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1、后注浆技术的应用和推广,河南中原高速公路股份有限公司郑民分公司,二零零九年十二月,一、钻孔灌注桩后压浆技术的工艺原理,1. 钻孔灌注桩后压浆技术的概念与作用 灌注桩后压浆技术是建设部2000年科技成果推广项目。 后压浆技术是通过预先设置于钢筋笼上的压浆管和压浆装置,在桩体达到一定强度后(一般3-7天),向桩端或桩侧压浆,固结孔底沉渣和桩侧泥皮,并使桩端和桩侧一定范围内的土体得到加固,从而达到提高承载力的目的。 后压浆技术不独立占用工期和场地,操作简便,费用低,是目前工程中提高钻孔灌注桩承载性能和施工质量最有效、简单的措施。,后压浆施工布置示意图,2. 压浆技术指标与施工设备,压浆工艺选择: 根
2、据场地的土层特点、桩基设计要求及土层条件的工程实践结果,为满足承载力要求,建议采用桩端循环压浆工艺。 压浆管采用声测管,在底部加工压浆器。 压浆参数: 每根桩的压浆量为5t,采用2次循环压浆。 压浆水泥采用32.5MPa普通硅酸盐无结块的双检水泥。 水泥浆配制:水灰比w/c=0.550.6,起始水灰比可配成0.7,压力正常后逐渐配成0.55,搅拌时间不少于2分钟。 压浆总体控制原则:实行压浆量与压力双控,以压浆量(水泥用量)控制为主。 主要压浆设备:BW-150压浆泵,水泥搅拌机,储浆桶,车丝机,泥浆泵,切割机。,. 钻孔灌注桩后压浆技术的作用,后压浆技术可提高钻孔桩的承载力或缩短桩长,承载力
3、 增幅与土层条件、压浆工艺等有关,一般在40120, 总沉降量可减少3050%。主要作用为: 消除桩底沉渣的影响,并对桩端持力层进行加固,可 提高桩端土体的承载力,大大减小桩的沉降量。 消除孔壁泥皮对桩侧摩阻力的影响,提高桩侧摩阻力。 提高桩周土的抗剪强度,改善桩土的受力性能,提高 桩承载力的可靠性。 可对桩身存在的部分缺陷进行补强加固,提高工程的 安全性。,. 后压浆技术的工艺流程,钻 进 成 孔,一 次 清 孔,下钢筋笼 和压浆管,二次清孔,下灌浆导管,浇灌混凝土,下灌浆导管,养 护,制作钢筋笼,压浆管检验,制作压浆管,测量沉渣,浆液制备,压浆开塞,压浆施工,.后压浆技术的适用条件,根据国
4、内近十年来的工程实践,后压浆技术适用于砾石土、砂土、粘土,粉土、粉质粘土、强风化岩层、中风化岩层。一般以为在淤质粘土中不宜采用,但近年来在上海、浙江等地的工程实践证明,只要采用合理的工艺方法,后压浆技术同样可取得良好的效果。 该技术桩的成孔条件几乎不受限制,既能用于在水位以上干作业成孔,也能用于水下成孔、人工挖孔、旋挖钻成孔、螺旋钻成孔、正循环钻成孔,反循环钻成孔和冲击钻成孔等灌注桩,均可在成桩后进行桩底压力注浆。后压浆的直径可为5003000mm,桩长可达125m。,6. 后压浆工艺流程照片,安装在钢筋笼底部的压浆装置 (苏通大桥),桩端压浆装置制作(苏通大桥),安装在钢筋笼底部的桩端压浆装
5、置 (河南投资大厦),待安装的桩端压浆装置 (河南投资大厦),6. 后压浆工艺流程照片,钢筋笼吊运安装(苏通大桥) 钢筋笼吊运安装(河南投资大厦),6. 后压浆工艺流程照片,压浆施工(苏通大桥) 压浆施工(河南投资大厦),6. 后压浆工艺流程照片,二、后压浆技术的应用,后压浆技术从1995年在我国城市建设中出现以来,目前已在北京、天津、上海、武汉、福州、汕头、杭州、温州、济南、西宁、西安、河北廊坊、江西宜春、山东德州等地数百项超高层、高层建筑桩基工程中得到应用。近年来随着交通事业的发展,大型桥梁建设中的大直径超长钻孔灌注桩基础开始应用该项技术,如杭州湾跨海大桥,苏通大桥等,均取得了良好的效果。
6、 2007年西安咸阳国际机场专用高速公路桥梁桩基中采用后压浆技术,取得了成功。,1. 后压浆技术在河南投资大厦的应用,工程概况 河南投资大厦由主楼、附楼、群楼等组成。主楼27层高100m,框架剪力墙结构;附楼15层高64m,框架剪力墙结构;群楼3层,框架结构。建筑物采用桩筏基础。 建筑场地土层情况如下:层,杂填土;层,粉土;层,粉土;层,粉质粘土;层,粉质粘土;层,粉砂;层,中砂;层,粉土;层,细砂;层,粉质粘土; 层,粉质粘土。 试桩持力层选在层粉质粘土层,试桩有关参数见表1。,试桩有关参数 表1,试验结果,静载试验采用锚桩横梁反力装置,为“六锚一”方式,加载方式为慢速维持荷载法。试验得到的
7、荷载-沉降关系曲线如下。,荷载-沉降关系曲线,不压浆,压 浆,桩承载力的提高幅度 表2, 现场照片,施工现场,基坑开挖后的桩,2. 后压浆技术在苏通大桥的应用,工程概况 苏通大桥共进行了4次试桩试验,其中静载试验桩,一期试桩有4根,二期试桩有3根,三期试桩有3根,四期试桩有4根。采用桩端循环后压浆技术,静载试验试桩的有关参数见表3。 场区地质条件概况如下: -1层,粉砂; -2,亚砂土、亚粘土夹粉砂;层, 亚粘土;层,淤泥质亚粘土;层,亚粘土;层,粉 砂;层,粉细砂。层,以中粗砂为主;层,粉细砂;- 1层,中砂;-2层,细砂。,静载荷试验试桩参数汇总表 表3, 试验结果,一期试桩结果,二期试桩
8、结果,压浆,三期试桩结果,四期试桩结果,试验结果汇总表 表4,3. 后压浆技术在软土中的应用,上海碧海大厦场地范围内土层分为9层:(1)填土 层;(2)粉质粘土层;(3)淤泥质粉质粘土夹砂 层;(4)淤泥质粘土层;(5)粘土-1层;(6)粉 质粘土-2层:;(7)粉质粘土层;(8)砂质粉土 层;(9)粉质粘土-1层;(10)粉质粘土与粉砂互层 -2层;(11)粉细砂层。 原设计持力层为粉质粘土与粉砂互层-2层,采用后压 浆后持力层选在粉质粘土-2层。 桩长由70.8m,缩短为 44.5m。根据场地范围内6组试桩进行的静载荷试验,结果 见表5。,静载荷试验结果 表5,4. 后压浆技术在北京国际机
9、场扩建工程中的应用,北京国际机场扩建工程航站楼土层主要为粉质粘土、粉砂、细砂,持力层为细砂夹粉质粘土层。 静载试验结果 表6,4. 后压浆技术在北京国际机场扩建工程中的应用,钢筋笼(设有压浆装置) 压浆施工现场,三、新型后压浆技术桩端循环压浆技术,目前市场上注浆装置和工艺措施各式各样,应用效果差别较大,且存在的主要问题为注浆装置缺乏可控性。 大部分注浆装置皆为单向压浆,不能对浆液的扩散距离、扩散方式以及扩散压力进行有效控制。 桩端循环压浆技术可基本解决这一问题,与单向压浆法相比,该技术可多次进行压浆,压浆次数可在一个较大的范围内进行调节。 苏通大桥、杭州湾跨海大桥和武汉地铁二号线等工程均应用了
10、循环压浆技术,取得了很好的经济和社会效益。该技术在高速公路桥桩中有广阔的应用前景。,桩端循环压浆主要特点,可控性好; 桩端浆液分布更均匀; 桩的承载力和可靠性比传统方法更高。,苏通大桥桩端循环压浆装置,桩端循环压浆结构图,四、经济分析,1. 工作量对比 根据郑民高速郑州段贾鲁河大桥的实测数据,压浆后桩的设计参数:,四、经济分析,2. 造价对比 桩的施工费用按单方综合造价1510元/ m3计算,后压浆总费用按一根桩7000元估算,贾鲁河大桥共84根桩。 按原设计的工作量,贾鲁河大桥桩基混凝土方量为9522.49m3;贾鲁河大桥桩基总造价为14378959.30元。 压浆后贾鲁河大桥桩基混凝土方量为6422.09m3。总造价包括桩的施工费用和后压浆费用,桩基施工费用为9697348.35元,后压浆费用为588000元,总造价为10285348.35元。 压浆后贾鲁河大桥桩基总造价可节约4093610.95元,节约比例为28.5。,