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1、鉆孔灌注樁樁端后注漿技術(shù)及工程應(yīng)用培訓(xùn),一、緒論1.1鉆孔灌注樁施工存在的問(wèn)題1、樁側(cè)泥皮及應(yīng)力松弛問(wèn)題影響樁側(cè)阻力的發(fā)揮。2、樁底沉渣和持力層擾動(dòng)問(wèn)題影響樁端阻力的發(fā)揮。3、樁身砼質(zhì)量問(wèn)題施工過(guò)程中施工和監(jiān)理規(guī)范管理，認(rèn)真負(fù)責(zé)可以降低到最低限度并能滿足規(guī)范要求。但是砼在澆筑成樁時(shí)由于砼的收縮會(huì)產(chǎn)生與樁側(cè)土間的收縮縫問(wèn)題。4、同一場(chǎng)地鉆孔灌注樁豎向承載力離散性問(wèn)題會(huì)產(chǎn)生群樁基礎(chǔ)的沉降問(wèn)題。以上問(wèn)題的存在使鉆孔灌注樁的后注漿技術(shù)得到應(yīng)用和發(fā)展。,1.2灌注樁樁端（側(cè)）后注漿的定義和作用1.2.1灌注樁樁端（側(cè)）后注漿的定義灌注樁后注漿是指鉆孔灌注樁在成樁后，由預(yù)埋的注漿通道用高壓注漿泵將一定壓力2、的水泥漿壓入樁端土層和樁側(cè)土層，通過(guò)漿液對(duì)樁端沉渣和樁端持力層及樁周泥皮起到滲透、填充、壓密、劈裂、固結(jié)等作用來(lái)增強(qiáng)樁側(cè)土和樁端土的強(qiáng)度，從而達(dá)到提高樁基極限承載力，減少群樁沉降量的一項(xiàng)技術(shù)措施。1.2.2灌注樁樁端（側(cè)）后注漿的作用（1）灌注樁后注漿對(duì)樁端持力層進(jìn)行加固，提高單位面積抗壓端承力值qp值。（2）灌注樁后壓漿固化了樁端沉渣，提高了端阻的發(fā)揮系數(shù)p。（3）灌注樁后注漿固化了樁側(cè)泥皮，提高了單位側(cè)阻力qs。,（4）灌注樁后注漿對(duì)樁側(cè)土進(jìn)行了滲透、壓密、加固、提高了側(cè)阻的發(fā)揮系數(shù)s。（5）群樁樁端注漿后漿液擴(kuò)散連通固化，相當(dāng)于人為在樁端造了一塊堅(jiān)硬的持力層，從而減少了群樁的沉降量及不均3、勻沉降，保證了主裙樓一體地下室相連建筑的沉降均勻性。（6）樁端后注漿提供了對(duì)總沉降量及差異沉降要求很小及很嚴(yán)格（如高速鐵路要求總沉降量控制在10mm左右）的建筑物基礎(chǔ)的樁基施工新技術(shù)，因?yàn)榈[石層或基巖在樁端后注漿后其沉降量主要為樁身沉降量。（7）樁端樁側(cè)后注漿由于對(duì)端部和樁側(cè)都進(jìn)行了固化，從而提高了樁基礎(chǔ)抗各種動(dòng)荷載（高速列車荷載、汽車震動(dòng)荷載、機(jī)器循環(huán)荷載）作用的能力。（8）樁側(cè)后注漿對(duì)樁側(cè)泥皮及樁側(cè)土進(jìn)行了滲透、壓密、加固，從而提高樁基的豎向抗拔力，有利于地下室等基礎(chǔ)豎向抗拔承載力的發(fā)揮。（9）樁側(cè)樁端后注漿由于對(duì)樁端和樁側(cè)都進(jìn)行了固化，從而提高了單樁和群樁抗水平荷載的能力。（10）樁端樁4、側(cè)后注漿還可以對(duì)工程樁的事故處理和原有樁的加固處理起到很好的作用。,1.3灌注樁后注漿技術(shù)的分類灌注樁后注漿技術(shù)可以按注漿部位、注漿壓力擴(kuò)散方式和注漿目標(biāo)土層等進(jìn)行分類：灌注樁后注漿,灌注樁后注漿,按注漿部位分類,樁端后注漿,樁側(cè)后注漿,樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿,按注漿壓力擴(kuò)散方式分類,滲透注漿,壓密注漿,劈裂注漿,按注漿目標(biāo)土層分類,粘土中注漿,砂土中注漿,卵礫石中注漿,基巖中注漿,1.4樁端（側(cè)）后注漿的工程應(yīng)用1、樁端（側(cè)）后注漿鉆孔灌注樁在高層建筑中的應(yīng)用2、樁端樁側(cè)后注漿應(yīng)用于橋梁工程。3、樁端（側(cè)）后注漿鉆孔灌注樁在高速鐵路工程中的應(yīng)用。4、樁側(cè)樁端后注漿應(yīng)用于大型地下基礎(chǔ)的抗拔樁。5、樁5、端（側(cè)）后注漿應(yīng)用于基礎(chǔ)托換。6、樁端（側(cè)）后注漿應(yīng)用于既有樁基礎(chǔ)的補(bǔ)強(qiáng)。7、樁端（側(cè)）后注漿用于既有建筑物的糾偏。,二、樁端后注漿設(shè)計(jì)及施工2.1樁端后注漿設(shè)計(jì)樁端注漿設(shè)計(jì)的主要依據(jù)上部結(jié)構(gòu)的荷載特點(diǎn)，場(chǎng)地地質(zhì)條件，樁型及樁的使用要求。,上部結(jié)構(gòu)荷載及變形要求,場(chǎng)地工程地質(zhì)條件,場(chǎng)地環(huán)境條件和施工條件,周邊已建建筑物的樁基礎(chǔ)類型,確定灌注樁類型,確定單樁承載力、樁長(zhǎng)、樁徑和持力層,確定樁端或樁側(cè)注漿方案,設(shè)計(jì)試 樁,2.2.1注漿設(shè)計(jì)工程調(diào)查在進(jìn)行注漿設(shè)計(jì)之前，要進(jìn)行工程地質(zhì)和巖土工程性質(zhì)調(diào)查。工程調(diào)查主要解決以下三個(gè)問(wèn)題：第一、底層是否具有可注性；第二、地層注漿時(shí)，需要何種漿液材料，采用多6、大壓力，注多少漿液，一般通過(guò)試注確定。第三、預(yù)計(jì)進(jìn)行注漿后地基土強(qiáng)度增加的效果。1、巖土工程勘察報(bào)告的閱讀通過(guò)巖土工程勘察報(bào)告的閱讀及周邊環(huán)境的調(diào)查，主要了解以下一些內(nèi)容：(1)擬建場(chǎng)地地層的分層、持力層起伏變化情況及各層的土工參數(shù)。（2）注漿區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、漿液可能流失的通道和空穴。（3）各層地下水的特性，包括上層潛水層、下層承壓水層情況及地下水的物理化學(xué)性質(zhì)。（4）調(diào)查樁端、樁側(cè)地層的滲透性及注漿的可行性。（5）調(diào)查注漿漿液對(duì)環(huán)境的影響。,2、周邊已有注漿工程的類比 樁端后注漿經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)，不同地區(qū)、不同土質(zhì)、不同的注漿壓力、不同注漿量等許多因素都會(huì)影響注漿的效果。因此在相同的地域，周邊已有建7、筑注漿工程的經(jīng)驗(yàn)就顯得較為重要。在進(jìn)行樁端后注漿設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮周邊注漿工程得出的結(jié)論，參考其地層及注漿參數(shù)的選用，從而使設(shè)計(jì)方案得到優(yōu)化。3、設(shè)計(jì)試樁 在巖土工程勘察報(bào)告的閱讀、周邊環(huán)境的調(diào)查及對(duì)周邊已有資料的收集分析后，就要針對(duì)工程上部結(jié)構(gòu)荷載特點(diǎn)及承載力變形的要求，進(jìn)行試樁的設(shè)計(jì)，并最終通過(guò)對(duì)試樁的靜載試驗(yàn)確定注漿樁的施工工藝參數(shù)及最終承載力。,2.2.2注漿方案的設(shè)計(jì) 注漿方案的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告的閱讀及周邊環(huán)境的調(diào)查情況，結(jié)合周邊已有建筑注漿工程的類比，針對(duì)工程上部荷載特點(diǎn)及承載力變形的要求，最終確定經(jīng)濟(jì)合理、施工方便、節(jié)約工期的一套設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。,注漿樁承載力設(shè)計(jì),注8、漿管埋設(shè)設(shè)計(jì),注漿量設(shè)計(jì),注漿壓力設(shè)計(jì),漿液濃度設(shè)計(jì),注漿順序設(shè)計(jì),終止注漿條件設(shè)計(jì),2.2.3樁端注漿樁的豎向抗壓承載力設(shè)計(jì)樁端后注漿灌注樁的單樁極限承載力，應(yīng)通過(guò)靜載試驗(yàn)確定。經(jīng)過(guò)樁端后注漿，不但端阻力有了較大的提高，樁側(cè)摩阻力也有了較大的提高。單樁豎向抗壓極限承載力在砂礫層中一般可提高40%，中砂層中可提高30%，粉砂層中可提高25%，粘土層和淤泥質(zhì)土層中可提高10%15%，基巖中提高15%來(lái)設(shè)計(jì)，主要與樁底土層性狀、樁底注漿的注漿量及注漿工藝有關(guān)。2.2.4注漿泵的要求注漿泵要求選擇排漿量大（大于5m3/h），最大壓力高（能達(dá)到10MPa以上），注漿性能穩(wěn)定，使用方便。2.2.5注漿頭9、設(shè)計(jì)注漿頭設(shè)計(jì)有很多方法，最早使用的是自行車內(nèi)胎包扎法、氣囊法等，目前廣泛使用的是打孔包扎法、單向閥法、U型管法。打孔包扎法由于簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)且適用于不同的樁徑、不同樁長(zhǎng)的樁，所以使用最廣；U型管法主要適用于公路橋梁的超大直徑樁。,2.2.6注漿量與注漿壓力的設(shè)計(jì)1、注漿量的設(shè)計(jì) 樁底注漿設(shè)計(jì)中注漿量是主控因素，注漿壓力是輔控因素。在樁底注漿設(shè)計(jì)時(shí)主要依據(jù)樁端持力層的厚度、擴(kuò)散性、滲透性、樁承載力的提高要求、樁徑大小、樁端沉渣的控制程度。注漿水泥量的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表（單位：水泥量kg）,建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ942008）中對(duì)注漿量提出了如下的計(jì)算公式：?jiǎn)螛蹲{量的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)樁徑、樁長(zhǎng)、樁端樁側(cè)土層10、性質(zhì)，單樁承載力增幅及是否復(fù)式注漿等因素確定，可按照下式估算：Gcpd+sndp、s分別為樁端。樁側(cè)注漿量經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，p1.51.8，s0.50.7；對(duì)于卵、礫石、中粗砂取較高值。n樁側(cè)注漿斷面數(shù)；d基樁設(shè)計(jì)直徑；Gc注漿量，以水泥質(zhì)量記；對(duì)獨(dú)立單樁、樁距大于6d的群樁和群樁初始注漿的數(shù)根基樁的注漿量應(yīng)按上述估算值乘以1.2的系數(shù)。,2.2.7漿液濃度與注漿順序設(shè)計(jì)1、漿液濃度設(shè)計(jì)不同濃度的漿體其行為特性有所不同：稀漿（水灰比約為0.7：1）便于輸送，滲透能力強(qiáng)，用于加固預(yù)定范圍的周邊地帶；中等濃度的漿液（水灰比約為0.5：1），主要加固預(yù)定范圍核心部分，在這里中等濃度漿體充填，壓實(shí)和擠密作用；11、而濃漿（水灰比約為0.4：1）的灌注則對(duì)已經(jīng)注入的漿體起脫水作用。水泥漿液應(yīng)過(guò)篩，以除去水泥結(jié)塊。在樁底可灌性的不同階段，調(diào)配不同濃度的注漿漿液，并采用相應(yīng)的注漿壓力，才能做到將有限漿量送達(dá)并駐留在樁底有效空間范圍內(nèi)。漿液濃度的一般控制原則為：依據(jù)壓水試驗(yàn)情況選擇初注濃度，通常先用希漿，隨后漸濃，最后注濃漿。建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ942008）中對(duì)水泥漿液的水灰比做了如下規(guī)定：漿液的水灰比應(yīng)根據(jù)土的飽和度、滲透性確定。對(duì)于飽和土，水灰比宜為0.450.65；對(duì)于非飽和土，水灰比宜為0.70.9（松散碎石土、砂礫宜為0.50.6）；低水灰比漿液宜摻入減水劑。,2、注漿順序設(shè)計(jì) 從群樁樁位平面上12、講，從中心某根單樁開始由內(nèi)向外注，優(yōu)點(diǎn)是各樁注漿量能滿足設(shè)計(jì)要求，但擴(kuò)散半徑大，注漿壓力低，整個(gè)群樁范圍周邊漿液擴(kuò)散范圍很大，不利于群樁周邊邊界的圍合；從群樁四周先注，群樁周邊邊界可以閉合，但注到中心樁注漿壓力很大，注漿量有可能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。所以，具體工程注漿順序要針上部結(jié)構(gòu)的整體性、地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求及施工工藝整體確定。總之，確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求的注漿量是關(guān)鍵。3、注漿節(jié)奏 為了使有限的漿液盡可能充填并滯留在樁底有效空間范圍內(nèi)，在注漿過(guò)程中還應(yīng)該掌握注漿節(jié)奏，實(shí)行間歇注漿。間歇時(shí)間的長(zhǎng)短需依據(jù)壓水試驗(yàn)的結(jié)果確定，并在注漿過(guò)程中依據(jù)注漿壓力的變化，判斷樁底可灌性現(xiàn)狀并加以調(diào)節(jié)。間歇注漿的節(jié)奏需掌13、握的恰當(dāng)好處，既要使注漿效果明顯，又要防止因間歇停注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)堵塞通道而使注漿半途而廢。對(duì)于短樁，樁底注漿時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)漿液沿樁周上冒現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)在注入產(chǎn)生一定冒漿后，暫時(shí)停留一定時(shí)間，待樁周漿液凝固后，再施行注漿，這樣可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的注漿量。,2.2.8終止注漿條件1、終止注漿條件設(shè)計(jì)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ942008）中規(guī)定，當(dāng)滿足下列條件之一時(shí)，可終止注漿：（1）終止注漿條件主要以單樁注入水泥量達(dá)到設(shè)計(jì)要求為主控因素。（2）如果一根樁中單管注漿量能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則第二根管可以不注。（3）如果第一根管達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，則打開第二根管注漿，但當(dāng)?shù)诙茏{量仍達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，那么實(shí)行間歇注漿14、以達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量為止；如果實(shí)行多次間歇注漿仍不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的設(shè)計(jì)注漿量，那么當(dāng)注漿壓力連續(xù)達(dá)到8MPa且穩(wěn)定3min以上，該樁終止注漿。同時(shí)對(duì)相鄰樁加大注漿量。（4）如果樁頂冒漿，那么先停注漿一段時(shí)間，以便讓樁側(cè)水泥漿凝固后再注漿。同時(shí)采用多次間歇注漿以達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量。,2、注漿后的樁保養(yǎng)齡期 所謂注漿后的保養(yǎng)齡期，即樁底注漿后可以做抗壓靜載試驗(yàn)的齡期，通常要求注漿后保養(yǎng)至少25d以上，以便樁底漿液凝固，取得真實(shí)的注漿樁基承載力。,三、工程實(shí)例1、工程概況 安徽外經(jīng)建設(shè)（集團(tuán)）有限公司擬在蕪湖市利民路與弋江中路交口西北側(cè)興建億萬(wàn)多商業(yè)街工程。本次工程由1幢26層高層建筑（高約92m）、1幢215、0層高層建筑(高約80m)及4層商業(yè)輔樓（高約20m）和1幢4層商業(yè)樓（高約20m）組成，框架結(jié)構(gòu)。并且整個(gè)場(chǎng)地設(shè)有二層地下車庫(kù)。,2、工程地質(zhì)情況 擬建場(chǎng)地第四紀(jì)地貌型態(tài)屬長(zhǎng)江沖積平原一級(jí)階地地貌單元。擬建場(chǎng)地地基土構(gòu)成層序自上而下為：層雜填土(Qml)1層粉質(zhì)粘土(Q4al+pl)2層粘土（粉質(zhì)粘土）(Q4al+pl)層粘土(Q4al+pl層粘土與粉質(zhì)粘土互層(Q4al+pl)層粉質(zhì)粘土混卵礫石(Q4al+pl)層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖（K）。層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖（K）,3、樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案本工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁，有效樁長(zhǎng)約26m，樁徑800mm樁身砼強(qiáng)度C35，持力層為層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，入巖深度16、為3m，根據(jù)場(chǎng)地土層條件和工程承載力要求對(duì)樁基實(shí)施樁底注漿，設(shè)計(jì)要求單樁豎向承載力特征值為4800KN。,4、樁端注漿設(shè)計(jì)方案 本工程工程樁采用樁端后注漿。在制作鋼筋籠的同時(shí)制作壓漿管,壓漿管直徑不小于25mm，且壁厚不小于3mm。壓漿管應(yīng)采用絲扣連接并纏緊膠帶，不宜采用焊接。壓漿管上部露出自然地面300mm，下部伸出鋼筋籠底部以下200mm，壓漿管最上面一個(gè)接頭距自然地面不應(yīng)小于5m。壓漿水泥應(yīng)選用標(biāo)號(hào)32.5及以上的普通硅酸鹽水泥。注漿流量不大于75L/min；水泥漿水灰比為0.5,樁端注漿終止注漿壓力為2.5MPa，壓漿量(水泥重量)的800樁不小于2噸且不低于破壞性試樁的各項(xiàng)參數(shù)。注漿17、宜于成樁2天后開始。后注漿作業(yè)開始前應(yīng)進(jìn)行注漿試驗(yàn)，優(yōu)化并最終確定注漿參數(shù)。當(dāng)滿足下列條件之一時(shí)可停止注漿：1).注漿總量和注漿壓力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)可終止注漿。2）注漿總量達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%，且注漿壓力超過(guò)設(shè)計(jì)值。經(jīng)試驗(yàn)實(shí)際注漿水灰比為0.6、注漿壓力為5MPa，注漿量為1.61.8t。,5、試驗(yàn)結(jié)果1檢測(cè)要求（1）施工完畢后，根據(jù)施工情況，抽取5根工程樁進(jìn)行單樁抗壓承載力的驗(yàn)收檢驗(yàn)，抽取3根工程樁進(jìn)行單樁抗拔承載力的驗(yàn)收檢驗(yàn)。檢測(cè)樁在進(jìn)行靜載試驗(yàn)之前，應(yīng)采用低應(yīng)變法檢測(cè)其樁身質(zhì)量，當(dāng)樁身質(zhì)量完好時(shí)，再作靜載荷試驗(yàn)。（2）低應(yīng)變動(dòng)測(cè)樁數(shù)為100%。（3）所有的檢測(cè)（包括靜載荷試驗(yàn)、低應(yīng)變）均應(yīng)18、在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方能進(jìn)行。（4）隨機(jī)抽取10%的工程樁，采用鉆芯及聲波透射法(聲波透射法51根，鉆芯法3根)，來(lái)檢測(cè)工程樁的樁底沉渣情況、持力層狀況、樁身混凝土強(qiáng)度及樁身完整性。需做鉆芯檢測(cè)的樁，由設(shè)計(jì)單位根據(jù)施工記錄隨機(jī)抽取,鉆芯抽檢數(shù)量3根。,（5）對(duì)低應(yīng)變檢測(cè)后的樁如仍認(rèn)為實(shí)際地質(zhì)資料與設(shè)計(jì)資料不符或?qū)δ承兜馁|(zhì)量和承載力有疑問(wèn)時(shí),可由設(shè)計(jì)單位會(huì)同甲方、監(jiān)理公司及質(zhì)檢部門任意指定若干根樁采用鉆芯法、靜荷載試驗(yàn)或其他有效方進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果（1）靜載試驗(yàn)滿足承載力要求，單樁整體沉降量約2cm。（2）541根樁經(jīng)小應(yīng)變檢測(cè)，一類樁530根，二類樁11根，無(wú)三類樁。（3）經(jīng)抽芯檢測(cè)強(qiáng)度滿足要求，后注漿部位交接良好。,圖1：定位放線、埋設(shè)護(hù)筒及旋挖鉆機(jī)成孔,圖2：鋼筋籠注及樁內(nèi)注漿管漿管的制作,圖3：成孔深度、護(hù)筒標(biāo)高及沉渣厚度的量測(cè),圖4：鋼筋籠的吊裝、孔口焊接及砼澆筑,圖5：注漿頭的制作,圖6：漿液制作及注漿設(shè)備,圖7：注漿軟管與樁內(nèi)注漿管的連接,圖8：開始鉆孔樁樁底注漿,圖9：注漿壓力顯示為5MPa,圖10：注漿后效果、局部漿液溢出,圖11：樁頭破除后情況,圖12：基礎(chǔ)開始施工,圖13：靜載試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng),圖14：小應(yīng)變檢測(cè),