壁冒浆,注浆量也满足或接近了设计要求,可以停止注浆;若从本桩侧壁冒浆且注浆量较少,可将该注浆管用清水或压力水冲洗干净,等到第2天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新注浆。
3、对注浆管堵塞而无法继续压入浆液的桩,本工程在施工前制定了补注浆应急预案。补注浆工作应在注浆工作结束后统一进行,其具体做法为:用地质勘察钻机在桩周壁0.2~0.3m处钻进直径大于90mm的孔。钻孔深度比桩端深0.4~0.5m,在孔内下入带注浆器的注浆导管,并随同注浆管一并下入封孔注浆塑料管,通过封孔注浆塑料管(封孔水泥浆液的水灰比为0.5,并需掺早强剂),待封孔水泥浆液固期达到3d后,按正常后注浆工艺进行压入浆液,具体控制标准与正常后注浆相同。
钻孔桩基础补强加固处理方法
钻(冲)孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性,施工简单易操作且设备投入一般不是很大,因此在各种工程建设中得到广泛的应用。
钻(冲)孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的,其施工过程无法观察,终孔时孔深是不是达到了设计所要求的岩层一定深度是通过浮出的渣样来判别。
如果判别失误或者桩底沉渣过多或者桩底存在溶洞及破碎岩层等不良地质现象,成桩后抽芯检测就会发现桩端缺陷,这种缺陷导致桩端承载力不足,不能满足使用要求,特别是对于有行车荷载的桥梁更不能满足使用要求,就应当进行加固。
钻(冲)孔灌注成桩后经过抽芯检测发现桩端缺陷,这种缺陷致使桩端承载力不足,不能满足使用要求。对桩端缺陷加固有多种方法,可以在旁边加桩、冲掉原桩重新施工和注浆喷射压力注浆加固等,考虑到美观、经济实用、承载力高、无挤土、无振动、适应性强等优点,选择用复合注浆加固方法。
1)、合理的注浆设计是实现注浆目的的前提
为使桩端注浆施工合理、有效,有必要对注浆目标的岩土特性、地下水条件、地下埋设物分布状况和周围环境进行详细调查和分析,并在分析相关资料基础上进行桩端注浆设计。桩端注浆设计主要包括浆液配比、浆液浓度、注浆率、注浆量和注浆压力等参数确定。
2)、合理的注浆工艺是实现注浆目的的保证
a.注浆管的埋设。桩端注浆处理一定直径的灌注桩需在桩中心附近对称造四个注浆孔直至桩端持力层一定深度,然后埋入注浆管至孔底,并封闭孔口一定范围注浆管与孔之间的空隙。
b.压水试验。压水试验不仅起到疏通注浆通道的作用,而且注浆设计的有关参数也应根据压水试验结果作相应的调整。
3)、合理控制注浆参数有利于提高桩端注浆效果
在桩端注浆过程中,注浆压力、浆液浓度、注入率和注浆量是变化的。合理确定和控制其变化对提高桩端注浆效果十分重要。
桩端注浆压力随注浆进展呈现出由低到高的变化规律。若注浆过程中压力突然急剧下降,表明发生冒浆或漏浆现象,应在浆液中加入相应的添加剂和采取间歇灌浆措施以确保桩端注浆效果。
在桩端注浆过程中,浆液浓度经历了由稀浆向浓浆变化的过程。稀浆渗透性强可扩大桩端注浆加固范围,浓浆有利于提高桩端注浆加固区的强度。
1)、改善持力层条件、提高桩的端承力。一定直径灌注桩成孔中,对桩周土体扰动降低了桩端土体的强度,水的水泡软化作用又进一步加剧其强度降低。桩端注浆通过渗透、劈裂和挤密作用使桩端持力层在一定范围内形成浆液和土的结合体,从而改善持力层的物理力学性能,恢复和通过了持力层土体强度。
2)、大幅提高桩侧摩阻力。钻孔灌注桩桩周泥皮和人工挖孔桩护壁与桩周土体间空隙降低了桩侧摩阻力。桩端注浆在压力作用下,浆液从桩端沿桩侧向上,通过渗透、劈裂、充填、挤密和胶结作用,对桩周泥皮置换和空隙充填,在桩周形成脉状结石体,如同树根植入土中,从而使桩侧摩阻力大幅提高。
3)、改善持力层受力状态和荷载传递性能。桩端注浆通过渗透、劈裂、挤密和胶结作用形成桩端扩大头增大了桩端受力面积,并且注浆对持力层加固又改善其受力状态。
▄(1)、方案
1)、处理方法
对该桩桩底缺陷段范围,应采用高压清水旋转喷射切割、高压水泥浆旋转喷射注浆及封口压浆等施工方法进行补强加固;
2)、补强孔
为达到最佳补强效果,一般要对称钻四个孔,钻孔深度达到桩底以下穿越到弱风化岩层或者微风化岩层不小于1m;
3)、施工工艺流程
造孔一高压水洗孔一注浆管埋设一压水试验一制浆一注浆一达到设计预定注浆量和终压一封孔一钻孔检查。若检验合格,结束该桩补强加固。若不合格,重复上述步骤直至合格为止。
▄(2)、施工步骤
1)、钻孔
采用直径91mm~110miTl金刚石钻具,钻穿越缺陷段至所设计的持力岩层不少于1m终孔。
2)、预埋孔口管
为保证补强加固水泥浆固结体的强度及补强质量,抽芯钻孔工作结束后,在桩顶预埋带有开关的孔口管,方便孔口压浆,提高孔内浆液渗透范围及补强效果。孔口压浆管耐压不小于5MPa。
3)、高压清水喷射清洗
从各孔中分别装入高压喷射器,在桩底缺陷段上下反复进行高压喷射切割清洗,清洗切割长度范围自缺陷段底延伸一定深度。
4)、高压注浆
当确认各孔高压清洗彻底后,改用高压水泥浆在缺陷段范围内反复进行高压喷射,使孔内的碎石、岩块、混凝土块与浆液充分搅拌固结。喷浆到孔口返浆浓度与进浆浓度基本一致时,终止喷灌浆。
5)、孔口补浆
当孔底喷浆结束,提出钻具与喷射器,孔内液面下降,使用注浆管对各孔进行补充灌浆。
6)、孔口(憋)压浆
孔口补浆结束后,在各孔口管上安装好孔口开关,使用注浆泵分别对各孔进行(憋)压浓水泥浆,憋浆压力1MPa~2MPa,稳压5min~10min,关闭孔口开关,压浆结束。
1)、高压清水旋喷。
喷射压力:25MPa-28IVIPa;
排量:79L/min-90L/min;
旋转速度:10r/min-20r/min;
提升速度:10cm/min-15cm/min。
2)、高压注浆旋转。
喷射压力:23MPa-25IVIPa;
排量:60lJmin-70L/n/n;
旋转速度:15r/min-l8r/min;
提升速度:10cm/min-15cm/min。
3)、浆液配制。
补强加固的水泥浆液采用42.5以上优质硅酸盐水泥与清水配制而成,水灰比为1:1~0.8:1,孔口压浆及补浆的水泥浆液采用浓浆,水灰比为0,5:1-0.6:1。
1)、钻探设备安装时钻孔定位要准确,钻机安装平稳牢固,机座水平(用水平仪测定),做到三点成一线(即孔位、立轴、天车),立轴垂直,保证钻机垂直不偏移。
2)、钻探施工时,钻进要稳定,保证取芯率,取出的混凝土岩芯样要依次从上至下从左到右摆好(特别是缺陷段岩芯),按要求做好施工记录,准确测定缺陷段的范围深度,钻孔液有无漏失情况和漏失量。
3)、旋转切割施工,要严格按设计要求的旋转、提升速度进行,对桩底缺陷段进行彻底喷射、彻底清渣,保证孔底无沉渣。清渣后要实测孔深。
4)、浆液配制所用的水泥要保证质量,不能用过期受潮结块的水泥,浆液要测定比重,浓度要达到要求,要过筛清除杂质。
5)、注浆喷射施工,要严格按设计要求进行,喷射注浆要四孔轮换进行,孔口返出浆液性能与注入浆液一致后才能关闭孔口开关。