钻孔灌注桩后注浆法施工技术在高层建筑中的应用分析

2016-09-19郭海龙

地球 2016年2期

关键词：综合楼单桩特征值

■郭海龙

（河南省地质矿产勘查开发局第三地质勘查院河南洛阳471023）

钻孔灌注桩后注浆法施工技术在高层建筑中的应用分析

■郭海龙

（河南省地质矿产勘查开发局第三地质勘查院河南洛阳471023）

本文以义马市供水公司综合楼为例，阐述了后注浆技术在高层建筑中的应用，并对后注浆技术适用的地质条件,加固机理,参数的确定,施工工艺进行分析，对其前景进行了展望。

高层建筑灌注桩后注浆施工技术承载力特征值

1　引言

近年来随着的经济的飞速发展，各大、中城市高层、超高层建筑如雨后春笋拔地而起。而相应的凸显出地基基础方案选取及地基处理措施科学采用的重要性，在豫西地区高层建筑经验中，钻孔灌注桩后注浆措施采用比较广泛，工艺、技术相对较成熟。本文作者从事岩土工程勘察工作多年，尤其在高层建筑方面更深有体会。科学合理的施工工艺，既能缩短工期、降低成本，又能满足设计要求，取得了较好的经济效益。

2　义马市供水公司综合楼成功事例

（1）工程概况。义马市供水公司综合楼主楼地上28层，地下1层，高度83.20m，基础埋深4.9m，均布荷载520kPa。该工程岩土工程勘察等级为乙级，地基基础设计等级为乙级，建筑抗震设防等级为丙类建筑。

（2）方案选取。义马市供水公司综合楼主楼地上28层，1层地下室，高度83.20m，基础埋深4.9m,均布荷载520kPa。结合勘察单位地质报告，拟建主楼不易采用天然地基浅基础方案。最终经多方论证⑥层卵石层在场区内分布均匀、稳定，且承载力相对较高，可作为桩端持力层。该工程主楼部分采用钻孔灌注桩基础上的筏板基础方案。

表1　单桩竖向承载力特征值计算表

由上表可知，计算出的单桩竖向承载力特征值不能满足上部荷载要求。该工程若采用加长桩长的施工方案，则其一单桩成孔需穿透两层卵石层，施工难度较大；其二单桩过长其相对成本较高，施工周期较长。后设计为钻孔后注浆法进行补强加固，依据设计图纸，28层主楼采用桩筏基础时，单桩竖向承载力特征值不应小于2650KN。最终经检测，该工程共布置的537根基桩，I类桩530根，II类桩7根，无III类、IV类桩，单桩竖向抗压承载力特征值为2650KN，完全满足设计要求。经验算，其亦满足下卧层及沉降计算要求。并使得整个工程基础施工工期较前期方案提前21天，产生了较好的经济、社会效益。

3　后注浆技术在工程中的具体应用

3.1适用的地质条件

该施工方法可用于各类钻、挖、冲孔灌注桩及地下连续墙的沉渣、泥皮和桩底、桩侧一定范围土体的加固。其加固层可以土类、砂类、卵砾石，粗粒土较细粒土效果好。义马市供水公司综合楼钻孔灌注桩桩端采用第⑥层卵石层为桩端持力层，其下部⑦层粉质粘土层为第四系中更新统粉质粘土层，地质年代老，承载力特征值相对较好，其桩端以下不存在软弱下卧层，较适宜采用该技术。

3.2加固机理

钻孔桩后注浆技术分为桩端注浆和桩侧注浆两种。后注浆技术提高桩承载力的机理如下：（1）沉渣和松动土体被重新胶结，裂隙被充填，从而有效地提高桩底的刚度和强度。（2）因浆液的扩散渗透，在桩端附近形成一定范围的胶结囊体，增大持力层的受力面积，起到了端承扩大头的作用。（3）在压力作用下，部分浆液沿桩土界面上浸，使下部桩体与泥皮及土体胶结成整体，使桩端下部桩侧摩阻力得到正常发挥。（4）在浆液中掺入膨胀剂或采用膨胀水泥，桩底的胶结体在固结过程中产生微膨胀，对桩端产生一定的预压力，尤其是在高压作用下，桩端介质的压缩变形提前完成，减少了桩在同一桩顶荷载作用下的桩顶竖向位移，从而达到提高单桩承载力的目的。

3.3注浆施工工艺

（1）施工工艺流程。桩位放线、开挖浆池→护筒埋设→人工挖孔→钻机就位、孔位校正→钻进、清除废浆泥渣→清孔换浆→终孔验收→注浆管绑扎→下钢筋笼、注浆管、钢导管→投碎石→检查钢筋笼顶标高→砼灌注→成桩砼养护→注浆施工（2）施工工艺。①工艺选择：a、根据现场场地的土层特点、桩基设计要求及注浆后单桩抗压竖向承载力要求，本基桩工程采用桩端注浆工艺。b、单桩水泥用量按每组桩0.8t、1.0t、1.2t考虑。②注浆管布置：a、注浆管采用2 根φ25钢管，用套管连接。b、两根端压管底部置于桩顶，上部超出地面200mm。c、注浆管随钢筋笼下放，逐根用铁丝拧紧固定在钢筋笼外侧，在下放过程中注入清水并检查连接密封情况，若发现漏水应将其提出重接，确保注浆管路密封。③注浆控制原则及控制方法：注浆总体控制原则：实行注浆量与压力双控，但由于桩端进入持力层（卵石层）不小于600mm，卵石层渗透性强，所以将以注浆量控制为主。④注浆控制设置与制作：注浆管采用2φ25钢管，用锤子将钢管的底部砸成尖形开口并焊牢，钢管底端长350～500mm左右钻若干个φ10小孔，做好花管，然后在每个小孔中放上图钉，再用绝缘胶布夹胶带包裹，以防小孔被浇桩的砼阻塞。每根管底连接注浆阀门，注浆管顺钢筋笼主筋固定在钢筋笼上，注浆管与管间用螺纹接，移动钻机、灌注砼时不得损坏注浆管。

3.4后注浆施工控制措施

（1）注浆器在埋置前，必须采用橡胶皮密封，严禁泥浆或水泥浆进入注浆管。安置前应事先注满水。（2）在钢筋笼调放及灌注过程中，必须保证接头的密封性，严禁划伤、划破注浆管及注浆管。（3）注浆前头部高出作业面0.2m，并用堵头密封。（4）投石后，用测绳在不同方向探测碎石实际上升高度。保证孔底碎石0.5m，且分布均匀。（5）注浆前，要用测绳探测注浆管内是否有异物，若发现异常可先下入水管进行冲洗，直至畅通。（6）注意检查压力表，保证能反映真实情况。（7）严格控制水灰比（0.5～0.55），浆液进入储浆桶时要用16目纱网过滤，且两次过滤。（8）注足水泥浆后，关闭设在管上端的逆止阀，封压时间30min，待其压力消散后，再卸掉阀门。