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6.6XX#桩
六、桩身补强方案实施
7.1高压双管旋喷洗孔
7.2气举反循环抽渣
7.3放置钢管
7.4封孔口管
7.5安装循环注浆装置并高压清洗孔身
7.6压水试验
7.7全孔段高压循环灌浆
7.8封孔
7.9桩基外侧注浆方案
七、特殊情况处理
八、质量确保方法
9.1质量确保方法
9.2检验方法
九、安全生产方法
十、施工人员、设备配置
XXX桩基础补强施工方案
一、工程概况;
受XXX开发委托,依据XXX工程桩基础XX根桩钻芯法比对监测结果,其桩型为旋挖桩孔灌注桩,桩端持力层为中风化泥质粉沙岩,承载力特征值为2600KPa。
设计桩径为800mm、1000mm、1200mm、1500mm,桩端扩大Do为1400mm、1600mm、1800mm、mm、2200mm、2400mm,桩身砼强度等级为C35。
设计单桩承载力特征值4000KN~11700KN。
桩基施工完成后,经过检测,发觉XX#桩桩身完整性为Ⅲ级,XX#、XX#、XX#、XX#桩桩身完整性为Ⅳ级。
本设计对上述XX根Ⅳ类桩及X根Ⅲ类桩不一样情况,提出注浆加固处理方法。
(不合格桩中无直径Φ1500mm桩)
加固处理方案编制依据为:
1、XXX基础桩基设计图纸。
2、桩基检测汇报。
3、XXX地勘汇报和超前钻数据。
4、桩基原始施工数据和技术资料。
5、国家相关规程和设计计算方法。
二、加固方案选择;
2.1补桩法;
此方法不仅受场地限制,而且将大大增加开支,延长工期。
在补桩施工中未必会出现这么或那样问题。
所以,此法不宜采取。
2.2高压注浆法;
利用高压注浆方法,能够处理好原钻孔桩胶结不好或较差地段和桩底沉碴段,使砼达成尽可能高强度。
这种方法经济且能缩短工期,但因为桩身和桩身底部存在砼胶结差和沉渣过厚情况,必需采取高压风、水加大洗孔,充足洗尽夹砂和夹泥,采取高标号水泥净浆灌入,使得桩身和桩底经注浆处理后,让部分细微裂隙能够以完全补强,使桩身强度和水平、竖向承载力性能达成设计要求,并使桩底沉渣段置换、固化为高强度持力层(向上接续、提升持力层段),达成桩端持力层承载力要求。
2.3高压注浆和钢管桩相接正当其作用机理分析以下;
①利用高压注浆方法,能够处理好原钻孔胶结不好或较差地段,使砼达成尽可能高强度。
在桩身部署4~5个钻孔,使整个桩充足洗净夹泥和夹砂,高压注浆充足填充桩身砼中胶结性差或有缺点地方。
(桩身钻孔部署图详见附图1)
②砼中钢管桩有着较高承载力,能够部分或全部负担竖向和水平荷载。
依据桩身缺点程度和沉碴厚度选择合适钢管,同时又充足利用处理后砼强度,使桩身加固工程愈加安全可靠。
③对于部分桩基承载力要求很大和桩底沉渣过厚桩,部署于同一圆周上钢管桩,对桩心砼产生握裹和加筋作用,使桩心砼成三向受力状态,从而大大提升了桩基抗压、抗弯和抗剪强度。
能够经过桩孔底注浆并设置弹性模量大且有一定嵌岩深度(1米以上)钢管桩,能有效提升承载力和控制变形。
三、处理标准及方法;
(1)对于抽芯未到底桩,先抽芯到底,一是检验桩身砼完整性,二是查看桩底是否有沉渣现象。
(2)对于桩底有沉渣:
①桩身完整性好,桩端沉渣较厚。
采取高压风清洗桩底沉渣,抽洗洁净,再进行注浆处理;
②桩身完整性较差且桩端沉渣情况复杂,先采取高压风清洗桩底沉渣,抽洗洁净,再下钢管及高压注浆。
四、桩身和桩底补强方案;
依据抽芯情况,砼桩身底部胶结不好或沉渣过厚,其强度无法确定。
如采取加桩或补桩等强方法,则会造成基础工程造价大幅提升和工期延长,影响工程完工时间。
依据桩身砼质量、桩径和单桩承载力要求,经分析、计算,对该桩采取循环高压注浆和钢管托换技术进行处理,具体方案以下:
1、桩身完整性好,桩端沉渣较厚(XX#桩、XX#桩、XX#桩)桩处理:
利用桩顶抽芯孔,并合适增加2~3个钻孔,并用地质钻机加深成孔,孔深穿过桩砼底1.0~2.0m,成孔后经高压双管旋喷清孔后,采取P.O52.5一般硅酸盐水泥浆经过高压数次注浆补强(掺用微膨胀剂)。
2、桩身完整性较差且桩端沉渣情况复杂桩处理:
(1)XX#桩、XX#桩、XX#桩桩身完整性较差,桩底沉渣较厚,采取钢管桩补强方案。
单根桩中钢管桩数量依据桩基具体情况确定(详见荷载计算书所表示),通常采取3个,每个桩要依据具体计算结果确定钢管桩数量。
钢管桩方案是在Φ110mm钻孔内放置1根通长DZ40地质无缝管Φ89mm×
6mm钢管桩托换该桩部分承载力(先下钢管,后钢管内外数次注浆填充)。
(2)采取高压双管旋喷清孔,将孔内冲洗洁净,并将钢管放入孔内,再往孔内注入高压循环水泥浆。
(3)局部桩基在桩基外侧钻孔穿透圆砾层,采取高压双管注浆,使桩外侧地层尤其是圆砾层侧面摩阻力充足发挥。
(如XX#桩1号孔外侧、XX#桩)
4.2计算分析;
上述补强方案计算标准为:
原桩身钢筋砼和钢管内砼、桩中钢管承载力标准值之和等于胶结不良处桩所承受荷载设计标准值。
原桩在注浆处理后砼强度,考虑到混凝土缺点,取C35混凝土强度1/2,其它强度看成安全贮备。
桩身强度验算承载力;
依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-),《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》计算。
(1)桩径为800mm灌注桩混凝土承载力为例:
(1.1)
其中:
———混凝土安全系数,1.25;
———构件工作条件系数,0.95;
Ra———混凝土强度,考虑到混凝土缺点,取C35混凝土强度1/2;
A———混凝土面积。
表1不一样桩径桩身强度验算承载力
桩径(m)
0.8
1.0
1.2
1.5
桩面积(㎡)
0.5
1.1
1.8
rb
0.95
rc
1.25
Ra(N/m㎡)
17×
N(KN)
3230
5168
7106
11628
(2)原桩钢筋承载力即原桩基础中钢筋抗压强度作为安全贮备先不考虑。
(3)钢管砼承载力标准(《钢管砼结构设计和施工规程》CESZ8:
90计算)钢管为DZ40地质钢管
89×
6:
式中
———钢管中砼强度标准值,按C35取
Aa———钢管截面积
Ac———钢管中砼面积,
,
θ———钢管混凝土套箍系数,θ=4.29;
(4)处理后桩基承载力为:
表2不一样桩径桩基处理后总承载力
桩基承载力计算
桩号
桩编号
桩端承载力KN
桩径(m)
注浆后承载力(KN)
加钢管以后桩基承载力(KN)
1根
2根
3根
4根
5根
X#
2H1222
9800
7687.91
8269.82
8851.73
9433.64
10015.55
8100
依据桩设计承载力,所以经此方案处理后桩基能够满足设计承载力要求。
五、加固处理桩基设计、检测情况及桩基加固处理方法(具体加固补强范围、方法表详见附件表二)
5.1X#桩;
(1)桩基芯砼质量评述:
该桩为IV类桩,钻孔孔深24.32m,砼长度21.28m。
0.0-21.28m:
混凝土,骨料分布均匀,断口基础吻合,胶结很好,砼芯样完整。
21.28-22.47m:
粘土,芯样松散,无完整芯样。
22.48-22.78m:
中风化泥质粉砂岩,泥质粉砂结构,致密、坚硬。
22.78-24.32m:
圆砾。
(2)设计及施工情况:
(3)设计桩径1200mm,桩端扩大头mm,单桩承载力特征值8100KN。
(4)处理方法:
对桩底先高压双管旋喷洗孔,在气举反循环抽渣,然后下通长钢管桩补强,最终高强水泥浆注浆。
5.2XX#桩;
(1)基桩芯砼质量评述
该桩为IV类桩,钻孔孔深13.63m,砼桩长11.63m0.0-11.63m:
混凝土,骨料分布基础均匀,胶结很好,砼芯样完整。
11.63-13.63m:
沉渣。
(2)设计情况:
设计桩径1000mm,桩端扩大头1600mm,单桩承载力特征值5200KN。
(3)处理方法:
对桩底采取高压双管旋喷洗孔,气举反循环抽渣,高强水泥浆注浆。
5.3XX#桩;
(1)桩基芯砼质量评述:
该桩为IV类桩,钻孔孔深9.5m,砼桩长9.5m,0.0-9.5m:
混凝土,骨料分布均匀,胶结很好,砼芯样完整,9.5m以下钻机不加压自动掉杆,无法钻进取样。
设计桩径800mm,桩端扩大头1400mm,单桩承载力特征值4000KN。
(3)对桩底处理方法:
抽芯到底进入持力层1M,同XX#桩处理方案。
5.4XX#桩;
(1)基桩芯砼质量评述:
该桩为IV类桩,钻孔孔深11.08m,砼桩长7.62m。
0.0-7.62m:
7.62-8.37mm:
混凝土,骨料分布不均匀,砼芯破碎、夹泥。
8.37-9.87m:
骨料分布基础均匀,胶结很好,砼芯样完整。
9.87-11.08m:
骨料分布补均匀,砼芯夹泥。
(3)设计情况:
设计桩径800mm,桩端扩大头1400mm,单桩承载力特征值40000KN。
对桩身砼离析段进行高压切割清洗,高压注浆进行加固。
5.5XX#桩;
该桩为IV类桩,钻孔深28m,砼桩长22.7m,0.0-22.7m:
22.7-25.4m:
粘土无法取样。
25.4-28m:
设计桩径1200㎜,桩端扩大头2200mm,单桩承载力特征值9800KN。
(3)处理方法:
对桩底采取高压双管旋喷洗孔,气举反循环抽渣,下通长钢管桩补强加固,高强水泥浆注浆。
5.6XX#桩;
(1)钻心法基桩芯砼质量评述:
该桩为IV类桩,钻孔孔深18m。
0.0-16m:
16-18m:
钻取部分粘土,后无法钻进取样。
(2)设计及施工情况:
设计桩径1200mm,桩端扩大头2200mm,单桩承载力特征值9800KN。
(3)处理方法:
对桩底应查清楚持力层厚度(开孔进入持力层1M),先高压双管旋喷洗孔,再气举反循环抽渣,然后下通长钢管桩补强,最终高强水泥浆注浆。
5.7XX#桩;
该桩为IV类桩,钻孔孔深12.58m,0.0-12.28m:
混凝土,砼芯基础完整,胶结很好,骨料分布均匀。
12.28-12.58为沉渣。
设计桩径800㎜,桩扩大头1400㎜,单桩承载力特征值4000KN。
5.8XX#桩;
该桩为IV类桩,钻孔孔深27m,0.0-25m:
25-27m为沉渣。
设计桩径1200㎜,桩扩大头2200㎜,单桩承载力特征值9800KN。
5.9XX#桩;
该桩为IV类桩,钻孔孔深24.1m,桩长16.5m,0.0-21.7m:
混凝土,砼芯基础完整,胶结很好,骨料分布均匀,断口基础吻合。
21.7-22m为沉渣。
22-22.4m:
22.4-23.9m:
圆砾层。
23.9-24.1m:
中风化泥质粉砂岩,中风化泥质粉砂岩,泥质粉砂结构,致密、坚硬。
对桩底先查清持力层厚度(开孔进入持力层1M),采取高压双管旋喷洗孔,气举反循环抽渣,下通长钢管桩补强加固,高强水泥浆注浆。
5.10XX#桩
该桩为IV类桩,钻孔孔深17.7m,0.0-16.2m:
16.2-17.7为沉渣。
设计桩径1200㎜,桩扩大头㎜,单桩承载力特征值8100KN。
5.11XX#桩
该桩为IV类桩,钻孔孔深21.96m,其中孔深11.45-11.65m、13.22-13.42m、13.92-14.22m、14.98-15.28m桩身砼夹泥,其它砼芯样连续、基础完整,胶结很好,呈柱状,骨料分布均匀,断口基础吻合。
21.96m无法钻进取样。
设计桩径1200㎜,桩扩大头㎜,单桩承载力特征值8100KN。
(3)对桩底采取高压双管旋喷洗孔,气举反循环抽渣,下通长钢管桩补强加固,高强水泥浆注浆。
对桩身砼离析段采取高压切割、高压清洗后注浆加固,对1号孔进行桩基外侧注浆方案(详见4.1-4所表示)。
5.12XX#桩
质量评述:
该桩为IV类桩,钻孔孔深13.49m,0.0-13.29m:
砼芯样基础完整,胶结很好,骨料分布均匀。
13.29-13.49m砼芯松散,无胶结。
设计桩径800㎜,桩扩大头1400㎜,单桩承载力特征值4000KN。
对桩底先抽芯到底进入持力层1M,若桩底有沉渣,高压清洗桩底沉渣,再进行高压注浆处理。
5.13XX#桩
该桩为IV类桩,钻孔孔深11.29m,0.0-9.92m:
9.92-11.92m为沉渣。
设计桩径800㎜,桩扩大头1400㎜,单桩承载力特征值4000KN。
5.14XX#桩
该桩为IV类桩,钻孔孔深16.45m,0.0-14.65m:
砼芯样基础完整,呈柱状,胶结很好,骨料分布均匀,断口吻合。
14.65-16.45m为砾砂,无法钻进取样。
设计桩径1000㎜,桩扩大头1600㎜,单桩承载力特征值5200KN。
5.15XX#桩
该桩为III类桩,桩端承载力为中风化泥质分砂岩,0.2m沉渣。
设计桩径1200㎜,桩扩大头2200㎜,单桩承载力特征值9800KN。
六、桩身补强方案实施;
6.1高压双管旋喷洗孔;
高压旋喷是利用高压泵将喷头送到需处理灌注桩区下沉和上升反复采取高压水喷射切割将该段泥、砂、土等冲洗洁净,并结合气压将浑浊泥水从孔口排出桩外,被冲洗洁净岩块和砂、石因无法排出桩外被保留在孔内作为填充骨料。
在洗孔过程中要针对桩沉渣区及病害区域进行反复冲刷,确保沉渣区泥全部排出,再进行灌注施工。
6.2气举反循环抽渣;
(1)导管下放深度以出浆管底距沉渣面300~400mm为宜,风管下放深度通常以气浆混合器至泥浆面距离和孔深之比0.55~0.65来确定。
(2)关键参数:
空压机风量6-9m3/min,导管出水管直径>
φ200mm,送风管直径(水管)φ25mm,浆气混合器用φ25mm水管制作,在1m左右长度范围内打6排孔、每排4个φ8mm孔即可。
(3)开始送风式应先孔内送浆(补浆),停止清孔时应先关气后断浆。
清孔过程中,尤其要注意补浆量,严防因补浆不足(水头损失)而造成塌孔。
(4)送风量应从小到大,风压应稍大于孔底水头压力,当孔底沉渣较厚、块度较大,或沉淀板结时,可合适加大送风量,并摇动出水管(导管),以利排渣。
(5)伴随钻渣排出,孔底沉淤厚度较小,出水管(导管)应同时跟进,以保持管底口和沉淤面距离。
(6)清孔后,孔内泥浆比重应小于1.20,粘度18~20s,孔底沉渣厚度≤5cm。
6.3放置钢管;
第一次清孔后,在桩身碎胶结差部位通长放置89×
6钢管,(桩身离析段长度超出1.0m,且桩身抗压强度小于25Mpa)。
桩基原桩承载力和设计值相差很大、或沉渣过厚时,通长布设钢管桩。
钢管如需驳接,采取丝口对接或焊接,且3个钢管驳接面要全部错开,钢管柱沿桩中心尽可能均匀部署。
钢管在地面加工制作:
在同一截面钢管上开ɸ12@500孔,在底、顶部3m范围加密至@200。
制作好钢管由现场塔吊吊起,垂直放入孔内,确保钢管下至设计深度,进入中风化持力层深度>
1m,许可误差5cm。
6.4封孔口管;
吊放钢管后,在孔口预埋2寸长1m孔口管。
孔口管采取2寸镀锌管,埋入孔约70cm,露出孔口30cm。
采取快硬水泥砂浆埋设,二十四小时或终凝后方可高压清孔注浆。
6.5安装循环注浆装置并高压清洗孔身;
注浆管采取6分镀锌管,前端2m开φ8@300孔。
注浆管由上往下放,直至孔底。
③在孔口管安装上三通连接补芯,且和注浆管连接。
④采取自来水高压清洗各孔,压力3~5MPa,把孔内存留岩粉铁屑,粘土杂物冲离孔内并将桩底沉渣置换出来。
⑤清孔标准为:
排出液体基础无浮尘、无浑浊。
6.6压水试验;
①灌注水泥浆前应对各孔进行简易压水试验。
②封闭返浆阀,加压灌入自来水,观察吸水情况和孔之间是否连通。
6.7全孔段高压循环灌浆;
①灌浆材料:
一般硅酸盐水泥(p.o52.5)及微膨胀外加剂材料;
②水泥浆配合比:
采取分段灌浆,浆液由稀至浓进行灌注,水灰比为2:
1→1:
1→0.8:
1→0.45:
1
③灌浆压力为1~5MPa,开始应尽可能将压力控制在1MPa左右;
④灌浆过程应依据吃浆量和压力改变来改变水灰比,这是确保灌浆质量关键。
具体按以下进行调整:
A、当某一水灰比浆液灌入300L左右或同一水灰比浆液灌浆时间超出20分钟,可变浓一级。
B、如单位吸浆量及灌浆压力没有改变或改变不显著时,可变浓一级。
C当压力忽然降低或吸浆量增大时,应增大水灰比浓度;
反之则减小水灰比浓度。
⑤灌浆要连续进行,不能中止。
如特殊原因中止,应在水泥初凝前半小时恢复灌浆,若不能恢复,则应用低压水进行清洗,正常后再重新灌浆;
⑥灌浆结束标准:
浆液浓度为0.45:
1、压力为4MPa时,稳压连续时间30min,桩身停止吸浆或浆量小于0.2L/min时,可结束灌浆。
6.8封孔;
⑦灌浆完成达成压力要求检验合格后,采取1:
1水泥砂浆封孔口。
6.9特殊情况处理;
对桩底沉碴过厚或桩身穿过砂砾层部位,先注浆对其进行固化,在需补强部位外侧形成止水帷幕,然后对桩底或桩身外侧需补强部位进行高压切割清洗,再按上述工序进行加固补强工作。
七、特殊情况处理;
1、注浆过程中发生串浆孔含有条件可采取同时进行注浆,应一泵一孔,不然应将注浆孔堵塞,待注浆结束后,串浆孔在进行扫孔、冲洗,以后继续注浆。
2、冒浆、漏浆处理:
应依据具体情况采取封墙、压低、浓浆、限流、限量、间歇注浆等方法进行处理。
3、注浆工作因固中止,按下述原因处理。
①及早恢复注浆,不然立即进行冲洗钻孔,以后恢复注浆。
若无法冲洗,或冲洗无效,则进行扫孔,以后恢复注浆
②恢复注浆后,如注入率和中止前相比降低很多,且较短时间停止吸浆,则应采取补救方法。
③对吸浆量大、注浆难以结束地段,采取低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆或掺加速凝剂回填等方法处理。
④注浆过程中,注浆压力或注入率忽然改变较大时,应立即查明原因,采取对应方法处理。
八、质量确保方法;
8.1质量确保方法
在本工程注浆施工中,应以严格组织管理体系和科学严谨质量体系来确保工程质量。
(1)质量控制:
①工程质量严格根据本工程制订,并经甲方和监理工程师认可施工方案实施,严格按国家相关技术规范、规程、标准控制施工。
②依据施工程序,严把钻孔深度、配料注浆压力、注浆量关。
每一道工序均安排专员负责,并统计好每一道工序原始数据。
(2)工程质量确保制度:
①成立工程项目经理为责任质量管理小组,完善质量确保体系,严格根据质量体系中要求责权要求运行。
②定时召开质量分析会议,组织质量教育,严格实施“三检”制度加强技术交底工作,强化工序控制,由责任心强经验丰富工程师担任质量控制人员,实施监督检验,确保工程质量。
③加强现场施工材料管理,严格实施进料检验制度,确保施工材料满足设计要求,不合格材料不得进场使用,确保工程质量。
④配置好施工机具和计量工具以满足施工要求,建立健全多种资料、原始统计、作为评价工程质量要关键依据。
⑤加强和甲方、监理配合,认真接收指导监督。
(3)工程质量方法:
①钻孔施工:
开钻前,严格根据施工部署图,布好孔位。
钻机定位,开钻前桩头点位和布孔点之距相差不得大于2cm,钻杆倾斜变形不得大于1O。
②配料:
采取正确计量工具,严格根据设计配方备料施工。
③注浆:
注浆一定要按施工程序施工,每段进浆要正确,注浆压力一定要严格控制在设计注浆压力范围内,专员操作。
当压力忽然上升或从孔壁溢浆,应立即停止注浆,每段注浆量严格按设计进行,跑浆时,应采取方法确保注浆满足设计要求。
④注浆完成后,应采取方法保障注浆不溢浆跑浆。
每道工序均要安排专员,负责每道工序操作统计。
8.2桩基加固后检测方法。
上述XX根旋挖机械桩进行补强加固处理后,采取高应变动载检测桩底沉渣情况和桩身完整性情况普查工作。
并抽2~3根