[12-11 16:59:40] 来源：http://www.tmgc8.com 桥梁工程 阅读：3117次
摘 要:本文通过桩底压力灌浆的新技术,并从测试结果验证了这项新技术的结果的可行性、可靠性,同时指出了钻孔灌注桩桩底压力灌注新技术的推广对高速公路桥梁基础建设施工具有广阔的发展前景。
关键词:
高速 公路 桥梁 钻孔桩 桩底 压力灌浆
1 概述
随着高速公路建设速度日益加快,公路穿越不良地质、地段在所难免,特别是公路桥梁通过不良地质结构地段,将给施工带来极大困难,同时,随着高速公路建设的发展,桥梁跨度越来越大,桥面宽度越来越宽,上部结构自重随之加大,行车荷载组合也随之加大。这对于桥梁基础建设提出了更高的要求,必然遇到基础设计施工等技术难题。如:l.在软弱地质结构地段钻孔灌注桩深度不断加大;2.在地质结构变化复杂地段,钻孔灌注桩施工无法达到设计要求深度。面对施工无法进展、质量难以保证的钻孔灌注桩施工困难,经区交通厅、建设单位监理单位等,施工单位有关专家研究,决定采用西南交通大学岩土工程研究所(95)专利一钻孔桩底压力灌浆新技术。通过实施这项新技术,加快了高架桥施工进度,保证了施工质量,节约了投资。
2 钻孔桩底压力灌浆技术原理
钻孔灌注桩底压力灌浆技术的基本原理,是通过压浆机,将水泥浆经过预留孔道压入至钻孔桩底部,以达到将桩底沉积物和周边软弱土体压密,并且有一定压力,从而提高钻孔桩壁摩阻力和桩尖支撑力的目的,使整个钻孔桩基础承载力提高,以便达到减短钻孔灌注桩钻孔深度,通过压力灌注浆,相当于在钻孔灌注桩底预加了一个反力,在荷载作用下,达到有效提高承载力的作用。
3 钻孔灌注桩新技术施工工艺
某高速公路某高架桥钻孔灌注桩设计桩长32米,桩径φ=1.5米,经压力灌浆理论设计确定为27米。
3.1压浆孔道和桩底钢板、胶囊的设置
3.1.1制作二块直径分别为φ=195cm、φ=145cm的钢板,板厚3mm,并在距钢板边缘30cm对称预留两个孔口,钢板下连接一个胶囊。
3.1.2用两根1.5寸钢管焊接在钢板的预留两个孔口上,形成连通器,钢管、钢板、胶囊布置。
见图l所示。
图1 压力灌浆管道钢板、胶囊布置图
3.2.钻孔桩施工
在钻孔成孔后将钢板胶囊置于钢筋笼底部,并与主筋焊接固定,边下设钢筋笼边接长钢管,直到钢筋笼下底部,钢管上端超过钢筋笼顶部l.5m,并用压力注水检查钢管和胶囊质量,合格后即可开始灌注砼;钻孔灌注桩施工同普通钻孔桩施工一样,浇注至设计标高。
3.3桩底压浆施工
3.3.1压浆要求在钻孔灌注桩砼强度达到设计的70%后即可进行压浆,对于该高架桥桩基O=1.5m经计算确定注浆压力和注浆是采用下式控制:PuV0.667=4135其是PU—注浆压力(KP)V一注浆量(m3),压浆机读数一般控制在2—3MPa之间。
3.3.2水泥浆的配制:水泥浆水灰比控制在0.45左右,并在水泥浆中加适量的膨润土,以防水泥浆凝结体积收缩。
3.3.3进行压浆,将拌和均匀的水泥浆通过压浆机压入钢管到达桩底。当水泥浆从一端压入又从另一端流出的浆液稠度颜色一致后,即可封注流出端,并继续压浆同时在桩顶面安置两个位,同日移传杆器,观察桩顶的变化,随着浆液不断压入和压力的增大,桩底胶囊达到一定压力破裂浆液进入桩底,并不断压密,周边土体随着压力的不断增加,设置在桩顶的l传杆器测出桩顶向上升起1~2mm当压力与压浆量满足控制式要求时,停止压浆。
4 压力注浆结果检验
为了进一步验证桩底压力灌浆技术的可行性和可靠性,委托长沙原理工大学试验中心对部分钻孔桩桩底灌浆结果进行了大应变试验。
4.1试验设备及试验方法
4.1.1设备:采用FEI—B桩基动测分析系统,该系统由便携计算机,信号采集放大系统、应变式力传感器,内装放大式压电加速传感器、电缆等组成,锤击装置为63KN自由落锤。
4.1.2试验方法:将2支加速度传感器和2支应变力传感器分别对称安装距桩顶l.5～2.0m的桩侧表面,锤自由下落,锤击桩顶,瞬时冲击产生的加速度和力信号通过FEI-B桩基动测系统放大A/D转换,变成数字信号传给微机,信号经过计算机软件的处理后存入磁盘,同时显示实测波形,利用FEIPWAPC软件进行波形拟合分析,先假定桩一土模型及其参数,以实测速度信号作为边界条件输入,利用特征法求解波动方程,反算桩顶的力,如果计算机的力曲线与实测的力波形(以及锤击数)不符合,则继续调整桩一土模型及参数,再进行拟合计算,直至计算的力曲线与实测力曲线的吻合程度不能进一步改善为止,最终给出桩的极限承载力。www.tmgc8.com
4.2结果分析
经过随机抽检压力灌浆桩的结果发现,该高架桥φ1.5m钻孔灌注桩汇总如下表所列:
桩长土阻力(KN)极限承载力设计承载力
桩号(M)桩侧桩尖(KN)(KN)
123.066758.14267.411025.510976
223.006617.83924.10541.810976
322.406617.83921.110592.810976
从上表所列可以看出,在大应变测试中,传感器是安放在桩顶以下l.6m.位置,由此推算桩的侧摩阻力约为288KN/M,所以三根桩的测试结果均满足要求。
5 结束语
应用桩底压力灌浆技术在公路桥梁施工中,对于软弱地基以及钻孔桩设计在砂砾、大漂石层地质结村层地段采用桩底压力灌浆技术不仅加快了工程进度,保证了工程质量,而且大大提高了经济效益,节约了投资。为了保证施工质量,在施工中不出问题,就要加强定点生产胶囊,通道等的制作管理和检验,使这项新技术在公路桥梁施工中更好地发挥作用。
