桩底压浆工艺

桩底压浆工艺 辽河特大桥01标桩底压浆工艺总结 ? 2.1桩的极限承载力大幅度提高?根据试验结果，桩底压浆的极限承载力是常规桩的1.55倍至2.74倍。其中新乡市共产主义渠大桥试验是2.74倍，扬州市京杭运河特大桥试验是2.0倍，洛阳市伊河大桥试验是1.64倍，巩义市里沟大桥试验是1.55倍。 2.2工艺简单?据新乡共产主义渠大桥桩底压浆试验得知，使用的机具仅是一台专用注浆泵，浆液是普通水泥浆，管络和压力腔不复杂，因而在施工中易于实施。 2.3单桩的刚度明显提高?从P,S(荷载,沉降)曲线上看，压力灌浆桩的曲线变得较为平缓。 2.4大幅度降低施工难度?在同等荷载作用下，采用压力灌浆桩使桩长减少许多。因而施工难度大为减少，施工速度得以加快。 2.5明显降低工程造价 ?由于桩长减小，施工难度降低，因而桥梁基础工程的造价得以降低。 3、桩底压浆的机理 郑州铁路局和西南交通大学课组对灌浆法提高桩基承载力的机理进行了研究，提出在灌浆过程中，由于压力腔膨胀，使得桩端的实际支承面积扩大，桩端附近的土体被挤密，桩周的界面条件得到改善。由于这些几何物理条件的改变，减弱以至消除了钻孔灌浆桩桩端的沉淀和桩周泥浆夹层的影响。从而使得桩的承载力得以提高。 4、桩底压浆试验实例 4.1新乡市共产主义渠大桥 京广铁路共产主义渠大桥钻孔压浆桩试验工程位于河南省新乡市。该桥的墩台基础为桩基，采用直径Φ1.0m的钻孔灌注桩，桩长22m，每墩4根桩，每台6根桩，总桩数为296根，累计总长超过6000m.?现场测试于1993年6月2日开始，历时14天，共进行5组竖向静载试验和1组水平推力试验，对1根试桩进行了桩端灌浆填实(无压力)，对2根桩进行了桩端压力灌浆，还对1根桩进行了侧壁低压灌浆。 整个试验包括4根桩(编号为A、B、C、D)的静载试验和对B、D两桩进行压力灌浆工艺试验。通过试验说明:用压力灌浆法加固桩端，可成倍地提高钻孔桩的承载力 .测得A桩极限承载力为3650KN，B桩为10000KN，两者极限承载力之比为1?2.74，效果多么明显。 西南交通大学通过该桥对“钻孔桩压力灌浆工艺及机理”的研究，获铁道部科技进步三等奖。 4.2扬州市京杭运河特大桥 ?4.2.1概况 1 扬州市南绕城公路京杭运河特大桥，桥梁全长716.16m，该桥为一汽车专用公路桥。下部结构为肋板式桥台、柱式墩，基础工程为Φ1.2m钻孔灌注桩。 本次试验位于京杭运河西岸墩，D#桩为普通桩，B#桩为压浆桩。压浆桩埋设有4组(4对) 钢筋计。? 4.2.2试验桩的设计与施工 试验桩采用正循环泥浆护壁钻孔，混凝土标号C25.B#桩钻进过程中，10m以上遇有石块，可能有局部扩孔现象。D#桩为普通桩，桩径1.2m，桩长32.5m，设计单桩极限承载力5700KN.设计灌注混凝土36m3，实际灌注38.64m3，充盈系数1.07.?B#桩为压浆桩，桩径0.8m，桩长18.85m.配钢筋Φ20×10，埋设4对钢筋计，分别距地面1.05m、16.2m、18.6m.设计灌注混凝土10.78m3，实际灌注混凝土15.28m3，充盈系数1.42.在混凝土初凝后，通过预埋的2根1.5口寸铁管对桩底进行压浆，压力稳定在2.2Mpa，瞬时压力达3,4Mpa，总灌浆量2m3。 4.2.3?承载力比较 本次所做试验的普通桩和压浆桩进行了如下比较:普通桩每m3混凝土提供的承载力为189KN，压浆桩每m3混凝土提供的承载力为398KN，两种桩型的单位桩体材料承载力之比为2.1;压浆桩能够较大幅度的提高单桩承载力，不但可以提高端阻力，而且还可提高侧摩阻力。该桥普通桩桩径Φ1.2m，桩长32.5m，设计单桩极限承载力5700KN，而压浆桩径0.8m(成孔桩1.0m)，桩长18.85m，静荷载试验结果单桩极限承载力6075KN.新工艺压浆桩，在桩长缩短13.65m，桩径由1.2m改为0.8m，短而小的桩极限承载力仍高于普通桩6,。 4.3洛阳市伊河大桥、党湾大桥 4.3.1伊河大桥 4.3.1.1概况 交通部公路科学研究所与我省公路局在207国道伊河大桥共同进行了“钻孔灌注桩实心桩利用声测管桩底压浆”的新工艺试验，经技术鉴定认为“已达到当前世界先进水平，在国内居领先地位”。试验在伊河大桥南岸桥台的3#新工艺桩和2#常规工艺桩间进行，主要是对比工艺流程及施工的差异。 4.3.1.2新工艺桩的施工程序和施工要点?利用声测管进行桩底压浆的3#钻孔灌注桩，其成孔工艺与常规做法基本相同，但成桩工艺则 略有不同。现将其工艺流程及施工要点简述如下: (1)按照设计图纸将钢筋骨架和压浆空间组成整体，但必须注意以下各点: ?声测管下端应朝桩中心开设“?”形缺口一个，以利排浆;?声测管伸入压浆空间之前，管的下口必须临时封闭(采用薄铁皮或软木塞)，以防止水泥浆渗入管内;?压浆空间内必须采用粒径大于15mm的碎石，以利浆液扩散;??压浆空间在下沉之前，必须用水泥砂浆封闭四周空隙(不包括底部)，以防止灌注桩身混凝土时水泥浆渗入室内而堵塞压浆管下口，影响压浆工作的进行。 2 (2)钻孔、清孔及孔底处理。钻孔和清孔均按常规做法，但在钻孔达到设计标高，经过检查成孔直径和垂直度，并清除孔底残碴之后，须向孔内抛填粒径为3,5cm碎石一层，借以调平孔底，使压浆空间的底面能直接支承于碎石层上。 (3)下沉组装好的钢筋骨架和压浆空间。下沉过程中应保持垂直，以免碰撞孔壁而引起坍孔;同时各声测管内应灌满清水，以使内外水压平衡，防止管底临时封闭破裂(如系深长桩则骨架可以分节组拼，依次下沉)。 (4)采用导管法按常规要求灌注水下混凝土构成桩身。经过养生5,7天之后，使用声测法检验桩身混凝土质量。如发现桩身有缺陷，且必须进行铺强者，则在铺强后再用声测复查。证明桩身质量合格，才能进行下一步工序。 (5)进行桩底压浆的准备工作。首先使用细钢丝绳悬吊短钢钎(下端为尖形)，伸入声测管内，由上至下反复冲击，打开各管底的临时封闭。管底被打开后，随即使用压浆泵从1#管内压注清水，冲洗孔底泥浆，直至2#、3#管顶冒出清水为止。 (6)从1#管压注掺粉煤灰和减水剂、膨胀剂的无砂水泥浆，直至2#、3#管顶冒出稠浆，然后封闭稳压5分钟，维持压力70,80Kpa，压浆工作即告结束。本桩采用的灰浆配合比为:水泥?粉煤灰?FDN?V.E.A,1?1.25?0.006?0.16.灰浆流动度为14秒。实际耗用水泥200kg，粉煤灰250kg，减水剂(FDN)1.2kg，膨胀剂(V.E.A)32kg. 4.3.1.3主要成果?1990年8月至10月，采用平台加载法，对这两根桩进行垂直承载力试验，并绘制出试验桩荷载(p)、沉降(s)、时间(t)三者之间的关系曲线图。现根据试验资料，将主要成果列举如下 : (1)判定的极限荷载值，2#桩为2930KN，3#桩为4800KN，故3#桩是2#桩的1.64倍。(2)加载至接近设计荷载的两倍时(4330KN)，2#桩总沉降为63mm，3#桩为27mm，故3#桩较2#桩减少36mm。 (3)当总沉降均达到40mm时，2#桩的加载延续时间为41小时，相应荷载为3870KN;3#桩的加载延续时间为71小时，相应荷载为5870KN.故3#桩较2#桩加载时间长30小时，荷载大2000KN。 (4)当总沉降均达到75mm，2#桩的加载延续时间为80小时，相应荷载为4800KN;3#桩的加载延续时间为122小时，相应荷载为6200KN.故3#桩与2#桩相比，加载时间长42小时，荷载大1400KN。 (5)与极限荷载相适应的桩底反力和桩侧摩阻力。根据实测资料分析，2#桩R,267.5KN，τ,0.0468Mpa;3#桩R,652.7KN，τ,0.0727Mpa，故3#桩均优于2#桩。 4.3.2党湾大桥?在伊河大桥之后，我们又在位于国道310线市郊区的党湾大桥进行桩底高压压浆的承载力荷载试验。O#台2#桩桩底压浆压力1.4Mpa，桩身上抬3mm.经荷载检验，桩顶沉降4mm时，对应的荷载为8570KN，与计算所得的同等条件下的钻孔灌注桩容许承载力5872KN相比，承载力提高46,。因为加载设备所限，没有继续加载。 3 通过辽河特大桥01标段前期10根钻孔桩(φ2.5m钻孔桩与φ1.5m钻孔桩各5根)的压浆情况，总结如下: 1. 水泥浆液的配合比设计 水泥浆液的配合比设计工作由中铁大桥局股份有限公司中心试验室驻辽宁省滨海公路辽河特大桥工程第LHTJ-01段完成，设计指标为:稠度14-18S，泌水率,3%。原材料说明:?水泥:P.O42.5R，生产厂家:大连小田野;?减水剂:SPC-101高效减水剂，生产厂家:南京华迪;?彭润土生产厂家:盖州;?拌浆用水采用自来水。设计配合比为，水:水泥:彭润土:减水剂=647:955: 399.5:7.96，水灰比为0.61，理论密度1750?,m。该配比实测密度为1740 3 ?,m，稠度为17S,泌水率1%，3天抗压强度达到6.5MPa，其他各项指标满足JTJ041-2000规范要求，可以用于桩底压浆施工。 2. 安设压浆设备 压浆设备(每班组):注浆泵(两台，一台注浆，一台清洗)，浆液搅拌机，贮浆桶，压浆12Mpa压力表，球阀，溢流阀，16目纱网，浆液测试仪器。注浆必须配备卸荷阀，限定压力4,8Mpa。为确保压浆过程中不因机械事故而停顿，压浆设备必须有备用件。 3. 压浆施工方法 压浆的施工过程包括以下几个方面:开塞、分三个循环进行压浆、管路内注浆封孔。 1)开塞 开塞工作的主要目的是使压浆管路畅通，开启压浆孔，劈裂桩底砼，为压浆工作提供前提条件。所以开塞工作是桩底压浆成败的关键。 在砼浇注完毕24h,48h之内，利用压浆机对压浆管道进行高压注水，当出浆口出水后，关闭出浆阀继续加压，当压力达到最大值后突然下降(从实际情况来看，此压力值一般为3MPa)，证明包裹压浆孔的高压胶布开裂，压浆孔冲开。 2)压浆 在桩基完成超声波检测并出检测报告可以进行下一道工序后分三个循环进行压浆，在压浆过程中，采用压浆量与压力双控的原则，以压力控制为主，压浆量控制为辅。 4 ? 第一次循环压浆 第一次循环压浆以压浆量控制，压浆量为压浆总量6000L(引桥φ1.5m钻孔桩为3200)的25%，每个回路的压浆量为375L(200L)，四个回路共1500L(800L)。每个回路压浆完成后，应及时利用另外一台压浆泵压注用清水冲洗管路。第一次循环压浆的目的是封堵土层中的孔隙。 ? 第二次循环压浆 第一次循环每根压浆管压完后，间隔时间不小于2小时，不超过5小时进行第二循环。第二次循环压浆仍以压浆量控制，压浆量为压浆总量6000L(3200L)的25%,每个回路的压浆量为375L(200L)，四个回路共1500L(800L)。每个回路压浆完成后清洗管路的方法与第一次循环的方法相同。第二次循环压浆的目的是封堵土层中的孔隙。 ? 第三次循环压浆 第二次循环每根压浆管压完后，间隔时间不小于4小时，不超过6小时进行第三循环。第三次循环压浆采用注浆量和注浆压力两项指标双控，以压力控制为主。压浆量为压浆总量6000L(3200)的50%,每个回路的压浆量为750L(400L)，四个回路共3000L(1600L)。控制压力4.5-5Mpa,若压力小于4.5Mpa，应适当延长间隔时间1-2小时。第三次循环压浆的目的是向外围孔隙已封闭的土层中继续压浆，同时使浆液沿桩周向上走，并达到一定高度。 当注浆量达到规定量，注浆压力达到4.5Mpa以上,持荷5分钟，满足双控条件，可停止压浆。 ? 管路内注浆封孔 当第三次循环压浆达到设计要求并经监理工程师确认后，对压浆管进行压浆封孔。 附表: 1) 前期5根φ2.5m钻孔桩压浆统计 序号 压浆管压水通过压浆 5 编号 情况 压力表读数 压浆量 备注 1 良好 2.5 MPa 400L 2 良好 2.5 MPa 400L 1 3 良好 2.5 MPa 400L 4 良好 2.5 MPa 400L 1 良好 3.0 MPa 400L 2 良好 3.0 MPa 400L 2 3 良好 3.0 MPa 400L 4 良好 3.0 MPa 400L 1 良好 5.0 MPa 700L 持荷5min 2 良好 5.0 MPa 700L 持荷5min 3 3 良好 5.1 MPa 700L 持荷5min 4 良好 5.3 MPa 700L 持荷5min 2) 前期5根φ1.5m钻孔桩压浆统计 压浆 压浆管压水通过序号 编号 情况 压力表读数 压浆量 备注 1 良好 2.5 MPa 200L 3 良好 2.5 MPa 200L 1 2 良好 2.5 MPa 200L 4 良好 2.5 MPa 200L 1 良好 3.0 MPa 200L 2 良好 3.0 MPa 200L 2 3 良好 3.0 MPa 200L 4 良好 3.0 MPa 200L 1 良好 5.0 MPa 400L 持荷5min 4 良好 5.2 MPa 400L 持荷5min 3 3 良好 5.0 MPa 400L 持荷5min 2 良好 5.5 MPa 400L 持荷5min 结论 3. 从前期5根桩的压浆情况来看，第一循环的压力基本在2.5MPa左右;第二循环的压力基本在3.0MPa左右，第二循环与第一循环的时间间隔以3,4小时为宜;第三循环的压力基本能达到5MPa以上，第三循环与第二循环的时间间隔以4.5,6小时为宜;当压浆总量达到4500L时，例如5#桩，第三循环压3号压浆 6 管时，1号跟2号压浆管出现冒浆现象，压浆口需加以堵塞。我部认为φ2.5m钻孔桩压浆总量5000L、φ1.5m钻孔桩压浆总量3000L即能达到要求。 说明:目前主桥桩基已完成压浆34根(其中38#墩27根、37#墩7根)，引桥桩基完成压浆15根，全部采用三次循环压浆，后面将根据设计要求采用直管一次性压浆。 中铁大桥局股份有限公司辽河特大桥 01合同段项目经理部工程部 2008.12.21 7