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灌注桩后压浆技术的理论分析与实践

张志伟  
【摘要】:[摘要]钻孔灌注桩从六十年代在我国问世以来,已广泛应用于铁路、公路、港口、石油、建筑等各项建设工程中,并发展成为我国建筑工程特别是高层、超高层建筑的主导桩型。但泥浆护壁灌注桩由于施工工艺的特点存在如下问题: (1)成孔完成后进行的清渣清底难以彻底,残留的沉渣厚度往往超标,从而导致灌注桩桩端阻力降低,沉降增加; (2)由于施工过程中为了增强护壁效果,泥浆稠度不得不加大;由于灌注桩混凝土浇注时间过长;泥浆稠度和比重控制失当等原因导致桩身泥皮过厚,进而导致桩侧阻力降低。 后压浆技术正是基于解决泥浆护壁灌注桩中沉渣、泥皮问题而产生的一种新型技术。该技术也是传统渗入性灌浆理论、劈裂灌浆理论、压密灌浆理论及电动化学灌浆理论在灌注桩处理中的推广应用。 本文从以下几个方面对后压浆的作用机理及土体的压浆效应进行了论述: (1)充填胶结效应。?在卵、砾、砂中实现渗入注浆,被注土体孔隙部分地为浆液充填、散粒被胶结。 (2)单一介质土体被网状结石分割加筋成复合土体,复合土体的强度变形性状由于网状结构的制约强化作用而大为改善,显示“加筋效应”。 (3)桩底沉淤和桩侧泥皮与注入的浆液发生物理化学反应而固化,使单位端阻力和侧阻力显著提高,显示“固化效应”。 (4)桩侧、桩底注浆在一定条件下还出现压密注浆,在劈裂注浆条件下也 WP=69 伴生土体压密,因此,桩侧桩底土体还不同程度存在压密效应。 正是由于后压浆存在以上四大效应的作用机理,因此后压浆对泥浆护壁灌注桩的桩侧、桩端具有增强效应,文中深入论述了后压浆对桩侧阻力、桩端阻力的增强机理。 后压浆对单桩承载力的提高取决于后压浆施工工艺参数的设计,其中以水泥浆的选用、压浆时间、压浆量、容许注浆压力的设计尤为关键。文中通过论述,提出: (1)后压浆施工中,水泥宜选用普通硅酸盐水泥,水泥的细度应满足用70#筛(4900孔/cm2)的筛余量不得大于15%;其比表面积不得少于2400cm2/g,水泥标号一般不应低于P.O32.5, 水灰比宜选择0.5~0.6可获得最佳的效果。 (2)后压浆时间一般选在3天后进行。 (3)注浆量需根据地层情况,结合现场注浆试验确定。 (4)注浆压力一般选择不会使地表隆起和桩基上抬量过大的前提下,实现正常注浆的压力,并通过现场注浆试验确定。 钻孔泥浆护壁灌注桩由于后压浆导致单桩承载力提高、承载性状改善等一系列不同于非压浆桩的特性,因此,有关桩基的设计应考虑这些特作相应的调整,以取得最佳的技术与经济效益。文中通过论述,就桩端持力层、桩身强度以及后压浆桩沉降等问题提出的设计优化意见。 论文中通过工程实例,对后压浆施工参数及效果进行了分析,并就后压浆过程中应注意的几点问题提出了自已的看法,同时,对后压浆施工过程中存在的如注浆过程中起始压力过高、注浆过程中出现串孔冒浆现象等问题进行了探讨,并提出了相应的预防措施。 后压浆工艺简单、适用性强,应用广泛。采用后压浆工艺后,灌注桩承载力得到提高,因而可缩短桩长,为高承载力灌注桩设计优化提供一种新的途径。设计过程中应充分考虑地层、施工性价比,通过综合考虑既满足设计 WP=70 承载力要求,又达到节约成本的目的。但由于后压浆提高灌注桩承载力的幅度离散性较大,因此,文中建议在灌注桩后压浆设计后,先进行试桩,根据承载力试验结果,对灌注桩后压浆设计进行重新修正,以获得可靠的工程桩后压浆施工参数。 后压浆技术具有适用性强,操作方便,且能有效地提高钻孔灌注桩的承载力,减少沉降量,降低工程造价,缩短工期,有显著的经济效益和社会效益。本文通过对灌注桩后压浆技术的论述对灌注桩后压浆设计及施工具有指导意义。


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