后壓漿擠擴組合鉆孔灌注樁施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種適合在“軟硬互層”地質條件下采用的后壓漿擠擴組合鉆孔灌注樁施工方法。包括以下步驟：（1）鉆孔施工（2）擠擴承力盤施工（3）清孔（4）后壓漿裝置設置及鋼筋籠下設（5）混凝土灌注（6）樁端、樁側后壓漿施工。本發明將樁基后壓漿技術和擠擴樁施工技術有機地結合在一起，解決了“軟硬互層”地質條件下提高單樁承載力，降低基樁工后沉降和不均勻沉降的難題。適用于“軟硬互層”地質條件下要求高單樁承載力、低工后沉降和低差異沉降時采用，可降低工程造價。
【專利說明】后壓漿擠擴組合鉆孔灌注粧施工方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及ー種“軟硬互層”地質條件下的鉆孔灌注樁施工方法，特別是 ー種后壓漿擠擴組合鉆孔灌注樁施工方法，屬于土木建筑工程【技術領域】。
【背景技術】
[0003]在“軟硬互層”狀沉積的地層上建設超大型構筑物，基礎多采用鉆孔灌注樁，要獲得較大的單樁承載力，并有效控制基樁沉降和建筑物的不均勻沉降，通常都是增加樁長，在地層深部尋找合適的樁端持カ層。這種做法很不經濟。
[0004]為充分發揮“軟硬互層”地層中硬地層對樁基承載カ的貢獻，可在硬土層部位擠擴出ー層或多層近似圓錐盤狀的擴大頭腔(即承カ盤)，形成由樁身、承力盤和樁端共同承擔上部荷載的基樁。但擠擴施工在擴大頭腔附近孔壁形成的局部疏松和散落到孔底的泥渣碎塊不易清除干凈，在一定程度上降低了擴大頭腔的作用。鉆孔灌注樁后壓漿技術通過預埋在樁身內的注漿管向樁側和樁端注入高壓水泥漿，水泥漿具有擠密孔壁土層、置換樁側泥皮、固化粧端沉渣的作用，從而提高樁端和樁側摩阻力，降低不均勻沉降。但后壓漿對提高軟地層的側摩阻力的作用較小。為此，尋找ー種既充分發揮樁長范圍內地層的樁端阻力和樁側阻力，又能很好地解決樁側局部疏松和樁端沉渣對基樁承載力的影響的施工方法，對于解決粧基施工中的實際問題具有現實意義。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種適合在“軟硬互層”地質條件下采用的后壓漿擠擴組合鉆孔灌注樁施工方法，解決了 “軟硬互層”地質條件下提高單樁承載力，降低基樁エ后沉降和不均勻沉降的難題。
[0006]本發明是基于以下構思完成的。為充分發揮擠擴樁施工技術和鉆孔灌注樁后壓漿技術的優點，克服各自存在的不足，將樁基后壓漿技術和擠擴樁施工技術有機地結合在一起，同時應用在同一根樁上，既可以充分發揮樁長范圍內地層的樁端阻力和樁側阻力，又能很好地解決施工過程中形成的樁側局部疏松、孔壁泥皮和樁端沉渣對基樁承載力的不利影響，使基粧的承載能力大幅度提聞，又能有效降低工程造價。
[0007]本發明將樁基后壓漿技術和擠擴樁施工技術進行有機結合，在“軟硬互層”地質條件下選擇“硬地層”處進行擠擴，在地層中擠擴出ー層或多層近似圓錐盤狀的擴大頭腔；在鋼筋籠上預設注漿管路，成樁后向樁端、樁側注入高壓水泥漿，水泥漿加固擴大頭腔附近的孔壁局部疏松，置換樁側泥皮，固化粧端沉渣；最終形成一根由樁身、承力盤和樁端共同承擔上部荷載的基樁。本發明通過在“硬地層”部位擠擴出ー個或多個承カ盤，使樁長范圍內硬地層的端阻力得到充分發揮，通過后壓漿固化粧端沉渣、加固孔壁局部疏松、置換樁側泥皮，降低和消除樁端沉渣和樁側泥皮對基樁承載カ的不利影響，從而有效提高單樁承載力，降低基樁的エ后沉降和不均勻沉降。[0008]具體的，本發明的后壓漿擠擴組合鉆孔灌注樁施工方法，包括以下步驟:
(1)鉆孔施工
鉆孔施工可采用回轉鉆機、旋挖鉆機、潛水電鉆等設備，一般情況下應采用泥漿護壁。為保證孔壁穩定，施工時采用間隔跳打的施工順序，跳打間距不宜小于6D (D為擠擴承カ盤直徑)，相臨樁混凝土初凝后方可開始鉆孔作業。鉆進至設計孔底標高以上0.3-0.5m時停止鉆進，進行第一次清孔，此時不要換漿，保持泥漿比重不小于1.2，膠體率大于98 %，粘度不小于22s。符合要求后進行擠擴承カ盤施工。
[0009]( 2 )擠擴承力盤施工
擠擴機入孔前應檢查油路、液壓裝置和弓壓臂分合情況，一切正常后開始擠擴作業。當每樁設置多層擠擴承カ盤時應自下而上實施擠擴，每樁三個擠擴承力盤或多個擠擴承力盤。使用三個擠擴承カ盤時，三個擠擴承力盤自上而下分別稱為上、中、下擠擴承カ盤。施エ時，先將擠擴機下放至下擠擴承カ盤的設計位置，開啟液壓泵進行擠擴，擠擴時應認真觀察和記錄擠擴壓カ值。達到設計壓カ后收起弓壓臂，按孔口角度盤控制弓壓臂轉動角度，符合要求后再次擠擴，每盤擠擴次數和毎次轉動角度應根據盤徑和弓壓臂寬度確定。
[0010]完成下擠擴承カ盤的擠擴后上提擠擴機至中擠擴承カ盤的位置，中擠擴承カ盤的擠擴后再上提擠擴機至上擠擴承カ盤的位置進行擠擴，依次按上述步驟，從而完成ー根樁的擠擴施工。
[0011]擠擴設備出孔后，用盤徑檢測器對承カ盤的成型效果進行檢測。
[0012]在擠擴施工時，不應降低泥漿比重，擠擴過程中應認真觀察泥漿面高度，當泥漿面下降時應及時補漿，保持孔內水頭，防止坍孔。
[0013](3)清孔
盤徑檢測合格后，重新下入鉆具，繼續鉆迸，將擠擴掉落孔底的泥渣清出孔外，鉆進至設計孔底標高后進行第二次清孔。二次清孔可采用正循環或反循環清孔エ藝。
[0014](4)后壓漿裝置設置及鋼筋籠下設
后壓漿可采用樁端壓漿或樁端、樁側聯合壓漿。后壓漿裝置由豎向設置的樁端注漿導管1、樁側注漿導管2，以及環形的樁側注漿環管3、樁端注漿頭7組成。樁端注漿導管1、樁側注漿導管2由普通鋼管制作，注漿導管1、2頂端伸出地面。樁端注漿頭7采用具有逆止功能的壓漿頭，樁側注漿環管3由環狀PVC軟管和保護裝置組成。
[0015]后壓漿裝置預先安裝在鋼筋籠上，樁端注漿頭7伸出鋼筋籠底不少于20cm，數量一般不少于2根。樁側注漿環管3根據樁周地層和擠擴承カ盤4、5、6的設置位置確定，一般情況下，每隔6?12m設置一道，最上端的注漿裝置距樁頂應不少于15m，靠近擠擴承カ盤4、5、6的樁側注漿頭一般設置在擠擴承カ盤4、5、6上方lm處(防止樁側注漿頭進入承カ盤
4、5、6的混凝土內，使樁側注漿環管3無法打開)。樁端注漿導管1、樁側注漿導管2豎向綁扎在鋼筋籠內側，樁側注漿環管3平行綁扎在鋼筋籠外側。
[0016]后壓漿裝置隨鋼筋籠下放至鉆孔內，分段制作的鋼筋籠在孔ロ連接和下放時應仔細檢查豎向設置的樁端注漿導管1、2和注漿環管3、樁端注漿頭7的連接質量，防止連接處漏漿，堵塞注漿導管和注漿頭。
[0017](5)混凝土灌注
鋼筋籠及后壓漿裝置固定安放完成后，及時下設導管、澆注水下砼。水下砼的澆注程序、檢驗標準、控制措施等應符合相關規范規定。
[0018](6)后壓漿施工
樁身混凝土灌注完成12?24小時內進行后壓漿裝置開環工作，開環通過向壓漿導管內壓注清水完成，壓注清水的時間不小于5分鐘。
[0019]樁身混凝土灌注完成48?72小時內應完成后壓漿工作。壓漿時應按先樁頂壓漿裝置，后樁端壓漿裝置，最后樁中間壓漿裝置的順序進行。
[0020]衆液所用水泥宜選用強度等級為42.5Mpa的普通娃酸鹽水泥，水灰比宜采用
0.5?0.7。壓漿時注漿壓カ應控制在1.5-3.0Mpa,防止漿液隨意擴散。
[0021]壓漿終止標準以壓漿量控制為主，壓カ控制為輔。即首先要保證各壓漿裝置分配的壓漿量全部壓注完畢，完成成樁施工。
[0022]注漿完成后水泥漿對樁端沉渣9進行固化，對孔壁局部疏松處進行加固，把鉆孔形成的泥皮進行置換，在樁端和樁側分別形成樁端注漿加固體10和樁側注漿加固體8。
[0023]本發明取得以下有益效果:
本發明將樁基后壓漿技術和擠擴樁施工技術有機地結合在一起，解決了 “軟硬互層”地質條件下提高單樁承載力，降低基樁エ后沉降和不均勻沉降的難題。采用擠擴樁技術，通過合理設置擠擴承カ盤位置，充分發揮“軟硬互層”地質條件下“硬地層”對基樁承載カ的貢獻，大幅提高了基樁承載力。有效提高了樁側摩阻和樁端摩阻，消除和降低了樁端沉渣和樁側泥皮對基樁承載カ的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是擠擴承カ盤和后壓漿裝置設置位置示意圖。
[0025]圖中標號代表的含義如下:
1、樁端注漿導管 2、樁側注漿導管3、樁側注漿環管4、下擠擴承カ盤 5、中擠擴承カ盤 6、上擠擴承カ盤 7、樁端注漿頭 8、樁側注漿形成的注漿加固體9、固化后的樁端沉渣 10、樁端注漿形成的注漿加固體。
【具體實施方式】
[0026]以下實施例用于說明本發明。
實施例
[0027]某項目位于我國東部沿海，樁基施工范圍內的地層如下:?層吹填砂，飽和，松散；①層粉砂，飽和，稍密?中密；②層粉砂夾粉質粘土、粉質粘土夾粉砂，飽和，稍密?中密；③層粉砂:飽和，稍密?中密層粉質粘土夾粉砂、局部呈互層狀:⑤層粉砂；⑥層粉質粘土:軟塑，局部可塑；⑦層粉砂，飽和，中密?密實；為獲得較大的單樁承載力(極限值16000KN),并有效控制不允勻沉降，設計采用后壓漿擠擴灌注樁，樁徑1.4m,每樁三個承カ盤，盤徑2.4m，樁長58.8m，三個承カ盤設置在③層粉砂、⑤層粉砂、⑦層粉砂中。
[0028]利用本發明的施工方法具體施工步驟如下:
(1)鉆孔施工
鉆孔施工采用旋挖鉆機成孔，泥漿護壁。施工時采用跳打方式，臨近樁混凝土初凝后方開始鉆孔作業。鉆進至58m左右時停止鉆進，進行第一次清孔。
[0029](2)承カ盤施工
擠擴機入孔前應檢查油路、液壓裝置和弓壓臂分合情況，一切正常后開始擠擴作業，擠擴時自下而上實施擠擴。
[0030]見圖1，本實施例使用三個擠擴承カ盤。將擠擴機下至下擠擴承カ盤4位置后，開啟液壓泵進行擠擴，根據試樁取得的數據，擠擴承力盤首次擠擴壓力值分別為上盤19 MPa、中盤19 MPa、下盤20MPa，達到設計壓カ后收起弓壓臂，按孔口角度盤控制弓壓臂轉動角度，每盤擠擴11次，毎次轉動約11°，依次擠擴完成盤腔。第一次擠擴后，毎次參照孔口角度盤轉角約11°再進行擠擴，每盤共完成10次轉角，11次擠擴，最后形成承カ盤腔。
[0031]完成下擠擴承カ盤4擠擴后順序上提擠擴機至中擠擴承カ盤5、上擠擴承カ盤6的位置，依次按上述步驟完成ー根樁的擠擴施工。
[0032]擠擴設備出孔后，用盤徑檢測器對承カ盤成型效果進行檢測。
[0033](3)清孔
盤徑檢測合格后，重新下入鉆具，鉆進至58.8m后進行第二次清孔。二次清孔采用正循環清孔エ藝。
[0034](4)后壓漿裝置設置及鋼筋籠下設
參見圖1，本項目后壓漿采用樁端壓漿，隨鋼筋籠設置設置兩根豎向的樁端注漿導管1，樁端注漿導管1底端連接樁端注漿頭7。豎向的樁端注漿導管1綁扎在鋼筋籠內側，樁端注漿頭7伸出鋼筋籠底端30cm。
[0035]鋼筋籠分5段制作，豎向的樁端注漿導管1和樁端注漿頭7隨鋼筋籠下放至鉆孔內，在孔ロ連接和下放時應仔細檢查豎向的樁端注漿導管1和樁端注漿頭7的連接質量，防止連接處漏漿，堵塞注漿導管1和注漿頭7。
[0036](5)混凝土灌注
鋼筋籠及后壓漿裝置固定安放完成后，及時下設導管、澆注水下砼。水下砼的澆注程序、檢驗標準、控制措施等應符合相關規范規定。
[0037](6)后壓漿施工
樁身混凝土灌注完成12?24小時內進行后壓漿裝置開環工作，開環通過向壓漿導管1內壓注清水完成，壓注清水的時間不小于5分鐘。
[0038]樁身混凝土灌注完成48?72小時內應完成后壓漿工作。漿液所用水泥選用強度等級為42.5Mpa的普通硅酸鹽水泥，水灰比宜采用0.5?0.7。壓漿時注漿壓カ應控制在
1.5-3.0MPa,防止漿液隨意擴散。
[0039]壓漿終止標準以壓漿量控制為主，壓カ控制為輔。單樁注漿量按4噸控制。
[0040]樁基檢測結果表明:單樁承載カ不小于16000KN，最終沉降量為19.18-27.21mm,效果良好。
【權利要求】
1.ー種后壓漿擠擴組合鉆孔灌注樁施工方法，其特征在于包括以下步驟: (1)鉆孔施工 鉆孔采用泥漿護壁，施工時采用間隔跳打的順序進行施工，跳打間距不小于擠擴承力盤直徑的6倍，相臨樁混凝土初凝后開始鉆孔作業，鉆進至設計孔底標高以上0.3-0.5m時停止鉆進，進行第一次清孔，符合要求后進行擠擴承カ盤施工； (2)擠擴承カ盤施工 擠擴機入孔前檢查油路、液壓裝置和弓壓臂分合情況，一切正常后開始擠擴作業，當每樁設置多層擠擴承力盤時，自下而上實施擠擴，先將擠擴機下至下擠擴承力盤設計位置后，開啟液壓泵進行擠擴，擠擴時觀察和記錄擠擴壓カ值，達到設計壓力后收起弓壓臂，按孔ロ角度盤控制弓壓臂轉動角度，符合要求后再次擠擴，每盤擠擴次數和毎次轉動角度根據盤徑和弓壓臂寬度確定，完成下擠擴承力盤擠擴后順序上提擠擴機至中擠擴承カ盤、上擠擴承カ盤位置，按上述步驟依次完成ー根樁的擠擴施工，擠擴設備出孔后，用盤徑檢測器對擠擴承カ盤的成型效果進行檢測； (3)清孔 盤徑檢測合格后，重新下入鉆具，鉆進至設計孔底標高后進行第二次清孔； (4)后壓漿裝置設置及鋼筋籠下設 后壓漿采用樁端壓漿或樁端、樁側聯合壓漿方式，后壓漿裝置由樁端注漿導管、樁側注漿環管和樁側注漿環管、樁端注漿頭組成，樁端注漿導管、樁側注漿環管由普通鋼管制作，注漿導管頂端伸出地面，樁側注漿環管由環狀PVC軟管和保護裝置組成； 后壓漿裝置預先安裝在鋼筋籠上，樁端注漿頭伸出鋼筋籠底不少于20cm，數量不少于2根，樁側注漿環管根據樁周地層和擠擴承カ盤設置位置確定，每隔6?12m設置一道，最上端的注漿裝置距樁頂應不少于15m，靠近擠擴承カ盤的樁側注漿環管設置在擠擴承カ盤上方lm處，樁端注漿導管、樁側注漿導管豎向綁扎在鋼筋籠內側，樁側注漿環管平行綁扎在鋼筋籠外側； (5)混凝土灌注 鋼筋籠及后壓漿裝置固定安放完成后，及時下設導管、澆注水下砼； (6)后壓漿施工 樁身混凝土灌注完成12?24小時內進行后壓漿裝置開環工作，開環通過向壓漿導管內壓注清水完成，壓注清水的時間不小于5分鐘； 樁身混凝土灌注完成48?72小時內完成后壓漿工作，壓漿時按先樁頂壓漿裝置，后樁端壓漿裝置，最后樁中間壓漿裝置的順序進行，完成成樁施工。
【文檔編號】E02D5/44GK103452100SQ201310362557
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月20日 優先權日:2013年8月20日
【發明者】聶慶科, 胡建敏, 王國輝, 李友東, 陳軍紅 申請人:河北建設勘察研究院有限公司