4.1.3、单桩承载力计算模式的不定性
计算模式的不定性,主要是指承载力计算所采用的基本参数和计算公式不符合实际所引起的承载力设计值的偏差。单桩承载力的计算参数主要来自室内土工试验和现场试验(如旁压仪、静力触探、标贯等),因此计算结果与实际情况存在偏差。
5、关于桩端压力注浆的小结 5.1、桩端持力层的选择
在相同注浆压力下,桩端土的渗透系数越大,压浆影响半经越大,浆液对土的加固效果越好,因此,桩端持力层的选择应选择在卵砾石、砂卵石及中砂以上的粗粒土中,这是因为,桩端为粗粒土时,浆液渗透率高,通过渗透、部分挤密、填充及固结等作用,使桩端土层条件得到改善,并在桩端形成扩大头,增加了桩端面积,使桩的承载力得到较大程度的提高。
5.2、桩长对桩端注浆桩承载力的影响
在相同注浆条件下,桩端注浆之后,短桩比长桩承载力提高幅度高,这是因为,在一般情况下,当桩长较短时,其侧阻力在桩的总承载力中所占的比例比较小,并且,桩端注浆对桩端阻力提高的幅度比对桩侧阻力提高的幅度大,因此,当桩端持力层较浅,应优先选用桩端单一注浆,这样其综合效果比较好。
5.3、注浆量的控制问题
在相同注浆条件下,注浆量越多,桩基承载力提高的幅度就越大,桩底端注浆量的大小是由桩端、桩侧土的性状与承载力增幅要求等多种因素决定的,其中承载力增幅要求、桩底土层的可灌性与桩长是主要因素。在实际工程中,对桩底注浆工艺和参数的确定,要针对不同的地质条件有针对性地进行,在保证桩底不破坏和桩不上抬的前提下,实行桩底注浆量和注浆压力双控,应首先保证桩底合理的注浆量。
5.4、经济技术分析
由于桩底后压浆所用材料是无砂纯水泥浆,单方造价高于普通钻孔灌注桩,但同等条件下其单桩承载力远高于后者,所以其单位承载力费用仍低于普通钻孔灌注桩:另一方面,由于单桩承载力较高,可大幅度减少承台混凝土量
和配筋,因此用于高层建筑时,其综合经济效益显着。
参考文献:
1、《城建工程灌浆技术论文选编》(郭志业,谢仲屏) 2、《锚固与注浆技术手册》(梁炯云)
3、《后压浆提高大直径长桩承载力的应用研究》(刘德林,刘敏德和刘祖德) 4、《钻孔灌注桩底压浆设计施工分析》(龚维明和邹小平) 5、《灌注桩后压浆技术规程》(Q/JY14-1999)
钻孔灌注桩后压浆方法
简介:灌注桩后压浆技术(国际通用名的英语为Externalgrouting.我国习惯用Post-grouting)是土体加固技术与桩工技术的有机结合。分为桩身后注浆(shaftgrouting)与桩端后压浆(basegrouting)。要点是在桩身砼达到予定强度后,用注浆泵将水泥浆或水泥与其它材料的混合浆液,通过予置于桩身中的管路压入桩周或桩端土层中,桩周(身)压浆会使桩土间界面的几何和力学条件得以改善,桩端压浆将使桩底沉渣、施工桩孔时桩端受到扰动的持力层得到有效的加固或压密,进而提高桩的承载能力。
关键字:灌注桩后压浆技术 0.概述
灌注桩后压浆技术(国际通用名的英语为Externalgrouting.我国习惯用Post-grouting)是土体加固技术与桩工技术的有机结合。分为桩身后注浆(shaftgrouting)与桩端后压浆(basegrouting)。要点是在桩身砼达到予定强度后,用注浆泵将水泥浆或水泥与其它材料的混合浆液,通过予置于桩身中的管路压入桩周或桩端土层中,桩周(身)压浆会使桩土间界面的几何和力学条件得以改善,桩端压浆将使桩底沉渣、施工桩孔时桩端受到扰动的持力层得到有效的加固或压密,进而提高桩的承载能力。
1.分类
1.1桩端后注浆施工工艺分类
目前可归纳为两大类。一类是在桩底予置柔性注浆腔(囊),通过桩内予置的导管向腔中压入水泥浆形成扩大头,并挤压加密周围土体。简称桩底封闭式后注浆法(见图A.10a)。另一类是在桩底由予置管式单向阀与内导管组成后压浆装置。简称开式后压浆工法(见图A10b)。
a)封闭式柔性胶腔结构示 b)开式注浆管示意
图A.10桩端后压浆示意
1.2桩侧压力注浆工艺分类
按桩侧注浆管设置分为沿钢筋笼纵向设置(见图A.11)和沿钢筋笼环向设置两类。
图A.11桩侧后压浆示意
2.后压浆技术发展进程史
D.ABruce指出,桩端压力注浆桩自1961年在修建Maracaibo大桥桩基中首次应用以来,得到了广泛的应用。
(参阅①)之后,法国(专利编号2331646)、英国与德国等都开展了桩基后压浆的研究与应用,大多用有柔性腔封闭式工法。我国孔德华1992年提出并获得实用新型专利(ZL922026246)封闭式后注浆工法,西南交通大学岩土所研究开发的腔式桩端压力注浆装置,于1994年鉴定完成,从理论与实践上系统地进行了研究并得到较为广泛的应用。
无注浆容器的开放式桩端后压浆工法,我国是从上世纪八十年代后期(1987)由北京市建筑工程研究所首次开发的,是在长螺旋成孔基础上,在桩底设置固定式隔离钢板,用钢管与PVC管的组合管为注浆管。承载力提高1~2倍,后在北京、沈阳、锦州地区得到推广。国外W.G.KFleming(1993)指导了用U形注浆管形式的开式后注浆工法。形式示意图见图A.10.b。
对于无容器开式桩底注浆工法,压入桩底的浆液可直接进入土体,固化沉渣。而且通过渗透注浆(粗粒土)、或劈裂注浆(细粒土)作为对桩底一定范围的土体相应的加固,但其缺陷是浆液注域可控性低,护壁泥壁厚时,易出现桩壁有夹泥带现象。
关于侧壁注浆与上述桩端后压浆工法开发时间一致,由于它在山西应用中,对承载力增幅远底于桩端后压浆工法,即使设置3道环形注浆管的情况下,其效果也不及仅设桩端后注浆工法,因此,本文不在多叙,仅将欧洲灌注桩施工规程(Executionofspecialgeotechnicalwonk-BoredpilesprEN15861997年1月)附图A.11示出供参考。
从注浆技术的要求考虑,如果土体注浆工法需满足定向、定域与定量“三定”要求,即注浆机理要明确,是渗入充填注浆、压密胶结注浆还是劈裂注浆,浆液流动方向及注浆域可控,注入量在予计量±20%为好。按照上述要求,有容器闭式注浆工法应是桩端注浆首选工法,欧洲诸国多选此类工法。
3.施工要点 3.1注浆压力
对有容器封闭式后注浆工法,它是按照渗入充填~压密混合注浆理论进行的。即注入浆液是在有压作用的流动,它首先克服管路等的阻力而渗入腔内充填碎石等物质的孔隙中。浆液注入压力宜控制在受灌碎石体结构的不致破坏,只能使胶腔被充满,同时桩端沉渣体中的水份被挤走为宜。此时,胶腔体的强度是能够满足不致胀破。在河南巩县某煤炭铁路专用线里沟桥桩基后压浆试桩实例说明,桥试桩桩长10.15~10.25m,设计桩径0.5m,地基土为轻微湿陷性黄土,孔隙比e=0.823,液性指数IL=0.37,湿陷系数δs=0.02,厚度达到15m,采用有胶腔的封闭式桩端后压
浆工法,完成试桩3根,有关试桩的资料列于表1或图1(a)与(b)。
表1试桩数据表 桩桩径(m) 号 A B C 0.5(0.55)* 0.5(0.59) 0.5(0.54) 10.25 10.22 10.15 C25 C25 C25 2800 2800 1800 70.53 74.12 46.71 桩端后压浆 桩端后压浆 未压浆 桩长(m) 桩身砼 极限荷载 桩顶位移(mm) 试桩条件 *()内数值为实际成孔值。 图1(a)试验场地布置图 (b)各试桩的P—S曲线 现示出根据测微计、钢筋计等测试原件实测得出的桩顶位移S与桩侧平均摩阻力Pf,桩端阻力Pe的关系曲线(见图2、图3),从图示形态可看出,各桩的Pf,Pe与桩顶位移S的关系没有本质的区别,桩顶位移只需几毫米时,就可使桩侧阻力得到充分发挥,并很快达到极限状态。只是经过桩端后压浆的A、B两桩的Pf值较常规桩C为大。对于端阻力Pe,A、B两桩最终趋于极限值,而C桩未达到极限。即是A、B端阻率较C桩大,其值分别为16.6%、17.0%与12.9%。