1、加固机理分析
1.1改善持力层条件、提高桩的承载力
在工程施工的过程中,灌注桩施工因为会造成土体扰动、桩底沉渣、周围泥皮扰动等问题,从而给桩基承载力造成一定的影响。因此在工程施工建设的过程中,为了有效的提高桩基承载力和桥梁的整体性,使得桩底注浆在高压的作用下与沉渣、周围土壤劈裂、固结作用下产生反应,从而形成一个持力层好、物理性能佳的整体。
1.2提高桩侧摩阻力
钻孔灌注桩与桩周土体间空隙降低了桩侧摩阻力;桩周泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合,降低了摩擦系数,同样降低了桩侧摩阻力。桩底注浆在高压作用下,浆液沿桩土界面上返,通过渗扩、填充、胶结综合作用对桩周泥土置换和空隙充填,在桩周形成脉状结合体,使桩侧摩阻力大幅度提高;同时浆液横向渗透到桩侧土层中也起到了加大桩径的作用,从而改善持力层受力状态和荷载传递性能。
2、注浆参数的设定
注浆参数主要包括注浆水灰比、注浆量以及终止注浆压力。在桩基施工前,应根据以往工程的实践经验,先设定参数,然后根据设定的参数,进行试桩的施工,试桩完成后达到设计的强度,进行桩的静载试验,终确定试验参数。
(1)水灰比应根据土的饱和度、渗透性确定。对于饱和土,水灰比宜为0.45—0.65;对于非饱和土,水灰比宜为0.7—0.9(松散碎石土、砂砾宜为0.5~0.6);低水灰比水泥浆宜参入减水剂。注浆少,压力大,可调大水灰比。
(2)注浆总量与持力层的孔隙率以及桩间距有关,在砂泥软石土层软石含量为50%~70%,桩间距为4—5m的条件下,注浆量一般为115~210t。
3、后注浆施工工艺
(1)注浆管的布置:每根需要实施桩底注浆的钻孔灌注桩设置3根注浆管(超声波检测管可兼使用),长度需满足桩底注浆的要求,下端伸出桩底35cm,上端高出桩顶(或工作面)50cm,对称布设于钢筋笼上,管与管之间采用丝牙连接。注浆管与钢筋笼采用铅丝绑扎或用“U”形钢筋焊接固定,应均匀、牢固。
(2)注水试验:成桩3天后先用注浆机从1#注浆管内压入清水,冲洗孔底泥浆,直至2#、3#注浆管冒出清水为止。注水试验不仅可以疏通注浆通道,而且可以根据注水试验结果对注浆的有关参数做出相应调整。
(3)注浆桩位及注浆时机的选择:为防止注浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出,注浆的桩应在混凝土灌注完成14天(混凝土强度达到80%)后,并且该桩周围至少8米范围内没有钻机进行钻孔作业,此外,该范围内的桩基混凝土灌注完成均应在3天以上。
(4)注浆施工顺序:注浆时采用整个承台群桩一次性注浆,注浆先施工周圈桩再施工中间桩,注浆时采用2根桩循环注浆,即先注第1根桩的A管,注浆量约占总量的70%,注完后再压另1根桩的A管,然后依次为第1根桩的B管和第2根桩的B管,这样就能保证同一根桩各注浆管注浆时间间隔30—60分钟以上,给水泥浆一个在土体中扩散的时间。
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