摘要:鉆孔灌注樁存在固有的工藝缺陷--樁底沉渣和樁側泥皮問題,始終是制約單樁承載力和質量穩定性的主要因素。為解決這個問題,中國建筑科學院地基研究所開發出樁底及樁側后注漿技術,并且在樁基工程應用中取得成功。為解決鐵道大廈樁底沉渣及樁側泥皮問題,提高樁端承載力,獲取良好的經濟效益,我們大膽采用了樁端后注漿技術,取得了圓滿成功。
關鍵詞:樁端后注漿技術;應用;成功;經濟效益
1前言
1.1提出工藝缺陷
隨著我國高層建筑的發展,對單樁承載力的要求愈來愈高,樁徑、樁長相應增大增長,無論南方北方,泥漿護壁注樁的使用愈來愈多,但是這類樁存在固有的工藝缺陷--樁底沉渣和樁側泥皮問題,始終是制約單樁承載力和質量穩定性的主要因素。根據許多工程實踐證明,樁底沉渣和樁側泥皮過厚會導致端阻力和側阻力顯著降低。為解決這個問題,中國建筑科學院地基研究所開發出樁底及樁側后注漿技術,而且在全國八個城市,十四項高層建筑樁基工程中應用后注漿技術取得成功,還提高經濟效益,并由此獲得了國家專利。
1.2鐵道大廈采用新技術的前提
我們鐵道大廈通用為了解決樁底沉渣,提高樁端承載力,提高經濟效益,因此本公司聯同鐵龍基礎公司與中國建筑科學院地基所合作,同時得到浙江城建設計院的支持,大膽地采用了樁端后注漿技術。在溫州應用這種技術,尚屬首次,像溫州這樣的軟弱地基,且地基情況又這樣復雜,加上63米長的深樁,不能不說是具有一定的風險性和挑戰性。
鐵道大廈主樓二十五層,塔樓三層,地下室一層,框筒結構,持力層根據地質勘察資料,選擇⑨2砂卵石層,根據中建科學院地基所經驗比原設計不采用注漿樁,承載力提高35%,提供給城建設計院作為設計依據。主樓設計為φ1000樁徑,樁長63米的注漿樁為66根,鋼筋籠另附兩根注漿用的無縫黑鐵管一齊到底。通過在裙房處設計兩根試樁,一根為后注漿,一根不注漿,錨樁十六根,采用八錨一,通過靜荷載試驗,結果注漿的那根樁承載力比原設計的要求提高了百分之五十二。浙江城建設計院根據靜載試驗報告單,對主樓部分采納了后注漿工藝,采用45%的承載力提高率,改主樓樁數六十六根為六十一根。
61根樁每個樁在成樁后2~15天內注漿,結果順利完成,成功率100%,據中科院同志講,注漿成功率100%還是第一次,這除了我們在工序質量管理上嚴格把關外,更重要的是在中建科學院這套新工藝的基礎上,增加了一道新工序。
2 樁端后注漿的適用條件、分類及其作用。
2.1 樁底注漿的適用條件
除樁長80米以上的超磨檫樁,以及持力層為微風化的巖層,勿需采用樁底注漿外,其余泥漿護壁鉆孔樁都可以采用。尤為明顯的樁底介質粗粒土比細粒土的注漿效果好,單樁承載力提高幅度大,像溫州的高層樁基持力層有相當多的取在粗粒土上,如砂礫層、砂卵層、砂層、強風化層,它們都存在著孔隙率大,這類介質聚集的空間對于注漿漿液而言是一開放空間。
2.2樁底注漿的分類及其作用
滲入性注漿.適用于卵、礫石、粗中砂等粗粒土,實現滲入性注漿的前提條件是可注性指數N需滿足,N=D15/d85≥10~15。
D15--沙礫類土由小到大的粒徑分布曲線中,小于某粒徑含量15%所對應的粒徑。
d85--注漿材料(一般系指普通硅酸鹽水泥)中,小于某粒徑含量85%所對應的粒徑。
水泥的最大粒徑一般為60~100μm,水泥強度等級愈高,d85愈小從而使N愈大,可注性愈好。對于砂礫,D15≥0.6~1.0MM即滿足N≥10~15,其粒度愈不均勻,粒徑愈大,N愈大,可注性愈好;也可按土的滲透系數K進行評價,當K≥2×10-1~3×10-1cm/s時,可實現滲入性注漿,在實現滲入性注漿條件下,被注土體孔隙部分為漿液充填,散粒被膠結,顯示"充填膠結效應",土體強度和變形模量大幅度提高,當被加固體位于樁底時,總樁端阻力因擴底效應而提高,鐵道大廈后注漿屬于滲入性注漿。
劈裂注漿。高壓漿液克服土體最小主應力面上的初始壓應力,和抗拉強度,使其劈裂,漿液沿劈裂面注入土體,隨著劈裂注入的發展,土體主應力面發生變化,從而形成網狀結石。劈裂注漿一般發生于粘性土、粉土、粉細砂中,由于劈裂面受到漿液附加壓力,因而使土體中出現超孔壓,并伴隨著土體的壓縮固結。因此對于低強度,高滲透性土層,劈裂注漿所形成的網狀結石較稠密,擴展范圍隨之減少,反之對于低滲透性的淤泥,粘性土,網狀結石較稀疏,擴展范圍較大。
泥漿護壁灌注樁樁側土因擾動而軟化,往往在樁表面附著一層泥皮,注漿時,高壓漿液沿樁周軟弱面自下而上劈裂注入,包裹于樁表面其厚度為2~20MM。
在實現劈裂注漿的條件下,單一介質土體被網狀結石分割加筋成復合土體,復合土體的強度變形形狀,由于網狀結構的制約和強化作用而大為改善,顯示"加筋效應"。網狀結石與樁體緊密相連,樁頂受載后樁側和樁底的復合土體能有效地傳遞和負擔荷載,從而提高總側阻力和總端阻力。
固化效應。不管是滲入性注漿還是劈裂注漿,樁底沉渣和樁側泥皮與注入的漿液發生物理、化學反應而固化,使單樁端阻力和側阻力顯著提高,顯示"固化效應"。此外,由于不等厚度的水泥結石固著于樁表面和樁底,因此尚能起到一定的擴徑和擴底作用。
3 樁底后注漿在實施中的若干問題
3.1 強度設計
樁身強度的設計應與注漿后土對樁的支承阻力相匹配。避免樁身強度先于土阻力破壞而使注漿失敗,后注漿的混凝土強度等級一般采用C30~C40,鐵道大廈采用C30。
3.2控制成樁質量。
成樁質量需嚴加控制,不可因采用后注漿而放松,特別使要防止斷樁、縮徑、離析因為后注漿不能彌補這些缺陷。
3.3注漿管、閥與鋼筋籠的連接構造與保護
兩根注漿管(φ1.0寸自來水管或黑鐵管)對稱置于鋼筋籠內側,并焊于箍筋的加勁箍上(為防止加勁箍掛拉砼澆注導管,建議加勁箍置于豎向筋外側),注漿管可代替等強度的豎向筋。焊接時注意不要把注漿管,壓漿閥燒穿,使泥漿進入注漿管,使之失效。注漿管下部至少要與四根豎向鋼筋和箍筋形成骨架并有一定剛度,在樁端壓漿閥處應設置一道加勁箍,并與兩個壓漿閥焊在一起,四根豎向鋼筋末端與加勁箍平齊,以保證樁端壓漿閥伸出鋼筋骨架低端具有足夠的長度。設有壓漿閥的鋼筋籠在吊裝時,應用雙勾起吊,下端不準在地面上拖拉,以防壓漿閥損壞,下鋼筋籠時要居孔中心垂直下放,并應仔細量測和記錄鋼筋籠端部與孔底的距離。不準在下籠時,上下反復拉動鋼筋籠,更不應有浮籠現象,以防樁端壓漿閥被澆在樁端砼中而失敗。高出地面的注漿管及時加蓋管帽防止異物掉入注漿管中。尤其要注意的是在澆筑砼前要倒入適量的填充料,如鐵道大廈便倒入適量的卵石蓋住壓漿閥30CM左右(根據現場具體情況計算可得,一般為0.5m3~10.m3),以避免其為混凝土所包裹而失效,鐵道大廈灌注樁樁底后注漿的100%成功就是因為增加了這一道新工序。
3.4后注漿最佳注漿時間
泥漿護壁灌注樁樁側泥皮和擾動土觸變恢復,一般需要一個月以上,故后注漿時間宜在成樁后1~3周內進行,注漿過早會導致因樁側阻力過低而溢出地面,注漿過晚可能難以形成樁周連續的劈裂注漿面而導致漿液向遠方流失。鐵道大廈是在成樁后2~15天內注漿,除個別樁注漿時有漿液溢出地面外,其余樁順利完成。
3.5提高注漿均勻度和有效性
為使樁底土層盡可能均勻注漿,避免漿液擴散范圍過大而降低其有效性應做到:
樁底注漿管埋深應超出沉渣最低處并進入持力層一定深度。
在保持漿液連續注入的條件下注漿壓力應滿足Po≥Pw+Pr的條件,如鐵道大廈孔深約70M,地下水位接近地表,則Pw=rWhW=10KN/M3×70M=700Kpa=0.7Mpa。因此鐵道大廈的注漿壓力便穩定在Po=1.5~2.0Mpa,一般情況下漿壓宜低不宜高,泵的最大額定壓力宜高于6Mpa,流量控制宜小不宜大,速率宜慢不宜快。
Po——注漿點漿液出口臨界壓力
Pw——注漿點的靜水壓力
Pr——被注土體的抗注阻力;或為土體的抗滲阻力;或為土體的劈裂阻力。
漿液水灰比和外加劑應根據土層性質適當調整,一般不宜過大,通常為0.4~0.5。
泥漿的水灰比(重量比)0.40~0.5時,選用最大壓力為8Mpa的2SNS型壓漿泵,該型號壓漿泵動力功率為11Kw,理論排量為63L/min和135L/min和與配套的YJ-340型泥漿攪拌機或JW180型攪拌機,后者容量為180L,生產效率為6m3/h,電機功率為2.2kw,前者容量為340L,電機功率為4kw,這樣當水泥漿水灰比0.40~0.5時,1 m3的水泥漿大約在40~60min即可注漿完畢。為保證注漿施工初期的順利沖開壓漿閥,壓漿閥的最大壓力不宜小于6Mpa。為確保注漿施工連續進行,注漿機具正式施工前應進行試運轉,看是否能正常工作,注漿后如不馬上使用應用清水對機具和管路清洗干凈以防下次運用時,灰渣堵塞壓漿管、閥而失效。同時,應至少在現場配備兩套設備以防一套出毛病,第二套馬上能使用,使單樁注漿施工順利完成。
大面積樁群宜先注外圍后注內部樁。
3.6注漿材料和注漿量
注漿漿液采用水泥漿,水泥品種為425普通硅酸鹽水泥。水泥質量應有出廠合格證和化驗合格資料。嚴防使用過期、結塊等不合格的水泥。漿液的配合比(重量比)為水泥:水:添加劑(減水劑JP1)=1:(0.40~0.5):0.06。制備的水泥漿要仔細過濾,防止雜物進入壓漿管路堵塞閥門是壓漿失效。對于合理的注漿量應由樁端土層類別與狀態,樁徑、樁長和承載力注漿后的增幅等諸因素來確定。實踐與實驗表明,對于樁徑0.6~1.0米,樁長20~60米的樁基,樁底注漿量(水泥)為0.6~2.0T,在孔深70m,樁長約65m,樁端持力層為砂礫土,樁側為可塑狀態的粘性土。當樁徑分別為φ1000,單樁承載力提高45%采用樁端注漿水泥用量為2~2.5T,鐵道大廈采用2T/每根樁。對于常用樁距每一基樁的注漿量也可按下式估算。
樁底注漿量(水泥T)’Gp=π(0.15d+ζ·n0·d3)。
d——樁直徑(M)
ζ——注漿率(滲入性注漿為土孔隙充填率,劈裂注漿為土體擠壓充填率)對于卵、礫、中粗砂取ζ為0.3~0.5,對于粘性土、粉土、粉細砂取ζ為0.2~0.3。
n0——樁底土的天然孔隙率,n0 =L0/1+ L0為天然孔隙比。
這經驗公式,其尺寸單位以M代入,在漿液水灰比為0.5條件下所得即為水泥用量(T)。
(1)后注漿的經濟效益:
注漿工藝由于提高單樁承載力20%~70%,從而減少樁數,減少樁徑,減少承臺面積,其工程量相應減少20~50%,注漿費用:其技術服務費與材料費為每根樁0.25~0.3萬元,注漿管可取代等截面的鋼筋,扣除注漿費,對于單樁混凝土用量15M3以上的樁,每根可節約0.3~1.5萬元。此外,由于工程量減少,工期相應縮短,泥漿排放量減少。
4后注漿的經濟效益及經濟綜合指標分析:
4.1計單樁承載力取值標準
鉆孔灌注樁、樁長L≥63米
普通鉆孔樁 φ1200 RK=6000KN
φ1000 RK=4600KN
φ750RK=3600KN
樁底注漿樁估值φ1000、RK=6200KN(相當于4600×135%)
靜試后調正值φ1000、RK=7000KN(相當于4600×152%)
4.2 樁基設計方案(主樓部位25層)
采用普通鉆孔樁
φ120071根 ∑P=6000×71=426000KN
φ7501根 ∑P=3600×1=3600KN
總承載力合計=429600KN
采用樁底注漿鉆孔樁
φ100066根 ∑P=6200×66=409200KN
靜試后調正
φ100061根 ∑P=7000×61=427000KN
4.3經濟技術分析(僅25層主樓部位)
基砼體積:
①原設計普通鉆孔樁方案
л/4[(1.2)2×71+(0.75)2×1] ×65m=5248m3
②優化后樁底注漿方案:
л/4×(1.0)2×61×65m=3114m3
①-②=5248-3114=2134m3(節約)40%
工程造價:
5248×766-3114×870=4019968-2709180=1310788
降低131萬元或32.6%(未包括基礎承臺部分)
工期縮短:
①普通樁 2.5天/根×93=233臺班
②注漿樁 2.0天/根×61=122臺班
①-②/①=111/333=47.6%(縮短)
泥漿排放量:
(5248-3114)/5248=40.66%(減少)
結束語:總而言之,后注漿技術已得到了實踐的證明,它具有節約工程造價,縮短工期,減少泥漿排放量,消除泥漿護壁灌注樁的固有缺陷,減少建筑物沉降量,提高工程質量的優點,該項技術通過一定數量的實驗研究和工程實踐,已形成配套技術,其應用前景應該很好。繼鐵道大廈之后,車站大道18-2地塊,江濱路的新世紀廣場、金鼎花苑、東都大廈等工程,也采用了泥漿護壁鉆孔樁樁底后注漿工藝。由于地質、成樁條件的復雜多變,有些問題仍有待進一步研究完善,如后注漿樁承載力的估算,及有關工藝參數如何根據土性,樁的幾何尺寸調整優化等。
參考文獻
[1]祝經成.飽和土中長灌注樁樁端壓漿結合超聲檢測技術[C].中國建筑科學研究院地基所.
[2]張雁,高文生等.武漢五洲國際商城B.C區后壓漿泥漿護壁灌注技術報告[C].中國建筑科學研究院.
關鍵詞:樁端后注漿技術;應用;成功;經濟效益
1前言
1.1提出工藝缺陷
隨著我國高層建筑的發展,對單樁承載力的要求愈來愈高,樁徑、樁長相應增大增長,無論南方北方,泥漿護壁注樁的使用愈來愈多,但是這類樁存在固有的工藝缺陷--樁底沉渣和樁側泥皮問題,始終是制約單樁承載力和質量穩定性的主要因素。根據許多工程實踐證明,樁底沉渣和樁側泥皮過厚會導致端阻力和側阻力顯著降低。為解決這個問題,中國建筑科學院地基研究所開發出樁底及樁側后注漿技術,而且在全國八個城市,十四項高層建筑樁基工程中應用后注漿技術取得成功,還提高經濟效益,并由此獲得了國家專利。
1.2鐵道大廈采用新技術的前提
我們鐵道大廈通用為了解決樁底沉渣,提高樁端承載力,提高經濟效益,因此本公司聯同鐵龍基礎公司與中國建筑科學院地基所合作,同時得到浙江城建設計院的支持,大膽地采用了樁端后注漿技術。在溫州應用這種技術,尚屬首次,像溫州這樣的軟弱地基,且地基情況又這樣復雜,加上63米長的深樁,不能不說是具有一定的風險性和挑戰性。
鐵道大廈主樓二十五層,塔樓三層,地下室一層,框筒結構,持力層根據地質勘察資料,選擇⑨2砂卵石層,根據中建科學院地基所經驗比原設計不采用注漿樁,承載力提高35%,提供給城建設計院作為設計依據。主樓設計為φ1000樁徑,樁長63米的注漿樁為66根,鋼筋籠另附兩根注漿用的無縫黑鐵管一齊到底。通過在裙房處設計兩根試樁,一根為后注漿,一根不注漿,錨樁十六根,采用八錨一,通過靜荷載試驗,結果注漿的那根樁承載力比原設計的要求提高了百分之五十二。浙江城建設計院根據靜載試驗報告單,對主樓部分采納了后注漿工藝,采用45%的承載力提高率,改主樓樁數六十六根為六十一根。
61根樁每個樁在成樁后2~15天內注漿,結果順利完成,成功率100%,據中科院同志講,注漿成功率100%還是第一次,這除了我們在工序質量管理上嚴格把關外,更重要的是在中建科學院這套新工藝的基礎上,增加了一道新工序。
2 樁端后注漿的適用條件、分類及其作用。
2.1 樁底注漿的適用條件
除樁長80米以上的超磨檫樁,以及持力層為微風化的巖層,勿需采用樁底注漿外,其余泥漿護壁鉆孔樁都可以采用。尤為明顯的樁底介質粗粒土比細粒土的注漿效果好,單樁承載力提高幅度大,像溫州的高層樁基持力層有相當多的取在粗粒土上,如砂礫層、砂卵層、砂層、強風化層,它們都存在著孔隙率大,這類介質聚集的空間對于注漿漿液而言是一開放空間。
2.2樁底注漿的分類及其作用
滲入性注漿.適用于卵、礫石、粗中砂等粗粒土,實現滲入性注漿的前提條件是可注性指數N需滿足,N=D15/d85≥10~15。
D15--沙礫類土由小到大的粒徑分布曲線中,小于某粒徑含量15%所對應的粒徑。
d85--注漿材料(一般系指普通硅酸鹽水泥)中,小于某粒徑含量85%所對應的粒徑。
水泥的最大粒徑一般為60~100μm,水泥強度等級愈高,d85愈小從而使N愈大,可注性愈好。對于砂礫,D15≥0.6~1.0MM即滿足N≥10~15,其粒度愈不均勻,粒徑愈大,N愈大,可注性愈好;也可按土的滲透系數K進行評價,當K≥2×10-1~3×10-1cm/s時,可實現滲入性注漿,在實現滲入性注漿條件下,被注土體孔隙部分為漿液充填,散粒被膠結,顯示"充填膠結效應",土體強度和變形模量大幅度提高,當被加固體位于樁底時,總樁端阻力因擴底效應而提高,鐵道大廈后注漿屬于滲入性注漿。
劈裂注漿。高壓漿液克服土體最小主應力面上的初始壓應力,和抗拉強度,使其劈裂,漿液沿劈裂面注入土體,隨著劈裂注入的發展,土體主應力面發生變化,從而形成網狀結石。劈裂注漿一般發生于粘性土、粉土、粉細砂中,由于劈裂面受到漿液附加壓力,因而使土體中出現超孔壓,并伴隨著土體的壓縮固結。因此對于低強度,高滲透性土層,劈裂注漿所形成的網狀結石較稠密,擴展范圍隨之減少,反之對于低滲透性的淤泥,粘性土,網狀結石較稀疏,擴展范圍較大。
泥漿護壁灌注樁樁側土因擾動而軟化,往往在樁表面附著一層泥皮,注漿時,高壓漿液沿樁周軟弱面自下而上劈裂注入,包裹于樁表面其厚度為2~20MM。
在實現劈裂注漿的條件下,單一介質土體被網狀結石分割加筋成復合土體,復合土體的強度變形形狀,由于網狀結構的制約和強化作用而大為改善,顯示"加筋效應"。網狀結石與樁體緊密相連,樁頂受載后樁側和樁底的復合土體能有效地傳遞和負擔荷載,從而提高總側阻力和總端阻力。
固化效應。不管是滲入性注漿還是劈裂注漿,樁底沉渣和樁側泥皮與注入的漿液發生物理、化學反應而固化,使單樁端阻力和側阻力顯著提高,顯示"固化效應"。此外,由于不等厚度的水泥結石固著于樁表面和樁底,因此尚能起到一定的擴徑和擴底作用。
3 樁底后注漿在實施中的若干問題
3.1 強度設計
樁身強度的設計應與注漿后土對樁的支承阻力相匹配。避免樁身強度先于土阻力破壞而使注漿失敗,后注漿的混凝土強度等級一般采用C30~C40,鐵道大廈采用C30。
3.2控制成樁質量。
成樁質量需嚴加控制,不可因采用后注漿而放松,特別使要防止斷樁、縮徑、離析因為后注漿不能彌補這些缺陷。
3.3注漿管、閥與鋼筋籠的連接構造與保護
兩根注漿管(φ1.0寸自來水管或黑鐵管)對稱置于鋼筋籠內側,并焊于箍筋的加勁箍上(為防止加勁箍掛拉砼澆注導管,建議加勁箍置于豎向筋外側),注漿管可代替等強度的豎向筋。焊接時注意不要把注漿管,壓漿閥燒穿,使泥漿進入注漿管,使之失效。注漿管下部至少要與四根豎向鋼筋和箍筋形成骨架并有一定剛度,在樁端壓漿閥處應設置一道加勁箍,并與兩個壓漿閥焊在一起,四根豎向鋼筋末端與加勁箍平齊,以保證樁端壓漿閥伸出鋼筋骨架低端具有足夠的長度。設有壓漿閥的鋼筋籠在吊裝時,應用雙勾起吊,下端不準在地面上拖拉,以防壓漿閥損壞,下鋼筋籠時要居孔中心垂直下放,并應仔細量測和記錄鋼筋籠端部與孔底的距離。不準在下籠時,上下反復拉動鋼筋籠,更不應有浮籠現象,以防樁端壓漿閥被澆在樁端砼中而失敗。高出地面的注漿管及時加蓋管帽防止異物掉入注漿管中。尤其要注意的是在澆筑砼前要倒入適量的填充料,如鐵道大廈便倒入適量的卵石蓋住壓漿閥30CM左右(根據現場具體情況計算可得,一般為0.5m3~10.m3),以避免其為混凝土所包裹而失效,鐵道大廈灌注樁樁底后注漿的100%成功就是因為增加了這一道新工序。
3.4后注漿最佳注漿時間
泥漿護壁灌注樁樁側泥皮和擾動土觸變恢復,一般需要一個月以上,故后注漿時間宜在成樁后1~3周內進行,注漿過早會導致因樁側阻力過低而溢出地面,注漿過晚可能難以形成樁周連續的劈裂注漿面而導致漿液向遠方流失。鐵道大廈是在成樁后2~15天內注漿,除個別樁注漿時有漿液溢出地面外,其余樁順利完成。
3.5提高注漿均勻度和有效性
為使樁底土層盡可能均勻注漿,避免漿液擴散范圍過大而降低其有效性應做到:
樁底注漿管埋深應超出沉渣最低處并進入持力層一定深度。
在保持漿液連續注入的條件下注漿壓力應滿足Po≥Pw+Pr的條件,如鐵道大廈孔深約70M,地下水位接近地表,則Pw=rWhW=10KN/M3×70M=700Kpa=0.7Mpa。因此鐵道大廈的注漿壓力便穩定在Po=1.5~2.0Mpa,一般情況下漿壓宜低不宜高,泵的最大額定壓力宜高于6Mpa,流量控制宜小不宜大,速率宜慢不宜快。
Po——注漿點漿液出口臨界壓力
Pw——注漿點的靜水壓力
Pr——被注土體的抗注阻力;或為土體的抗滲阻力;或為土體的劈裂阻力。
漿液水灰比和外加劑應根據土層性質適當調整,一般不宜過大,通常為0.4~0.5。
泥漿的水灰比(重量比)0.40~0.5時,選用最大壓力為8Mpa的2SNS型壓漿泵,該型號壓漿泵動力功率為11Kw,理論排量為63L/min和135L/min和與配套的YJ-340型泥漿攪拌機或JW180型攪拌機,后者容量為180L,生產效率為6m3/h,電機功率為2.2kw,前者容量為340L,電機功率為4kw,這樣當水泥漿水灰比0.40~0.5時,1 m3的水泥漿大約在40~60min即可注漿完畢。為保證注漿施工初期的順利沖開壓漿閥,壓漿閥的最大壓力不宜小于6Mpa。為確保注漿施工連續進行,注漿機具正式施工前應進行試運轉,看是否能正常工作,注漿后如不馬上使用應用清水對機具和管路清洗干凈以防下次運用時,灰渣堵塞壓漿管、閥而失效。同時,應至少在現場配備兩套設備以防一套出毛病,第二套馬上能使用,使單樁注漿施工順利完成。
大面積樁群宜先注外圍后注內部樁。
3.6注漿材料和注漿量
注漿漿液采用水泥漿,水泥品種為425普通硅酸鹽水泥。水泥質量應有出廠合格證和化驗合格資料。嚴防使用過期、結塊等不合格的水泥。漿液的配合比(重量比)為水泥:水:添加劑(減水劑JP1)=1:(0.40~0.5):0.06。制備的水泥漿要仔細過濾,防止雜物進入壓漿管路堵塞閥門是壓漿失效。對于合理的注漿量應由樁端土層類別與狀態,樁徑、樁長和承載力注漿后的增幅等諸因素來確定。實踐與實驗表明,對于樁徑0.6~1.0米,樁長20~60米的樁基,樁底注漿量(水泥)為0.6~2.0T,在孔深70m,樁長約65m,樁端持力層為砂礫土,樁側為可塑狀態的粘性土。當樁徑分別為φ1000,單樁承載力提高45%采用樁端注漿水泥用量為2~2.5T,鐵道大廈采用2T/每根樁。對于常用樁距每一基樁的注漿量也可按下式估算。
樁底注漿量(水泥T)’Gp=π(0.15d+ζ·n0·d3)。
d——樁直徑(M)
ζ——注漿率(滲入性注漿為土孔隙充填率,劈裂注漿為土體擠壓充填率)對于卵、礫、中粗砂取ζ為0.3~0.5,對于粘性土、粉土、粉細砂取ζ為0.2~0.3。
n0——樁底土的天然孔隙率,n0 =L0/1+ L0為天然孔隙比。
這經驗公式,其尺寸單位以M代入,在漿液水灰比為0.5條件下所得即為水泥用量(T)。
(1)后注漿的經濟效益:
注漿工藝由于提高單樁承載力20%~70%,從而減少樁數,減少樁徑,減少承臺面積,其工程量相應減少20~50%,注漿費用:其技術服務費與材料費為每根樁0.25~0.3萬元,注漿管可取代等截面的鋼筋,扣除注漿費,對于單樁混凝土用量15M3以上的樁,每根可節約0.3~1.5萬元。此外,由于工程量減少,工期相應縮短,泥漿排放量減少。
4后注漿的經濟效益及經濟綜合指標分析:
4.1計單樁承載力取值標準
鉆孔灌注樁、樁長L≥63米
普通鉆孔樁 φ1200 RK=6000KN
φ1000 RK=4600KN
φ750RK=3600KN
樁底注漿樁估值φ1000、RK=6200KN(相當于4600×135%)
靜試后調正值φ1000、RK=7000KN(相當于4600×152%)
4.2 樁基設計方案(主樓部位25層)
采用普通鉆孔樁
φ120071根 ∑P=6000×71=426000KN
φ7501根 ∑P=3600×1=3600KN
總承載力合計=429600KN
采用樁底注漿鉆孔樁
φ100066根 ∑P=6200×66=409200KN
靜試后調正
φ100061根 ∑P=7000×61=427000KN
4.3經濟技術分析(僅25層主樓部位)
基砼體積:
①原設計普通鉆孔樁方案
л/4[(1.2)2×71+(0.75)2×1] ×65m=5248m3
②優化后樁底注漿方案:
л/4×(1.0)2×61×65m=3114m3
①-②=5248-3114=2134m3(節約)40%
工程造價:
5248×766-3114×870=4019968-2709180=1310788
降低131萬元或32.6%(未包括基礎承臺部分)
工期縮短:
①普通樁 2.5天/根×93=233臺班
②注漿樁 2.0天/根×61=122臺班
①-②/①=111/333=47.6%(縮短)
泥漿排放量:
(5248-3114)/5248=40.66%(減少)
結束語:總而言之,后注漿技術已得到了實踐的證明,它具有節約工程造價,縮短工期,減少泥漿排放量,消除泥漿護壁灌注樁的固有缺陷,減少建筑物沉降量,提高工程質量的優點,該項技術通過一定數量的實驗研究和工程實踐,已形成配套技術,其應用前景應該很好。繼鐵道大廈之后,車站大道18-2地塊,江濱路的新世紀廣場、金鼎花苑、東都大廈等工程,也采用了泥漿護壁鉆孔樁樁底后注漿工藝。由于地質、成樁條件的復雜多變,有些問題仍有待進一步研究完善,如后注漿樁承載力的估算,及有關工藝參數如何根據土性,樁的幾何尺寸調整優化等。
參考文獻
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[2]張雁,高文生等.武漢五洲國際商城B.C區后壓漿泥漿護壁灌注技術報告[C].中國建筑科學研究院.