1、合理的注浆设计是注浆的前提
为使桩底注浆施工合理有效,有必要对桩基的岩层地质状况,地下水条件,缺陷程度和周围环境进行详细的调查和分析。科学配制注浆浆液,确定注浆压力等参数。
PK133+330高架桥10#桩总桩长22米,其中0-15米为黏土地质,期间偶或出现白云石和夹杂砂岩,15-22米只要分布灰色黏土,均匀分布白云石矿层。根据超声波检测显示,其桩底21-22米混凝土不连续,可能由于清孔不干净或混凝土离析导致。根据桩基混凝土强度为RN35.我们确定采用ACC425袋装水泥,水灰比(CE)大于2,注浆压力在20帕到50帕,稠度为15-20秒,对其经行注浆补充。
2、注浆工序
(1)钻孔
在缺陷桩桩顶钻3个直径为43mm的孔,在钻进过程中必须保证垂直度,确保钻孔与桩基轴线平行,防止钻孔偏斜,碰触桩基钢筋或者穿出桩基。其钻孔深度比桩长深1米。
(2)埋设注浆管
在3个注浆孔钻好后,并保障畅通时,将30mm的注浆管插入孔底,顶部用水泥浆与桩基连接密封,保障在注浆时不漏气,保证整个注浆系统的气密性。每根注浆管的外露部分至少连接2个三通外接接头,并安装阀门。并对每个注浆管进行编号。
(3)压水试验
压水试验不仅起到疏通压浆管道的作用,而且有关压浆的操作经验参数根据压水试验结果做相应的调整。压水试验可也将桩底沉渣,泥浆清除。将清净的高压水注入1号管,同时关闭2号管,打开3号管,直到翻出来的水变清为止,然后再将2号管打开,3号管关闭,重复上述操作。然后再将高压水头分别注入2号管和3号管,又重复循环上述操作。
(4)注浆
待清孔清理干净后,根据浆液配合比进行配制浆液。在配制浆液过程中,仔细称量加水量和外加剂量,搅拌均匀,做好试件。
在浆液的各项指标满足要求情况下,将水泥浆注入1号管,同时打开2号管和3号管,加压开始注浆,通过注浆,将其它管内的清水都置换出来,直到管内翻出浆液,并排掉100升浆液为止,然后再将水泥将注入2号管,同时先打开1号和3号管,待有均匀浆液排出,并排掉100升浆液为止,最后再将水泥浆注入3号管,重复上述操作。
将注浆接口接在1号管,同时关闭2号管和3号管,将注浆压力达到50帕时,持续5分钟。然后再将注浆接口接在2号管,同时关闭3号管和1号管,将注浆压力达到50帕时,持续5分钟,最后将注浆接口接在3号管,同时关闭2号管和1号管,将注浆压力达到50帕时,再持续5分钟。将所有阀门全部关闭,拆除注浆设备并清洗。
3、控制注浆参数,提高注浆效果
在注浆过程中,注浆压力,浆液稠度,注入率和注浆量在注浆过程中都是变化的,于是合理的控制其变化对提高注浆效果十分重要。
注浆压力随注浆量的增加出现由低到高的变化规律,如果在注浆过程中注浆压力突然急剧下降,表明局部有漏浆或漏气现象发生,及时检查注浆管道,有可能是注浆管道损坏,也有可能桩基周围出现裂隙现象。应及时向浆液中加入外加剂,间歇注浆,多次注浆保证质量。
三、桩基注浆提高承载力原理 1、加固效益分析
通过对10#桩注浆前后的小应变检测结果对比来看,注浆前在0-21米范围内,反射波速度信号与入射波速度信号大体一致,在21-22米的范围内,反射波速度信号与入射波速度信号相位一致,表明在21-22米的范围内,桩基混凝土有截面缩小或局部混凝土离析等质量缺陷。在注浆以后的小应变检测结果中,我们明显看出整个桩基从0-22米范围内,整个反射波信号与入射波信号一致,反射波相位和入射波相位大体一致。总之,通过注浆,桩底缺陷得到明显的改善,效益可观。
2、改善受力状态和荷载传递性能
桩基注浆通过渗透、劈裂、挤密和胶结作用形成桩端扩大头,增大了桩端受力面积,并且注浆加固了桩基的持力层,改善了受力状态。桩底注浆后,桩基侧面摩擦阻力的提高要先于桩端承载力的提高,在摩擦桩中,效果最好!
3、改善原来地质条件,提高承载力
在灌注桩的成孔过程中,机械对桩的周围地层有一定的扰动作用,减弱整个桩基的承载作用力。在混凝土的灌注过程中,由于孔壁的泥皮对整个桩基的摩擦力减弱,也影响整个桩基的承载作用力。桩底注浆通过渗透,劈裂,和挤密作用使桩端受力层在一定范围内形成浆液和土的结合体,从而改善受力结构的物理学性质,修复和提高受力土体的强度。
灌注桩在灌注混凝土前由于清孔不干净,桩底沉渣的存在直接影响和严重降低桩底承载里的发挥,通过注浆可以将桩底的沉渣置换、挤密、固结作用改善和消除桩底沉渣对承载力的不良发挥。
4、急剧提高桩基摩擦阻力
在高压注浆的作用下,浆液可以从桩端沿装侧向上,通过渗透、劈裂、填充、挤密和胶结作用。对桩周泥皮及护壁经行泥皮置换和空隙填充,在桩周围形成脉状结石体,大幅度提高桩基侧摩阻力。
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