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鑽孔灌注樁後注漿技術介紹

圖文 更新时间:2025-01-20 18:30:41
李小豐内蒙古路橋集團有限責任公司

摘 要:在目前的樁基礎中常用的有預應力管樁、鑽孔灌注樁基人工挖孔樁等,其中在高層建築及橋梁工程中主要的基礎形式是鑽孔灌注樁,但是對于傳統的鑽孔灌注樁,因其在成孔的時候容易導緻樁底出現沉渣,樁側容易出現泥皮等問題,導緻樁端摩擦力及樁端阻力大大減小。為此本文為改善樁土間的相互作用,提高樁基的承載力,對鑽孔灌注樁中的後壓漿技術通過試驗進行研究,希望能對樁基工程領域有所幫助。

關鍵詞:鑽孔灌注樁;後壓漿技術;承載力;試驗研究;

由于現在的高層建築及大跨度的橋梁建築越來越多,對基礎的要求也就越來越高,在深基礎工程中樁基礎是被應用比較廣泛的一項技術,按其承載的類型可以分為摩擦樁與端承樁,按成樁的方法可以分為非擠土樁、部分擠土樁基擠土樁,其中鑽孔灌注樁是一種非擠土樁,在橋梁工程中應用的非常廣,但傳統的鑽孔灌注樁因其在因其在成孔的時候容易導緻樁底出現沉渣,樁側容易出現泥皮等問題,導緻樁端摩擦力及樁端阻力大大減小。為此研究學者們提出了後壓漿技術,該技術是待灌注樁的樁身混凝土強度達到一定程度時,通過原先在樁身預埋的壓漿管,将水泥漿灌入樁端及樁側的泥土,以改善樁土之間的相互作用,提高樁基承載力。

對于該項技術許多研究學者進行了大量研究,其中北京市建築工程研究所在1983年就率先提出預留注漿空腔的方法給樁端進行注漿,在實際的工程中如在孟加拉國的帕克西橋的鑽孔灌注樁也采用了後壓漿技術,在我國的黃河特大橋也對鑽孔灌注樁中采用後壓漿的樁進行試驗,證明該技術确實能提高樁基的承載力,但在該工程中隻是把後壓漿之後所提高的承載力作為安全儲備,并沒有對樁長等進行優化設計。

由于目前對該項技術在理論方面的研究還較少,并且對于該技術在橋梁樁基工程中還處于研究的階段,為此本文通過試驗對鑽孔灌注樁後壓漿技術進行詳細研究。

1 後壓漿作用機理分析

後壓漿技術的實質是從地基處理技術中的對岩土注漿技術而引進形成的,對于岩土中土層加固技術主要與滲透注漿、壓密注漿及劈裂注漿等。關于三者的區别見表1所示。

表1 注漿技術的區别 下載原圖

鑽孔灌注樁後注漿技術介紹(鑽孔灌注樁後壓漿技術研究)1

後壓漿的作用機理與上述三種注漿技術的作用機理類似,它是将三種注漿技術将漿液共同作用,來消除泥漿護臂鑽孔灌注樁的樁底沉渣及樁側的泥皮,關于相關的研究資料顯示後壓漿後的鑽機灌注樁其承載力提高主要體現在固結樁端、增大樁端受力面積、消除樁側泥皮影響、形成方向預壓力及化學作用等五個方面。關于後壓漿技術中的注漿量及注漿壓力計算可見表2所示。

2 後注漿施工樁端的檢測分析2.1 工程及試驗分組介紹

本工程對後注漿技術的檢測是在具體的實際工程中抽取一定數量采用了後注漿技術後的鑽孔灌注樁進行試驗分析。本工程中的鑽孔灌注樁所設計的單樁承載力為2090kN,原設計的樁長為30m,采用後壓漿技術後所設計的樁長為22m,一共對4根樁進行了靜載試驗。試驗的分組見表3所示。

表2 後壓漿技術相關公式 下載原圖

鑽孔灌注樁後注漿技術介紹(鑽孔灌注樁後壓漿技術研究)2

表3 試驗的樁分組 下載原圖

鑽孔灌注樁後注漿技術介紹(鑽孔灌注樁後壓漿技術研究)3

2.2 試驗的結果分析

(1)1組試驗結果分析

本文對1組中的兩根樁進行加載然後卸載,對加載與卸載過程所得到的數據進行Q-S曲線的繪制,Q-S曲線是以樁的承載力設計值Q(kN)為橫坐标,樁頂位移s(mm)為縱坐标繪制的曲線,結果如圖1所示。

鑽孔灌注樁後注漿技術介紹(鑽孔灌注樁後壓漿技術研究)4

圖1 1組樁的Q-S曲線 下載原圖

從上圖中可以看出,1号樁與2号樁再荷載的不斷增加下,兩根樁的樁頂位移均在不斷的增大,其中1号樁的位移值明顯比2号樁來的小,從剛開始加載到最後加載結束,再到卸載整個過程,當達到樁的設計荷載2090kN時,1号樁的樁頂位移約為2.75mm,而此時的2号樁樁頂的位移約為7mm,約為1号樁的2.6倍;當加載到最大荷載作用下,1号樁的樁頂位移約為9.2mm,此時2号樁的樁頂位移約為14.65mm,約為1号樁的1.6倍;當卸載結束後,1号樁的樁頂位移約為4.5mm,此時2号樁的樁頂位移約為7.68mm,約為1号樁的1.7倍。通過對比可以說明在有壓漿的情況下提高了樁與土的整體性,采取壓漿後對樁底的沉渣其到了加固,并且減小了對土的擾動。

(2)2組試驗結果分析

本文對1組中的兩根樁進行加載然後卸載,對加載與卸載過程所得到的數據進行Q-S曲線的繪制,Q-S曲線是以樁的承載力設計值Q(k N)為橫坐标,樁頂位移s(mm)為縱坐标繪制的曲線,結果如圖2所示。

鑽孔灌注樁後注漿技術介紹(鑽孔灌注樁後壓漿技術研究)5

圖2 2組樁的Q-S曲線 下載原圖

從圖2中可以看出,3号樁與4号樁再荷載的不斷增加下,兩根樁的樁頂位移均在不斷的增大,其中3号樁的位移值明顯比4号樁來的小,從剛開始加載到最後加載結束,但是從卸載開始到卸載結束整個過程,3号樁的位移值明顯比4号樁來的大,當達到樁的設計荷載2090kN時,3号樁的樁頂位移約為2.8mm,而此時的4号樁樁頂的位移約為5.0mm,約為4号樁的1.79倍;當加載到最大荷載作用下,3号樁的樁頂位移約為10.0mm,此時4号樁的樁頂位移約為10.3mm,此時兩樁的樁頂位移相近;當卸載結束後,3号樁的樁頂位移約為6.2mm,此時4号樁的樁頂位移約為7.88mm,。通過對比可以說明在有壓漿的情況下提高了樁與土的整體性,采取壓漿後對樁底的沉渣其到了加固,并且減小了對土的擾動,說明壓漿技術對樁基礎承載力的提高作用效果顯著。

3 結論

本文通過對後壓漿技術的作用機理進行分析研究,通過對具體的實際工程中的鑽孔灌注樁采用後壓漿與未采用後壓樁的樁進行試驗,并對試驗的結果進行對比分析,結果表明有壓漿的情況下不僅提高了樁與土的整體性,而且壓漿後對樁底的沉渣其到了加固,并且減小了對土的擾動,壓漿技術對樁基礎承載力的提高作用效果顯著并且本文得到了壓漿後樁頂位移的一般規律。

參考文獻

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