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桩端后压浆技术及应用实例(仇道健 胡效雄 王玉来)

栏目:农林鱼水论文发布:2010-03-12浏览:2867下载177次收藏
 



[摘 要] 桩端后压浆是指灌注桩成桩后,通过预埋的灌浆管路,利用外部压力将水泥浆等浆液注入桩端地层,以提高桩端承载能力,减少桩基沉降的一种措施,本文通过工程实例,从压浆目的、机理、设计、施工工艺等几个方面探讨了桩端压浆技术在卵石层中的应用。

[关键词] 人工挖孔灌注桩 桩端后压浆 卵石层

1 前言

近年来,桩端后压浆技术由于能有效的提高桩体竖向承载力而得到广泛应用,逐渐发展成为一种常规技术手段。

压浆法是指利用液压、气压或电化学原理,通过注浆管把浆液均匀地注入地层中,浆液以填充、渗透和挤密等方式,挤走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置,经人工控制一定时间后,浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新、强度大和化学稳定性好的“结石体”的一种方法[1]。

桩端后压浆技术是指在桩孔成孔后在桩端持力层中预先埋设灌浆花管,并将灌浆管路引至地面,然后进行钻孔灌注桩的混凝土浇注,并于混凝土初凝后终凝前用压浆设备(灌浆泵)通过灌浆管路将固化液(一般为水泥浆液)压入桩端持力层中,通过固化液的渗流、凝固,对桩端持力层进行挤密、固结,在桩端一定范围内形成相对密实体,从而提高桩端承载力,减少桩基沉降[2]。

2 桩端后压浆技术的优点

桩端后压浆技术近年来应用颇为广泛,通过桩端后压浆处理的灌注桩与普通灌注桩相比,具有以下几个优点:①相同条件下(主要是地层、桩径、桩长等因素),前者单桩竖向承载力一般可提高20%~40%,最大可提高80%以上,承载力提高的幅度与桩端持力层的性质密切相关;②在一定压力下的浆液上返会增加桩与桩间土的粘结强度,从而提高桩的侧摩阻力,同时浆液的劈裂作用可渗入地层中,起到加筋作用;③灌注桩的抗拔承载力及抗震性能有一定程度的提高;④若在设计时考虑后压浆对承载力提高的有利影响,可相对减少桩的数量,或减少桩长、桩径,或减小承台尺寸,将会减少工作量,减少钢筋、混凝土的用量,缩短施工周期,节约大量生产成本。例如郑州某高层建筑通过桩端、桩侧后压浆试验,单桩承载力提高了110%~140%,设计时按提高80%进行设计,使桩数减少50%左右,成桩后经静载荷试验,全部合格,取得了很好的技术经济效益[2];⑤若设计时按正常地基承载力进行设计,不考虑后压浆对承载力的影响,而将其作为安全储备,则可提高建筑物的安全系数。

3 桩端后压浆机理

在地基处理中,压浆机理主要有以下几类:渗透固结作用、充填挤密作用、劈裂加筋作用。

渗透固结作用一般应用在渗透性强、可灌性好的砂土和碎石土中,浆液在较小的压力下渗入桩底或桩侧土体中一定距离,形成一个结构完整、强度高的结石体,增大了桩端的承载面积和桩侧的摩阻力,从而可提高桩的承载力。一般要中砂以上,渗透系数>10-1cm/s。此类压浆主要用于无充填物的溶洞、采空区及洞室处理等方面。

充填挤密作用是指通过钻孔在土体中灌入极浓的浆液,在灌浆点使土体挤密,在注浆管端部附近形成“浆泡”[1]。当浆泡的直径比较小时,灌浆压力基本上沿钻孔的径向扩展

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