旋挖成孔灌注桩后注浆工艺在成都京东方桩基工程中的应用.pdf

'第43卷第11期探矿工程(岩土钻掘工程)Vo1．43No．112016年11月ExplorationEngineering(Rock&SoilDrillingandTunneling)Nov．2016：84—87旋挖成孔灌注桩后注浆工艺在成都京东方桩基工程中的应用孟宝华，邓宇，徐俊。(1．成都四海岩土工程有限公司，四川成都610041；2．中石化中原建设工程有限公司，河南濮阳457000)摘要：旋挖成孔灌注桩以其适用范围广、施工速度快等优点在工程领域中得到广泛应用，但也因其沉渣难以控制、在大直径卵石地区施工不便等因素使其发展受到制约。根据成都京东方桩基工程实例，首先分析了湿法作业下旋挖成孔灌注桩后注浆工艺的施工技术要点，进而对后注浆工艺的注浆量、注浆压力、泥浆用量进行总结，最后，对桩端沉渣控制、填方地段施工工艺等工程问题的处理提出建议措施。关键词：灌注桩；旋挖成孔；后注浆；湿法作业中图分类号：TU473文献标识码：B文章编号：1672—7428(2016)11—0084—04AppficationofPost-groutingTechnologyforRotaryHolingCast-in-placePileinPileFoundationProjectofBO-ECD／MENGBao—hua，DENGYu，XU_，“n(1．ChengduSihaiRock＆SoilEngineeringCo．，Ltd．，ChengduSichuan610041，China；2．SinopecZhongyuanConstructionEngineeringCo．，Ltd．，PuyangHenan457000，China)Abstract：Becauseofgoodadaptabilityandspeedyconstruction，rotaryholingcast—in-placepileshavebeenwidelyusedinengineeringfields．butthedisadvantagesofdimcultsedimentcontrolandinconvenienceforconstructioninareaswithlarge—sizegravelsrestrictitsdevelopment．BasedontheengineeringcaseofBOECD，thekeypointsofconstructiontechnologyofpostgroutingforrotaryholingcast—in—placepilebywetoperationarefirstlyanalyzed；thengroutingcapacity，groutingpres-sureandslurryamountofpostgroutingaresummarized；finally，somesuggestionsareputforwardfortheengineeringprob—lemssuchasholebottomsedimentcontrolandfillsectionconstructionprocess，whichmaybehelpfultothesimilarprojectsinthefuture．Keywords：cast—in—placepile；rotaryholing；postgrouting；wetoperation0引言进一步发展。旋挖成孔作为灌注桩中的一种施工工艺，自20本文基于成都京东方桩基工程实例，结合后注世纪80年代后期被引入国内后J，越来越广泛地浆工艺的成功运用，在总结旋挖成孔灌注桩后注浆被应用到桩基工程中，旋挖成孔与其它成孔方式相工艺施工技术要点的基础上，就该工艺运用过程中比，其施工效率、施工质量及在环境保护等方面均有常见问题与处理措施进行了初步分析，供相关工程一定的优势。技术人员参考。旋挖成孔灌注桩一般适用于粘性土、粉土、填土、碎石土、卵石土及风化岩层。其适用范围广、施1工程概况及工程地质条件工速度快、施工安全度高、桩径设计灵活、综合经济1．1工程概况效益好，在桩基施工中的应用范围非常广泛。自青成都京东方光电科技有限公司(简称“BO-藏铁路工程后，越来越多的国家大型基础项目的建ECD”)第6代LTPS／AMOLED生产线项目位于成都设运用了该技术，并且取得了很好的效果_l，4』。但市高新区西区，建筑面积约60万In。，由FAB厂房、也因其难以进行扩底桩施工、在含漂石或大直径卵CUB综合动力区、wwT污水处理区、综合楼、立体石地区钻进困难、桩底沉渣难以控制等因素使其发仓库等构成，其中FAB区、CUB区、wwT区设计采展受到制约5J。近年来，随着扩孔钻头、后注浆用端承摩擦桩，为处理桩端沉渣和减小沉降，均采用等工艺在桩基工程中的运用，使旋挖成孑L技术得到后注浆工艺。工程设计总桩长约10万1TI，桩径800收稿日期：2016—03—06；修回日期：2016—07—14作者简介：孟宝华，男，汉族，1988年生，助理工程师，硕士，从事岩土工程设计与施工管理工作，四川省成都市龙泉驿区大面镇合能四季映像11栋一单元1503(610101)，mengbaohual@163．con。 第43卷第l1期孟宝华等：旋挖成孔灌注桩后注浆工艺在成都京东方桩基工程中的应用85mm，桩长8．5～14．5ITI，混凝土强度等级为C40，钢法满足2个月的工期要求，故不考虑这2种方案。筋主筋020mm(HRB400级)，箍筋08mm(HPB3002．3旋挖成孔级)，加劲箍018ram(HRB400级)@2000mE，桩端旋挖钻机通过钻头的旋转、削土、提升、卸土，反进入密实卵石不少于1．5d(d为桩径)，单桩采用桩复循环而成孔，具有功率大、移位方便、钻孔速度快、端注浆，承台桩分桩端、桩侧注浆，桩端注浆量1．6工作效率高的特点_8J。根据地层特点配备旋挖机t，桩侧注浆量0．8t，终止注浆压力1．0～2．0MPa。附件，可以取得较好的钻进效果，试桩阶段用时1．5设计单桩竖向承载力特征值5000kN。h即可成一个孔。1．2场地工程地质条件(见表1)由于地下水的影响，导致桩身混凝土质量缺陷、表1各土层主要物理力学性质指标桩侧摩阻力降低等，施工场地局限性大、积水和污泥层号地陛／qsikqpk／fak／较多，施工环境恶劣J。P根据《建筑桩基技术规范(JGJ94_20o8)》，以CUB区桩顶标高一1．6In、桩长8．5m桩为例，采用后注浆工艺时，理论计算单桩竖向承载力特征值5467kN，而常规桩需要24．11In桩长才能达到这一承载力。桩长减小达64．8％之多。综上所述，本工程拟采用化学泥浆护壁结合后注浆工艺，以减少对周围环境影响，提高施工质量，节约成本。3旋挖成孔灌注桩后注浆工艺施工技术要点钻孔灌注桩后注浆工艺是混凝土灌注完成后通2成孔方案优化选择过预埋的注浆管向桩侧和桩端注入高压水泥浆，提拟建场地内局部有1．0～2．01TI的堆土，地势较高桩端和桩侧摩阻力的施工技术。其施工流程为：为平坦。根据地勘报告，杂填土厚0．3—3．1m，粉场地平整、钻机就位一桩位放线、护筒埋设一泥浆制质粘土、粉砂厚0．5—3．3in，稳定水位埋深9．0～备一旋挖钻进一成孔检测一次清孔一钢筋笼及注13．0In，该场地杂填土层因土质结构松散，均匀性浆管制作与下放一导管安放一浇筑混凝土一后注差，不经处理不宜作为天然地基持力层。浆_l⋯。后注浆相关工序施工要点如下。根据场地土层及试桩情况，本工程成孔关键在3．1泥浆制备于解决上部松散土层及下部卵石层的施工，成孔可本工程拟采用化学泥浆(Neptune泥浆)进行护以考虑人工挖孑L、冲击成孔、冲击加回转成孔、旋挖壁，孔内直接造浆法。泥浆密度应控制在1．15～成孔等工艺。1．25kg／L，含砂率≤8％。一般情况下泥浆加量按2．1人工挖孔与水的质量比0．01％～0．1％配制，根据现场实地虽然在该地层中人工挖孔可以采用护壁以防塌情况试验确定配合比例。本工程泥浆用量及性能指孔，但本工程卵石层厚，胶结情况好，且卵石层中间标如表2所示。砂层易造成塌孔，使施工人员安全难以保证，加之施表2各土层泥浆用量及性能指标工周期仅2个月，因此不考虑此方案。2．2冲击成孔或冲击加回旋成孔采用冲击钻成孔，对于上部松散土层钻进效果较好，也可以解决卵石层钻进问题，但由于在粉质粘土层钻进效率低，砂质充填卵石层在受到冲击震动时，易造成孔壁不稳定。而采用冲击加回旋成孔，机械交叉作业量大，增加了施工时间及管理难度，且无在钻进过程中或将钻头提出钻孔外后，向孔内 86探矿工程(岩土钻掘工程)注浆，泥浆液面不得低于护筒底部，必须保证液面比注浆过程中应注意以下几点。地下水位要高100～150mm，防止地下水进入⋯J。(1)水泥压入量达到没计值的70％，泵送压力在护筒内先进行泥浆的配制，护筒内配制用量>6．0MPa可停止压浆；水泥压入量达到设计值的为平均用量的1．5～2倍；在钻至护筒底部以下3m70％，泵送压力不足预定压力的70％时，应调小水后，加量按照平均用量添加即可。在钻孔至距设计灰比，继续压浆至满足预定压力。孔深3～5m时，可停止添加化学泥浆。(2)若水泥浆从桩侧溢出，应调小水灰比，改间3．2钢筋笼及注浆管的制作和下放歇压浆至水泥量满足预定值。(1)将绑扎好声测管的钢筋笼预先转移到场地(3)桩侧压浆量未达到设计标准，可按其不足内堆放点，下置2OOmm原木，然后进行绑扎注浆量的1．2倍由桩端压浆补人。管操作，完毕后将成品钢筋笼分型号放置，经过质检施工完成后效果见图1。人员验收后进行下放。(2)在钢筋笼上挂标识牌，注明桩号、孔深、吊筋长度等相关信息，空桩较深的钢筋笼可在注浆管或声’?贝0管上用胶带标识出护筒顶位置。(3)吊放钢筋笼入孔时一般采用正反旋转的下放方式。若遇阻碍应停止下放，查明原凶进行处理，严禁高提猛落和强制下入。下放钢筋笼时，控制吊筋长度，以控制钢筋笼的桩顶标高及上浮等问题。3．3水下混凝土浇筑图1桩施工完成效果图水下混凝土浇筑是最后一道关键性的工序，施工质量将严重影响灌注桩的质量，所以在施工中应4施工注意事项注意以下几点。4．1混凝土方量控制(1)混凝土浇筑必须连续作业，余料不足一根由于工程采用水下混凝土浇筑，串孑L、软弱层、桩时，严禁浇筑，以防止断桩及吊车窝工。混凝土质量缺陷等不可预见性因素多，给混凝土方(2)浇筑过程中应有专人指挥，以防导管提升量控制增加了一定难度。根据本工程及相关工程经过猛或导管埋人过深，造成断桩。验，可通过以下方面进行控制。(3)在实际湿法施工过程中，由于旋挖钻进过(1)严格控制混凝土供应量，以确保其与实际程中加入水，使得现场作业环境变差，因此，应及时用量相一致。抽回水以保证后续作业。(2)加强质量控制，对泥浆的指标及时检测，控3．4后注浆制土层变化在钻进中的影响，减少或防止意外情况后压浆质量控制采用注浆量和注浆压力双控方的发生。法，以水泥注人量控制为主，泵送终止压力控制为(3)控制旋挖钻机转速及提升速度。严格控制辅。成桩2天以后即可进行后注浆作业，具体时间每回次钻进深度，避免发生埋钻事故，同时回转斗升可视基桩施工态势进行调整，但一般不宜超过成桩降速度宜保持在0．75—0．85in／s，避免因速度过快后30天。而引起孔壁坍塌，造成超方。水泥浆水灰比0．5，使用P．042．5低碱水泥。(4)应控制好最后一次灌注量，保证凿除浮浆水泥压入量及泵送终止压力如表3所示。后桩顶混凝土强度的同时计算好超灌最，减免冈此而产生的超方。表3水泥压入量及泵送终止压力4．2孔口坍塌处理成孔后由于振动和泥浆冲刷的影响，护筒的周围和底部土层松动，使孔口坍塌。发生坍塌后立即打捞护筒，并对桩孑L进行粘土 第43卷第l1期孟宝华等：旋挖成孔灌注桩后注浆工艺在成都京东方桩基工程中的应用87回填夯实处理，然后重新钻进。以800mm桩为用的经验总结，在分析该项技术及施工中相关问题例，在桩施工时，先在夯实处理的桩位处挖~1200的基础上，对其在工程中的应用及进一步完善提出mm的圆坑，选用~1000mm、长2．5m钢护筒，再将了部分对策和建议。护筒放人圆坑内，护筒底部0．5m深度四周回填混(1)旋挖成孔灌注桩后注浆工艺通过向桩侧和凝土，其余部分回填粘土进行处理。桩端注入高压水泥浆，对桩间土及桩底沉渣进行固4．3沉渣控制结。通过成桩后选取的3组静载试验，单桩竖向极旋挖桩桩端沉渣控制一直是一个技术难题。经限承载力达到了12500kN，较理论值高12．5％，结对相关文献分析¨及成都京东方桩基工程现场合桩身质量检测，证实其有效提高了桩端和桩侧摩调研，提出以下3种沉渣控制措施，力求在工程中通阻力，提升了施工质量。过多种控制措施相结合，降低沉渣厚度，最大限度地(2)两台旋挖钻机30天完成了CUB区其中消除沉渣对基桩承载力的不利影响。712根桩的施工，提升了工程进度。根据理论计算，(1)混凝土浇筑方式采用滑阀(隔水塞)式施工相同竖向承载力特征值前提下，采用后注浆工艺时工艺；桩长较常规桩减小值达64．8％。(2)成桩后采用后注浆技术对沉渣进行固结；(3)随着旋挖成孔工艺应用范围逐步延伸，以(3)用清孔钻头进行清孔，有条件时下钢筋笼及其在房屋建筑、市政基础设施建设中的广泛使用，后进行二次清孔。该技术与其他工艺的综合运用已成为一种趋势，如由于设置滑阀工艺施工繁琐，因此，很多项目并何在发挥其特点的基础上，融合其他工艺，推进技术没有实施这项工艺。经多个工地现场试验分析，采创新，将成为日后工程技术人员关注的课题。用后注浆工艺过程中，可结合以下措施控制沉渣厚度，效果良好。参考文献：(1)选用平底捞砂钻斗，进行捞渣，并保持不进[1]周红军．我国旋挖钻进技术及设备的应用与发展[J]．探矿工程，2003，(2)：l1—14，17．尺，慢速空转捞渣。[2]张启君．国内外旋挖钻机发展现状与结构特点分析(上篇)(2)尽量做好各工序之间搭接，缩短施工时间，[J]．建设机械技术与管理，2006(4)：47—52．成孔后待灌时间一般不超过3h，防止因等待时间过[3]周红军．旋挖钻进技术适用性的初步研究[J]．探矿工程(岩土钻掘工程)，2009，36(8)：39—45．长引起的沉渣。[4]翟戊军，李兴磊．泥浆护壁旋挖成孔灌注桩在工程实践中的应(3)钢筋笼吊放过程中，要求对准孔位，垂直缓用[J]．四川建材，2010，36(5)：47—48．放入孔，尽量碰撞孔壁使泥土坍落桩底。[5]岳大昌，李明，郑体，等．旋挖机械清渣在嵌岩扩底桩中的应用[J]．探矿工程(岩土钻掘工程)，2014，41(8)：50—52．(4)有条件时采用导管进行二次清孔。[6]王科．成都地区旋挖成孔灌注桩的相关问题探讨[J]．四川建4．4填方地段处理筑科学研究，201I，37(1)：124—127．在成都京东方桩基工程CUB区施工中，小部分[7]周治国，唐孟雄，等．嵌岩旋挖扩底抗拔桩工程应用研究[J]．岩土工程学报，2009，28(s2)：3838—3843．区域由于往年连年砂石被盗，之后进行回填，钻孔揭[8]陈飞，陈雄志．旋挖钻进工艺在钻孔灌注桩后压浆工程中的应露回填土厚度2～11m，填土多为生活垃圾，在旋挖用[J]．探矿工程(岩土钻掘工程)，2012，39(12)：57—59．钻进过程中，频频出现塌孔、串孔现象，混凝土超方[9]丁力生，梁旭黎，王自强，等．深基坑地下水对钻孔灌注桩施工严重，由于松散土层的孑L隙率相当大，泥浆发生严重的影响及对策[J]．探矿工程(岩土钻掘工程)，2013，40(4)：51—54，59．的漏浆现象，向孔内补充的泥浆很快便从孔壁渗漏，[1O]王康妍．旋挖桩的施工体会[J]．广东科技，2009，(5)：162—无法保持水头高度，坍孔现象不能得到较好的控制。163．经多次讨论及试桩分析，决定采取以下措施来[11]熊启东，李成芳，孔凡林．旋挖成孔灌注桩施工质量控制技术探讨[J]．重庆建筑，2013，12(1)：41—43．解决这一问题：加长护筒，穿越易垮塌段；垮塌段较[12]康景文，孟贵林，李圣，等．昔格达泥岩中后压浆冲孔灌注桩长时，采取全套管旋挖钻进法，塌孔问题得到解决。承载力研究[J]．岩土工程学报，2010，32(s2)：123—126．5结语本文通过对旋挖成孔灌注桩后注浆技术成功运'