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(一)灌注桩后压浆

灌注桩后压浆是在灌注桩成桩后,待桩身混凝土达到一定强度时,把水泥浆(水泥、水、外加剂搅拌而成)压入桩端和桩侧,以挤密桩端沉渣、置换桩周泥皮,并加强桩端桩侧土层,从而提高桩的承载能力。

灌注桩后压浆技术自问世以来在国内外积累了大量的工程经验,压浆装置和施工工艺不断得到发展与完善。目前,在美国、欧洲、越南、泰国、马来西亚、印度尼西亚等许多国家得到了广泛应用,并且该技术已被编入英国规范《Execution of special geotechnical work—Bored piles》(BS EN 1536: 2000)。在我国,由于该项技术已纳入《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)和《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007),使其近年来在许多工程特别是重大工程中得到了广泛应用,并取得了显著的经济和社会效益。

灌注桩后压浆流程包括钻机成孔、埋设钢筋笼压浆管、浇筑混凝土成桩、一定龄期后对压浆管开塞、配制水泥浆压浆、达到设计压浆量或终止压力要求、后压浆验收。灌注桩后压浆施工,与桩基施工穿插进行,不单独占工期。

由于灌注桩后压浆施工过程中对应不同的土层,每根压浆管压入的水泥量不同、终止压力不同,不同地质条件压浆顺序不同,压浆过程中需根据浆液的流量和压力,及时改变压浆泵的转速,调整浆液的配合比。同时,监测数据需要绘制大量的图标,资料整理工作也非常的繁琐,对施工人员和现场压浆记录员来说存在较大难度,因而易出错而影响压浆质量。此外,后压浆属于隐蔽性工程,压入的浆液在地层中渗透、充填、压密等情况无法直观的评定,施工质量也就难以直观的判断,这是造成后压浆技术在以前的推广应用中受到限制的原因。

我公司在传统后压浆技术的基础上,运用智能化建造技术实现了压浆工艺的数字化、智能化、信息化和可视化,能够对压浆过程进行实时监测和控制,可根据流量、压力等传感器数据,自动及时调整浆液的配合比和压浆泵的转速,并把压浆过程的数据和视频实时上传到云平台,形成网页,供设计、监理、业主等各方通过电脑或手机随时查看,从而保证压浆质量,为后压浆工艺在工程中的广泛应用奠定了基础。下图是我公司开发的智能化后压浆系统施工图。

(二)建(构)筑物基础加固

地基基础是建(构)筑物的根本,而且又是隐蔽工程,地基的处理和基础的选型,更直接关系着结构的安危。不少建(构)筑物结构事故的发生,多与地基基础有关。重力式锚锭基础在悬索桥中得到了广泛应用并起着重要作用,而重力式锚锭基础浅埋从地下结构施筑技术、工程工期和造价控制等方面考虑都具有较大优势。因此,为了严格控制浅埋式锚锭复合基础的竖向沉降和水平变位,需要对其进行加固处理,以保证上部结构的安全和正常使用。该种复合基础一般采用袖阀管注浆法加固处理。

袖阀管注浆法是采用定向钻机根据设计要求,钻设孔位,然后在孔内安装前端封闭的注浆套管,套管下到孔底后,在套管内下注浆管,注入配制好的套壳料,使套壳料填满注浆套管与钻孔孔壁的间隙,待套壳料凝固10~13h后再分段注入水泥浆液。注水泥浆液时,注浆压力应足够使浆液冲破注浆管上的单向阀,进而使浆液注入土层中,增强土的稳定性,达到加固土层的功能。

袖阀管注浆法特点:1)注浆过程具有可控性。具有上下两个止浆塞形成止浆系统,能将浆液限定在注浆区域的任一段范围内进行注浆,达到分段注浆的目的;2)止浆系统在光滑的套管内可以自由移动,可根据需要在注浆区域内某一段反复注浆;3)根据地层特点,可在一根注浆管内采用不同的注浆材料,选用不同的注浆压力进行注浆施工;4)适用范围较广,即适于各个注浆的土层;5)由于在被加固的地层中,进行了多点、定量、均衡的注浆,注浆体在地层中均匀分布,均匀连接,因此大大提高了被加固地层段的整体稳定性;6)有较好的耐久性;7)设备简单,管理方便。

(三)复杂地基处理

我国中西部地区分布着大量的岩溶地貌,在地基基础设计施工时不可避免地会遇到岩溶区问题。岩溶区常常存在较大的溶洞、裂隙,易影响地基的稳定性。为了确保建筑物的安全,一般需对岩溶地基加固处理,而岩溶注浆是加固处理主要措施之一。

岩溶填充注浆处理采用钻孔注浆法,把水泥浆液压入一定范围内的岩洞、岩溶通道、裂隙,将其填充密实,待其凝结硬化后,使岩溶地基整体加固,提高地基承载能力。对全填充溶洞一般采用单液注浆,对空的岩溶通道、较大的溶洞和裂隙处,视其具体情况先灌入中粗砂、碎石和水泥砂浆对溶蚀腔体进行充填,凝固一段时间后再进行钻孔注浆。当岩层内存在地下水活动、漏失量大时,可采用水泥—水玻璃双液注浆进行处理。

注浆施工时对处理区域进行合理分段,岩石完整地段5-6m,岩溶发育、岩石破碎地段可适当缩短。采用工程钻机钻孔至基岩以下5m,若钻进过程中遇到溶洞,应钻至溶洞底板下1m;采用跳孔施钻,以免孔位串浆。采用岩溶注浆的工艺在一定程度上可以较好的解决复杂地下岩溶和裂隙对基础建设造成的影响。