人工挖孔灌注桩桩身混凝土缺陷钻孔压浆补强

1、人工挖孔灌注桩桩身混凝土缺陷钻孔压浆补强,是质量可靠、经济安全的施工技术。钻孔压浆补强有别于一般灌浆工程,要达到压浆补强效果,就应优化设计与施工:以桩身缺陷段发育程度设置压浆段;浆液水灰比变换比级不宜太大;灌浆应尽快达到设计压力和最浓比级;加强灌浆压力、浆液注入率和回浆管阀门的调控,保证恒压时间。1工程概况赣粤高速公路C4标段两座高架桥的80根人工挖孔灌注桩,设计桩径20m,桩长197352m,桩身混凝土强度等级C25。桩周土为可塑状残积粉质粘土、稍密状砾砂及圆砾,桩底持力层为弱风化变质砂岩。基桩灌注28d后,采用声波透射法和钻芯法进行桩身完整性检测。其中,有73根桩为、类桩1,满足设计要求;

2、另有7根基桩因混凝土芯样局部破碎、骨料分布不均匀或松散易碎块状缺陷而判定为类桩。7根缺陷桩的混凝土缺陷段一般有25处,主要出现于桩身中、下部或底部,混凝土芯样抗压强度介于164181MPa。经设计论证,这些缺陷桩经过补强处理,改善桩身完整性(达到类桩),使混凝土强度等级提高到C20以上,可供使用。2压浆补强原理采用纯水泥浆,在灌浆压力、浆液注入率和灌浆时间控制下,将水泥浆液渗透充填桩身混凝土缺陷部位的空隙和沟槽,压密或劈裂夹泥,包容骨料或加厚骨料混凝土粘结点,水泥浆液凝固形成结石,使桩身完整性和混凝土强度等级得到提高。7根缺陷桩全孔压水试验P-Q曲线,B型(紊流型)曲线2占5715%、透水率q

3、=10981591Lu,C型(扩张型)曲线占1428%、透水率q=988Lu,D型(冲蚀型)曲线占2857%、透水率q=24888Lu,属弱透水-中等透水等级3。结合混凝土芯样缺陷特征,表明桩身缺陷段有一定的可灌空间,但是空间规模不是很大,空隙连通性不是很好,需要用相对较高的压力和恒压时间,才能将较浓的水泥浆液渗透充填缺陷空隙、压密或劈裂夹泥,从而达到提高桩身完整性的补强效果。桩身缺陷段混凝土强度等级的提高,除了取决于水泥浆液的渗透充填程度外,更为重要的是使留驻缺陷空间的浆液水灰比尽可能地达到最浓级。一般认为4,水灰比051的425级普通硅酸盐水泥浆,结石率99%,结石体28d抗压强度22MP

4、a;其混凝土芯聚合体抗压强度可达25MPa。实践中,在较高压力灌浆和一定灌浆历时条件下,水泥稠浆穿透范围在50cm以上。这就使桩身缺陷段的混凝土强度等级,在合理布置压浆孔序和施工调控下得以提高。3压浆设计与压浆试验31钻孔布置考虑施工工期和经济合理因素,根据基桩超声波波形曲线反映的异常波形截面设置钻孔压浆位置,如图1所示,即在AB、AC和BC3个测试截面中,对存在异常波形截面部位钻孔压浆。无异常波形截面部位不作钻孔压浆。图1压浆孔位与压浆段设置示意对只有1个异常波形截面的缺陷桩,沿异常波形截面一侧,距离桩周边050m处,设置1个压浆孔。有2个异常波形截面的缺陷桩,沿异常波形截面一侧,距离桩中心

5、025d(d为桩径),对称布置2个压浆孔,分、序孔压浆施工。存在3个异常波形截面的缺陷桩,沿每个异常波形截面中点,距离桩中心025d,呈三角形布置3个钻孔压浆。32钻孔结构钻孔为垂直孔,根据压浆段数设置每个压浆段孔径,设计上、下2个压浆段时,上压浆段孔径110mm,下压浆段孔径91mm。设计上、中、下3个压浆段时,上部压浆段孔径110mm,中部、下部压浆段孔径91mm。设计1个压浆段时,孔口孔径110mm,压浆段孔径91mm。33压浆段设置1)单序孔压浆压浆段长度控制在510m。当缺陷段每段竖向长度010020m,分布桩身下部或底部时,设置1个压浆段。当缺陷段组合中,每段竖向长度030m,段数

6、2段,上、下两段顶底相距5m时,归于1个压浆段。当缺陷段组合的间距5m,则分别设置23个压浆段(见图1)。2)多序孔压浆这类缺陷桩的缺陷段较多且长。因此,序孔设置上、中、下3个压浆段,、序孔设置上、下2个压浆段。前序孔压浆结束,间歇14d后,后序孔压浆施工。根据超声波波形异常位置、钻孔混凝土芯样缺陷部位及其空间分布组合特征,确定压浆段长和止浆塞位置。34压浆试验图211-1号桩压浆试验P-Qi曲线选择缺陷段较发育的11-1号桩作压浆试验。该桩长3520m,在25803520m处,透水率1591Lu。序孔压浆试验25h,注入水泥774kg、浆液1 278L。当压力为2MPa后,浆液注入率的增量Q

7、i趋于0(见图2),浆液注入率031L/min,恒压持续30min,试验结束。、序孔压浆试验结束28d后,用RS-UT01C型声波检测仪检测,桩身完整性明显改善,达到类桩要求。因此,确定其它缺陷桩参照该压浆试验方法和试验结果施工。4压浆施工采用双管压浆工法,自下往上压浆。主要施工工艺流程:钻芯成孔设备安装洗孔压水灌浆封孔。41钻芯成孔采用XY-1A型钻机、外径110mm单动双管钻具和金刚石钻头钻孔取芯。钻孔深度超过桩底05m时终孔。及时进行混凝土芯编录。42设备安装在设计的压浆段,套入注浆管和回浆管。注浆管采用25mm镀锌管,其下部150450m的侧壁为钻眼花管,管底置于压浆段底部。回浆管采用

8、75mm无缝钢管,其底部置于压浆段顶部止浆塞以下02505m,孔口段安装压力表和阀门。止浆塞由橡胶塞、海绵带和薄铁板组合构成,送至设计止浆塞位置后,注浆管往上回旋拧紧,泵送051纯水泥浆充填止浆塞上部0510m,待凝24h形成止浆塞。43洗孔压水泵送清水进行全孔一次性冲洗,直至回水清净,持续515min。每个缺陷桩选1个孔进行全孔简易压水试验,采用5点法(即03、06、10、06、03MPa)。44压浆施工1)压浆顺序设置多个压浆段时,先灌注下段,再依次往上段灌注。注浆时,待回浆管冒出水泥浆且持续12min后,再调节阀门封住回浆管,形成压力。回浆管间断放浆。上、下压浆段压浆间隔时间不超过4h。

9、2)压浆水灰比采用425级普通硅酸盐水泥配制纯水泥浆液,水灰比为21、11、051。用21浆液开灌,待回浆管出浆稳定后,改用11浆液灌注。当回浆管出浆浓度11时,改用051浆液灌注,经常翻动进浆管路,继续使回浆管若干次间断放浆,之后控制压力直至灌浆结束。这个过程可以使浓浆尽快均匀渗透48施工技术第35卷充填缺陷空隙。3)灌浆压力和终灌标准参照11-1号桩压浆试验结果和相关灌浆规范要求5,结合各缺陷桩P-Qi、P-t、Qi-t曲线特征,掌握灌浆压力、终止灌浆压力及浆液注入率标准。一般初始压力02MPa,当灌浆压力为2MPa,浆液浓度达到051、浆液注入率04L/min后,再持续压浆30min,结

10、束压浆。4)特殊情况处理桩身缺陷发育特征决定了钻孔压浆补强的特殊性,要求优化设计、精心施工和预先防范,力求避免中断正常的压浆过程来应对特殊情况。冒浆压浆时浆液从护壁缝隙渗出形成冒浆。采用桩周边表面封堵、降压、调浓浆液、间歇灌浆等措施处理。孔底漏浆有些缺陷桩桩底混凝土离析、松散、破碎,与持力层接触,应当在压水试验中预先分析压浆情况,孔底单独设置压浆段处理。孔底漏浆时,降低压力、加浓浆液、间歇灌浆、间歇时间控制在510min,过久容易使灌浆管路堵塞。压浆因故中断着重事先预防,做到压浆设备状态优良,灌浆材料充足齐备,压浆设计周全,施工操作规范。短暂中断后,尽快恢复压浆,重新从较稀浆液起灌;如果吸浆量

11、与中断前相当,则恢复原先浆液浓度。中断时间较长,恢复压浆后吸浆量减少很多,则重新扫孔,按21水灰比浆液开始重灌,以051浓浆结束压浆。5压浆效果检查压浆效果以分析压浆资料为主,结合钻孔取芯抽查和抗压试验、超声波检测,综合评判。以下4个特征表明,本次压浆效果达到设计要求。1)单位水泥注入量随压浆孔施工次序增多而逐渐减少。第、序孔的平均单位水泥注入量依次8234、3977、1213kg/m,后序孔较前序孔的单位水泥注入量依次降低517%、695%。2)后序孔钻芯成孔时无漏水现象。随着灌浆次数增加,后序孔(段)混凝土芯样截面可见较多的水泥结石充填胶结骨料。3)超声波检测结果对比,7根缺陷桩经压浆补强

12、,声波波速提高517%1349%,声时曲线基本呈直线,振幅曲线无明显波峰,呈正常波形。4)钻孔抽取芯样,其抗压强度均达C20以上。压浆补强工程所属的赣粤高速公路C4段,2004年建成通车,两座高架桥运行状态良好。参考文献:1中国建筑科学研究院.JGJ106-2003建筑基桩检测技术规范S.北京:中国建筑工业出版社,2003.2中华人民共和国水利部.SL31-2003水利水电工程钻孔压水试验规程S.北京:中国水利水电出版社,2003.3中华人民共和国水利部.GB50287-99水利水电工程地质勘察规范S.北京:中国计划出版社,1999.4熊厚金,林天健,李宁.岩土工程化学M.北京:科学出版社,2

13、001.5中华人民共和国水利部水土工程技术咨询中心.SL62-94水工建筑物水泥灌浆施工技术规范S.北京:中国水利水电出版社,2004.(上接第46页)工作,所形成的最低价标底和报价文件经加密后,分别存放在数据服务器上。3)联合评标阶段首先由软件系统以最低价标底为依据,对各家投标书进行比对、分析,产生针对投标书的质疑提纲;再由评标专家参考质疑提纲对各家标书进行质疑和评测,从中评出中标标书。在2)、3)两个阶段,如果需要,仍然可以编辑修改工程模型和工程量,工程量的变更,可以引起所有投标书中投标价格的自动更新。3结语在协同算量的工作过程中,由于允许参与各方就设计图纸和工程量计算结果进行充分交流,所产生的工程量计算结果是惟一的,并且是经过各方协商、认可的结果,可以看作是准确的工程量计算结果。它是产生合理低价标书的首要条件,也是体现招投标法所秉承的合理竞争的前提,它可以杜绝“不平衡报价”等不合理报价的出现。与传统的多方重复计算方式相比,一次性、连续性的协同算量方式,为招投标节省大量的时间,在时间紧迫的工程中,独立报价和协同算量可同步进行:即各参与方可以在假设的工程量条目下寻价报价,工程量计算完成以后再将报价与真实工程量条目关联,产生最终的标书或标底。可大大节约招投标时间。可以说,协同算量的应用,为网络招投标的实现提供了关键性的技术基础,也极大提高了网络招投标的应用价值,它将引