《李教授后注浆ppt讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《李教授后注浆ppt讲解（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、混凝土钻孔灌注桩后注浆技术 主讲人：李教授,2016.9.10,一、绪论 1.1钻孔灌注桩施工存在的问题 1、桩侧泥皮及应力松弛问题影响桩侧阻力的发挥。 2、桩底沉渣和持力层扰动问题影响桩端阻力的发挥。 3、桩身砼质量问题施工过程中施工和监理规范管理，认真负责可以降低到最低限度并能满足规范要求。但是砼在浇筑成桩时由于砼的收缩会产生与桩侧土间的收缩缝问题。 4、同一场地钻孔灌注桩竖向承载力离散性问题会产生群桩基础的沉降问题。 以上问题的存在使钻孔灌注桩的后注浆技术得到应用和发展。,1.2灌注桩桩端（侧）后注浆的定义和作用 1.2.1灌注桩桩端（侧）后注浆的定义 灌注桩后注浆是指钻孔灌注桩在成桩后
2、，由预埋的注浆通道用高压注浆泵将一定压力的水泥浆压入桩端土层和桩侧土层，通过浆液对桩端沉渣和桩端持力层及桩周泥皮起到渗透、填充、压密、劈裂、固结等作用来增强桩侧土和桩端土的强度，从而达到提高桩基极限承载力，减少群桩沉降量的一项技术措施。 1.2.2灌注桩桩端（侧）后注浆的作用 （1）灌注桩后注浆对桩端持力层进行加固，提高单位面积抗压端承力值qp值。 （2）灌注桩后压浆固化了桩端沉渣，提高了端阻的发挥系数p。 （3）灌注桩后注浆固化了桩侧泥皮，提高了单位侧阻力qs。,（4）灌注桩后注浆对桩侧土进行了渗透、压密、加固、提高了侧阻的发挥系数s。 （5）群桩桩端注浆后浆液扩散连通固化，相当于人为在桩端
3、造了一块坚硬的持力层，从而减少了群桩的沉降量及不均匀沉降，保证了主裙楼一体地下室相连建筑的沉降均匀性。 （6）桩端后注浆提供了对总沉降量及差异沉降要求很小及很严格（如高速铁路要求总沉降量控制在10mm左右）的建筑物基础的桩基施工新技术，因为砾石层或基岩在桩端后注浆后其沉降量主要为桩身沉降量。 （7）桩端桩侧后注浆由于对端部和桩侧都进行了固化，从而提高了桩基础抗各种动荷载（高速列车荷载、汽车震动荷载、机器循环荷载）作用的能力。 （8）桩侧后注浆对桩侧泥皮及桩侧土进行了渗透、压密、加固，从而提高桩基的竖向抗拔力，有利于地下室等基础竖向抗拔承载力的发挥。 （9）桩侧桩端后注浆由于对桩端和桩侧都进行了
4、固化，从而提高了单桩和群桩抗水平荷载的能力。 （10）桩端桩侧后注浆还可以对工程桩的事故处理和原有桩的加固处理起到很好的作用。,1.3灌注桩后注浆技术的分类 灌注桩后注浆技术可以按注浆部位、注浆压力扩散方式和注浆目标土层等进行分类：灌注桩后注浆,灌注桩后注浆,按注浆部位分类,桩端后注浆,桩侧后注浆,桩端桩侧联合注浆,按注浆压力扩散方式分类,渗透注浆,压密注浆,劈裂注浆,按注浆目标土层分类,粘土中注浆,砂土中注浆,卵砾石中注浆,基岩中注浆,1.4桩端（侧）后注浆的工程应用 1、桩端（侧）后注浆钻孔灌注桩在高层建筑中的应用 2、桩端桩侧后注浆应用于桥梁工程。 3、桩端（侧）后注浆钻孔灌注桩在高速铁
5、路工程中的应用。 4、桩侧桩端后注浆应用于大型地下基础的抗拔桩。 5、桩端（侧）后注浆应用于基础托换。 6、桩端（侧）后注浆应用于既有桩基础的补强。 7、桩端（侧）后注浆用于既有建筑物的纠偏。,2.2.1注浆设计工程调查 在进行注浆设计之前，要进行工程地质和岩土工程性质调查。工程调查主要解决以下三个问题：第一、底层是否具有可注性；第二、地层注浆时，需要何种浆液材料，采用多大压力，注多少浆液，一般通过试注确定。第三、预计进行注浆后地基土强度增加的效果。 1、岩土工程勘察报告的阅读 通过岩土工程勘察报告的阅读及周边环境的调查，主要了解以下一些内容： (1)拟建场地地层的分层、持力层起伏变化情况及各
6、层的土工参数。 （2）注浆区的地质构造、浆液可能流失的通道和空穴。 （3）各层地下水的特性，包括上层潜水层、下层承压水层情况及地下水的物理化学性质。 （4）调查桩端、桩侧地层的渗透性及注浆的可行性。 （5）调查注浆浆液对环境的影响。,2.2.3桩端注浆桩的竖向抗压承载力设计 桩端后注浆灌注桩的单桩极限承载力，应通过静载试验确定。经过桩端后注浆，不但端阻力有了较大的提高，桩侧摩阻力也有了较大的提高。单桩竖向抗压极限承载力在砂砾层中一般可提高40%，中砂层中可提高30%，粉砂层中可提高25%，粘土层和淤泥质土层中可提高10%15%，基岩中提高15%来设计，主要与桩底土层性状、桩底注浆的注浆量及注浆
7、工艺有关。 2.2.4注浆泵的要求 注浆泵要求选择排浆量大（大于5m3/h），最大压力高（能达到10MPa以上），注浆性能稳定，使用方便。 2.2.5注浆头设计 注浆头设计有很多方法，最早使用的是自行车内胎包扎法、气囊法等，目前广泛使用的是打孔包扎法、单向阀法、U型管法。打孔包扎法由于简单经济且适用于不同的桩径、不同桩长的桩，所以使用最广；U型管法主要适用于公路桥梁的超大直径桩。,2.2.6注浆量与注浆压力的设计 1、注浆量的设计 桩底注浆设计中注浆量是主控因素，注浆压力是辅控因素。在桩底注浆设计时主要依据桩端持力层的厚度、扩散性、渗透性、桩承载力的提高要求、桩径大小、桩端沉渣的控制程度。 注
8、浆水泥量的设计经验数据表（单位：水泥量kg）,建筑桩基技术规范（JGJ942008）中对注浆量提出了如下的计算公式： 单桩注浆量的设计应根据桩径、桩长、桩端桩侧土层性质，单桩承载力增幅及是否复式注浆等因素确定，可按照下式估算： Gcpd+snd p、s分别为桩端。桩侧注浆量经验系数，p1.51.8，s0.50.7；对于卵、砾石、中粗砂取较高值。 n桩侧注浆断面数； d基桩设计直径； Gc注浆量，以水泥质量记； 对独立单桩、桩距大于6d的群桩和群桩初始注浆的数根基桩的注浆量应按上述估算值乘以1.2的系数。,2.2.7浆液浓度与注浆顺序设计 1、浆液浓度设计 不同浓度的浆体其行为特性有所不同：稀浆
9、（水灰比约为0.7：1）便于输送，渗透能力强，用于加固预定范围的周边地带；中等浓度的浆液（水灰比约为0.5：1），主要加固预定范围核心部分，在这里中等浓度浆体充填，压实和挤密作用；而浓浆（水灰比约为0.4：1）的灌注则对已经注入的浆体起脱水作用。水泥浆液应过筛，以除去水泥结块。 在桩底可灌性的不同阶段，调配不同浓度的注浆浆液，并采用相应的注浆压力，才能做到将有限浆量送达并驻留在桩底有效空间范围内。浆液浓度的一般控制原则为：依据压水试验情况选择初注浓度，通常先用希浆，随后渐浓，最后注浓浆。 建筑桩基技术规范（JGJ942008）中对水泥浆液的水灰比做了如下规定： 浆液的水灰比应根据土的饱和度、渗
10、透性确定。对于饱和土，水灰比宜为0.450.65；对于非饱和土，水灰比宜为0.70.9（松散碎石土、砂砾宜为0.50.6）；低水灰比浆液宜掺入减水剂。,2、注浆顺序设计 从群桩桩位平面上讲，从中心某根单桩开始由内向外注，优点是各桩注浆量能满足设计要求，但扩散半径大，注浆压力低，整个群桩范围周边浆液扩散范围很大，不利于群桩周边边界的围合；从群桩四周先注，群桩周边边界可以闭合，但注到中心桩注浆压力很大，注浆量有可能达不到设计要求。所以，具体工程注浆顺序要针上部结构的整体性、地质条件和设计要求及施工工艺整体确定。总之，确保达到设计要求的注浆量是关键。 3、注浆节奏 为了使有限的浆液尽可能充填并滞留在
11、桩底有效空间范围内，在注浆过程中还应该掌握注浆节奏，实行间歇注浆。间歇时间的长短需依据压水试验的结果确定，并在注浆过程中依据注浆压力的变化，判断桩底可灌性现状并加以调节。间歇注浆的节奏需掌握的恰当好处，既要使注浆效果明显，又要防止因间歇停注时间过长堵塞通道而使注浆半途而废。对于短桩，桩底注浆时往往会出现浆液沿桩周上冒现象，此时应在注入产生一定冒浆后，暂时停留一定时间，待桩周浆液凝固后，再施行注浆，这样可以达到设计要求的注浆量。,2.2.8终止注浆条件 1、终止注浆条件设计 建筑桩基技术规范（JGJ942008）中规定，当满足下列条件之一时，可终止注浆： （1）终止注浆条件主要以单桩注入水泥量达
12、到设计要求为主控因素。 （2）如果一根桩中单管注浆量能达到设计要求，则第二根管可以不注。 （3）如果第一根管达不到设计要求，则打开第二根管注浆，但当第二根管注浆量仍达不到设计要求时，那么实行间歇注浆以达到设计注浆量为止；如果实行多次间歇注浆仍不能达到设计要求的设计注浆量，那么当注浆压力连续达到8MPa且稳定3min以上，该桩终止注浆。同时对相邻桩加大注浆量。 （4）如果桩顶冒浆，那么先停注浆一段时间，以便让桩侧水泥浆凝固后再注浆。同时采用多次间歇注浆以达到设计注浆量。,（4）后注浆作业起始时间、顺序和速率应遵守以下规定： 1）注浆作业宜在成桩2天后开始。注浆作业离成孔作业点的距离不宜小于810
13、 m； 2）对于饱和土中的复式注浆顺序宜先桩侧，后桩底；对于非饱和土宜先桩底，后桩侧；多断面桩侧注浆宜先上后下；桩侧、桩底注浆的间隔时间不宜小于2小时； 3）桩底注浆宜对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆； 4）对于桩群注浆宜先外围，后内部。 2、施工过程检查与控制 采用后注浆技术的钻孔灌注桩的施工应重点控制的环节如下： （1）控制钻孔。主要依据建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002、建筑桩基技术规范JGJ9494的相关要求进行控制，重点控制孔深、孔径和垂直度，了解孔壁情况，同时要求及时了解孔内情况，是否有塌孔、漏水等现象，以便在后注浆施工时采取相应的技术措施。,2、注浆后
14、的桩保养龄期 所谓注浆后的保养龄期，即桩底注浆后可以做抗压静载试验的龄期，通常要求注浆后保养至少25d以上，以便桩底浆液凝固，取得真实的注浆桩基承载力。,一、混凝土灌注桩后注浆的作用,1、承载力的增强机理,图1 后注浆对桩端阻、侧阻的增强机理,固化效应：沉渣和泥皮被固化；伴随扩底和扩径效应 充填胶结效应：粗粒土（卵砾、粗中砂）因渗入注浆被胶结 加筋效应：细粒土（粘性土、粉土、粉细砂）因劈裂注浆成加筋复合土,桩端注浆不仅增强端阻，而且使桩底以上1020m侧阻增强； 桩侧注浆不仅增强侧阻，而且起封堵作用，提高桩底注浆效果；,2、侧阻、端阻的增强特征,3.2 桩端后注浆示意图与注浆流程,3.4 施工
15、参数与施工设备,施工参数 注浆量、注入率、注浆压力和注浆速度 注浆压力是注浆施工效果好坏的关键因素之一。注浆压力的确定要考虑下列3个方面：最终注浆压力要小于桩上抬的摩阻力，即注浆时不能使桩向上严重位移；最终注浆压力要尽可能使桩端、桩身混凝土少破坏；最终注浆压力要使注浆量达到设计要求，形成扩大头，使桩端加固明显。 施工设备 注浆泵，拌浆装置，输浆管，流量计 注浆泵一般采用电动式泥浆泵，一般要求最大压力达10MPa以上，排浆量大(5m3h以上)；流量计，通常多为双笔自动式电磁流量计,3.5 桩端后注浆工艺技术,注浆管设置与制作 桩开始注浆时间 压水试验(开塞) 初注 注浆量 注浆压力 浆液浓度（水
16、灰比） 注浆节奏 注浆次序 注浆后的保养龄期 桩身强度设计,注浆管设置与制作,注浆管采用30mm50mm钢管 用榔头将钢管底端砸成尖形开口 距底端30mm左右钻若干小孔，并在小孔放图钉（单向阀作用），再用绝缘胶布加胶带包裹 钢管可作为钢筋笼的一根主筋，用丝扣连接或者外加短套管电焊,注浆管开塞,注浆时间宜在混凝土初凝（715天左右）后进行。过早，会破坏桩体本身；过晚，不容易打开注浆通道。 成桩后至灌浆前，应进行压水试验，以疏通注浆通道，即进行开塞，提高桩底可灌性。 压水开塞一般用清水，按23级压力逐级进行，压水量一般控制在0.6m3，开塞压力一般小于8MPa。,浆液浓度,稀浆（水灰比0.8：1），渗透力强，便于加固预定范围周边地带 中等浓度浆液（水灰比0.6；1），加固预定范围的核心部分，起充填、压实、挤密作用 浓浆（水灰比0.4：1），对已注浆体起脱水作用，最后注入浓浆可掺加减水剂（木钙）、固化膨胀剂（UEA）和早强剂（石膏） 一般是先稀后浓，即水
