泥浆护壁钻孔灌注桩后压浆技术的应用.doc

泥浆护壁钻孔灌注桩后压浆技术的应用关键词：泥浆护壁钻孔灌注桩后压浆桩端承载力桩侧摩阻力采用的是泥浆护壁钻孔灌注桩，倘若采用后压浆技术，达到同样的承载力，可以有效减小桩径，从而减小混凝土用量，降低造价。泥浆护壁钻孔灌注桩以其单桩承载力大,对各种地质条件适应性强,无挤土效应、无震害、无噪声、施工机械简单等优点,在全国各地应用较为普遍。
缺点：(1)在地下水位下,该法采用泥浆护壁成孔,在成孔过程中,易因土质差异,特别是当土层为砂土时,更易使孔壁局部坍塌、沉渣,且造孔过程泥浆比重较大,使泥浆沉淀,因此成孔后孔底沉渣厚度可达0.2～0.6ｍ,且难以清除,造成桩底端支承在软土上,使桩端承载力较差,有时只有预制桩和沉管灌注桩的10%-30%,桩侧摩阻力由于泥浆壁的影响也不能充分发挥,使桩承载力受到影响,沉降值也较大。钻孔灌注桩的端阻力成桩效应是指在成孔过程中出现扰动、沉渣或虚土而使端阻力降低。在成孔过程中,钻凿下来的松散的岩土沉渣未被携带到地表而沉淀于孔底,在有泥浆护壁时称为沉渣。在桩基施工过程中,无论是用什么工艺清渣,沉渣总是不可避免的,即使用特殊的方法清除,在灌注混凝土前的这段时间内也会产生沉渣。这部分沉渣形成了一个可压缩的“软层”,其压缩性使得桩身与桩周土体产生相对位移,从而使桩侧阻力充分发挥,而桩端阻力由于可压缩的“软层”作用而未能充分地发挥出来。沉渣对桩端的承载力的影响因素是其厚度和性质。桩端极限承载力随沉渣厚度增大而减小,在一定厚度后就不再降低(2)钻孔灌注桩因成桩工艺使桩周土体中应力、应变场发生变化,导致桩侧阻力相应变化的效应称为桩侧阻力成桩效应。在成桩过程中,由于地层条件、施工工艺、地下水等因素的影响,在桩外表面与孔壁之间形成的一层膏状的粘性土泥巴,俗称桩周“泥皮”。“泥皮”中粘粒含量非常高,在饱和状态下,塑性极好,抗剪切能力差,在外力作用下极易塑性流动或滑动,即使在地下水位较深时,水位线以上部分的桩周“泥皮”要固结成原状土状态达到其力学性能也需要很长时间,所以这层“泥皮”对钻孔灌注桩的桩周摩阻力来说是有害的,它使桩与地基土之间的摩擦变成了桩与“泥皮”之间的摩擦。由于“泥皮”的力学性能差,并且有一定的润滑性,当该层“泥皮”达到一定厚度时,就使桩周摩阻力大幅度降低。解决方法：为了解决这一缺点,采用后压浆技术,利用浆液对桩端土层及附近桩周土进行压密固结、渗透、填充,使之形成高强度新土层及局部扩颈,提高桩端阻力桩受力原理分析桩底后压浆技术对桩承载力的提高,主要可分为提高桩端阻力和提高桩侧摩阻力。(1)成孔后由于孔隙水流向孔底,使孔底土质软化,施工用的泥浆沉淀,孔壁局部坍塌、沉渣,使桩端阻力受到很大削弱。高压注浆能在桩底产生劈裂和渗扩,使桩底沉渣和软化土得到加密固结,胶结成一种高强度新土层,使桩端阻力有很大提高,减少沉降。(2)在压力注浆作用下,桩端侧土受挤压产生变形,且浆液会渗透到土中,加大径向尺寸,形成大头桩。(3)由于采用泥浆护壁,在桩周产生泥浆薄膜而使桩侧摩阻力受到削弱。只要在成桩后实施压力注浆,控制好参数,浆液在桩土界面和桩侧土体中产生劈裂和渗扩,压入的水泥浆液会沿着侧壁串浆加固,并沿桩身返回地面,使桩被加固成变断面的柱体,既提高了桩侧摩阻力又增大了承受轴向荷载的有效桩径,从而大大提高桩的侧摩阻力。对桩侧土和桩侧“泥皮”的作用与桩端沉渣的作用大致相同。在水压力作用下,冲破等深的两根压浆管的塑胶层,一根用于输送清水,一根用于返水,当清洗达到一定时间后开始压浆。其作用一是减少“泥皮”的厚度;二是改善桩侧土的力学性状;三是提高桩与桩侧土的摩阻力,达到提高单桩竖向承载力的目的。适用的地层在钻孔灌注桩成孔过程中,岩土体颗粒大的容易被扰动,沉渣易沉淀,随着颗粒的增大,孔隙、裂隙越大,桩侧土越易扰动,沉渣清除难度也越困难。后压浆的作用是充填、胶结颗粒之间的孔隙、裂隙,达到改善土体的力学性状。因此孔隙、裂隙越发育,充填差的,后压浆的效果越好,反之亦然。密实度差的后压浆效果越好。所以后压浆较适合的地层主要是碎石类土、砂类土和碎块状的强风化基岩。对于曹妃甸工程也是比较适合的。桩端后压浆的施工流程及控制指标：1、施工流程：制作压浆管、压浆阀→将压浆管与钢筋笼焊接→钢筋笼安放、压浆阀安装→制作水泥浆、联接输浆管→桩端后压浆→达到控制指标→终止压浆；2、施工控制指标压浆量:按设计要求进行;压力值:不大于6ＭＰａ;3、压浆管出现溢浆。以上3条指标,达到其中之一者,即可终止压浆,结束施工。施工过程质量控制桩端压浆管、压浆阀的质量控制在钢筋笼内圈对称设置两根桩端压浆管,材料为焊接钢管;压浆管上端设外接头,并用管堵堵住,在上联结阀时取下管堵;压浆管间联结时,先在钢管端头套丝后,再用外接头联结;桩端压管端部设异径外接头,并用管堵堵住,在上压浆阀时取下管堵。将