后注漿施工指導手冊

1、鄭州市三環(huán)市快速化工程樁基后注漿設(shè)計施工與質(zhì)量檢驗指導手冊鄭州市市政工程建設(shè)中心鄭州大學綜合設(shè)計研究院2012年 8月 23日目錄一、編制依據(jù) 3.二、工程樁基設(shè)計概況 3.三、后注漿灌注樁施工流程與作用機理 4.四、后注漿灌注樁施工與注漿設(shè)計要點 5.五、注漿失敗與處理 1.0.六、質(zhì)量檢驗與控制要求 1.2編制依據(jù)1、建筑樁基技術(shù)規(guī)范 ( JGJ94-2008)；2、公路與橋涵工程地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 (JTG D63-2007 )；3、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 ( JTG-TF50-2011 )；4、公路工程質(zhì)量檢驗評定標準 (JTGF80/1-2004 )；5、建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范 ( JGJ

2、106-2003)；6、鄭州市三環(huán)快速化工程后注漿灌注樁試樁檢測成果報告7、其他國家相關(guān)行業(yè)標準和地區(qū)經(jīng)驗。工程樁基設(shè)計概況三環(huán)線高架與立交工程采用的基礎(chǔ)形式為大直徑灌注樁，直徑一般為1.21.5m，少量為1.8m。鉆孔灌注樁具有施工簡單、對地層適應(yīng)性強等優(yōu)點，但鉆孔灌注樁施工中葉存在 因孔底沉渣難處理干凈而降低端阻及因泥漿護壁而降低側(cè)阻的缺點， 從而使鉆孔灌注樁的側(cè) 阻系數(shù)比打入式預制樁要低。三環(huán)快速化工程設(shè)計采用了樁側(cè)和樁端同時注漿的復合后注漿技術(shù)，以提高灌注樁的豎向承載力和減少沉降，并起到降低工程成本，節(jié)省樁基工程工期的作用。復合注漿技術(shù)系指對普通混凝土灌注樁， 通過預埋管路與裝置對其進

3、行樁端、 樁側(cè)分別 進行注漿的施工工藝?，F(xiàn)行公路與橋涵工程地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(JTG D63-2007 )中列入了對灌注樁樁端進行后注漿的工藝及設(shè)計計算方法；建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)對灌注樁復合注漿技術(shù)進行了規(guī)定。以上形成了本工程設(shè)計施工的原則依據(jù)?？紤]到工程地域性和行業(yè)性特點， 三環(huán)快速化工程引入了復合后注漿灌注樁技術(shù)， 并進 行了大規(guī)模的設(shè)計階段的試樁工作，共設(shè)計 8組 49根樁的豎向抗壓靜載測試工作和 6根樁 的水平承載力測試。 其中， 豎向抗壓承載力試驗采用分布式光纖配合振弦式應(yīng)變計對樁側(cè)阻 力與樁端阻力進行了測試， 結(jié)果表明， 與實驗報告提供的樁側(cè)阻力相比， 復合注漿側(cè)

4、阻的增 強系數(shù)在 1.52.0 之間；對應(yīng)樁端阻力增強系數(shù)為 1 .5 2.2 。樁側(cè)阻力系數(shù)略大于公路 與橋涵工程地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(JTG D63-2007)推薦值1.31.7 ,與建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008 推薦值 1.42.0 較吻合；樁端阻力增強系數(shù)較 建筑樁基技術(shù)規(guī)范 JGJ94-2008 推薦值2.22.8小，與公路與橋涵工程地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(JTGD63-2007)推薦值1.52.0 較接近。優(yōu)化設(shè)計后的基本根據(jù)實驗階段的成果，各設(shè)計單位對樁基設(shè)計文件進行了優(yōu)化修改, 樁徑為1.5m、1.2m，樁長大多在 28m 45m之間。三、后注漿灌注樁施工流程與作用機理1、復合注

5、漿灌注樁施工流程圖1壓力注漿工藝流程圖灌注樁成樁與后注漿流程如以上框圖。2、復合后注漿作用機理灌注樁復合后注漿的作用及其機理主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1) 樁端注漿對樁端沉渣、樁端持力層進行加固，提高了樁端阻力的發(fā)揮系數(shù)值；2) 樁端注漿固化了樁側(cè)泥皮，提高了樁側(cè)土體抗剪強度，從而提高樁側(cè)阻力。3) 樁端承載力的提高減少了同荷載條件下樁端沉降量， 在一定程度上可提高樁側(cè) 阻力發(fā)揮度，從而大幅度提高整個單樁承載力。4) 后注漿樁樁身壓縮量相對較小，可以減少樁頂沉降量。5) 灌注樁后注漿由于對端部和樁側(cè)都進行了固化， 從而提高了樁基礎(chǔ)抵抗動荷載 作用和長期荷載作用的能力。6) 樁端樁側(cè)后注漿還可以對

6、有缺陷的工程樁客觀上起到加固處理的作用， 從而提 高了工程樁質(zhì)量。四、后注漿灌注樁施工與注漿設(shè)計要點1、 灌注樁清孔要求1) 試樁應(yīng)嚴格按照相關(guān)規(guī)范進行二次清孔， 二次清孔在下完導管后進行， 二次清 孔采用氣舉反循環(huán)或泵吸反循環(huán)，二次清孔后的孔底沉渣厚度一般應(yīng)小于設(shè)計要求(本 工程要求沉渣厚度小于 100mm )，二次清孔完成后，立即灌注水下混凝土。2) 對二次以上清孔后沉渣厚度仍大于 100mm 小于 200mm 的樁，應(yīng)做好記錄， 并在隨后的樁底注漿時適當增加注漿量。2、 注漿裝置制作與安裝1) 注漿裝置應(yīng)按設(shè)計要求制作， 加工時一定要逐根檢查， 防止管內(nèi)有雜物及管子 破損裂縫。2) 注漿

7、裝置管路的所有焊接作業(yè)不得焊透，以防滲漏。3) 樁端后注漿利用聲測管作底注漿管，聲測管布置3根，呈等邊三角形，聲測管為50鋼管，頂端高出地面500mm，并用堵頭封嚴，防止泥漿等雜物進入。超聲波檢測后進行樁端注漿。3根50鋼管綁扎布置在鋼筋籠內(nèi)側(cè)，隨鋼筋籠一起下入孔底。 選取兩根聲測管做注漿管， 2根注漿管下部分別用三通聯(lián)接1根內(nèi)徑 &25帶鋼絲的柔性高壓塑料管， 注漿噴頭管繞樁身環(huán)形布置， 注漿噴頭管的外側(cè)打孔后纏防水塑料帶密封。 兩根中一根作為備用管， 主注冊鍛管帶鋼純槌圖2注漿管端頭構(gòu)造圖4）樁側(cè)后注漿樁長45m及以上的設(shè)置3道側(cè)注漿閥，樁長 45m 下的設(shè)置兩道，按照以下原則布設(shè)

8、 側(cè)注漿閥：最下面一道距離樁底12m18m、最上面一道距離樁頂 8m15m，每道側(cè)注漿閥豎向間距為12m。每道注漿閥對應(yīng)一根注漿鋼管，注漿管采用DN25鋼管，鋼管綁扎布置在鋼筋籠外側(cè)，隨鋼筋籠一起下孔，注漿管端部用三通聯(lián)接注漿噴管，注漿噴管為1根內(nèi)徑& 25帶鋼絲的柔性高壓塑料管，繞樁身環(huán)形布置，沿鋼筋籠外側(cè)布置，在噴頭管的外側(cè)打孔后纏塑料袋密封。見圖 3。m, #M=DN25«I圖3樁側(cè)環(huán)形注漿管構(gòu)造圖3、開塞灌注樁后注漿施工中，采用樁底不填碎石方案、開塞時間提前的措施。開塞在混凝土澆 筑后12h24h進行，開塞后用清水沖洗注漿管道，直至溢出清水，然后用堵頭重新封閉壓 漿管

9、。4、后壓漿施工時間、順序和速率1) 注漿作業(yè)宜于成樁 3d后進行，不得遲于成樁 14d后；2) 當需要在聲測完成后進行注漿時，應(yīng)盡量縮短聲測齡期； 如對注漿口采用單向 閥等可靠措施，則注漿時間不受上述限制。3) 注漿和開塞作業(yè)與成孔作業(yè)點的距離宜大于10m4) 復合注漿順序宜先樁側(cè)注漿，后樁底注漿，多斷面樁側(cè)注漿應(yīng)先上后下，樁側(cè)注漿和樁底注漿時間間隔 3h6h ;5) 對于群樁注漿應(yīng)先外圍后內(nèi)部。5、注漿壓力和注漿要求1) 注漿應(yīng)滿足設(shè)計需要的壓力和持續(xù)時間要求，本工程注漿壓力為：樁側(cè)注漿壓力2MPa2.5MPa (直徑大、樁長短、注漿點埋深小、泥皮厚取低值，反之取高值)；樁底注漿壓力2MP

10、a4MPa(密實黏土取高值)；持荷時間要求：壓力達到設(shè)計值后持荷時 間應(yīng)不小于 5min 。為保證壓力監(jiān)測效果，注漿泵壓力表應(yīng)經(jīng)過標定；2) 為減少管路系統(tǒng)對注漿壓力的損失，注漿泵與注漿孔口距離不宜大于30m并確保注漿過程中注漿管路不產(chǎn)生彎折；3) 規(guī)范要求注漿流量一般控制在為 75L/min 左右， 為保證注漿效果， 要求注漿泵3最高額定壓力應(yīng)大于10MPa流量大于5m/h。4) 當滿足下列條件之一時可終止注漿：( 1 ) 注漿總量和注漿壓力均達到設(shè)計要求；( 2) 對每一道注漿， 注漿量達到設(shè)計值， 但注漿壓力沒有達到設(shè)計值。 此時改 為間歇注漿，再注設(shè)計值30%水泥漿為止。( 3) 對每

11、一道注漿，注漿壓力達到設(shè)計值并在持荷 5min 后，注漿量小于設(shè)計 值，此時保證注漿量不低于設(shè)計值的80%即可。6、注漿量(水泥用量)設(shè)計1) 注漿量按建筑樁基設(shè)計規(guī)范 JGJ94-2008 第 6.7.4 條公路與橋涵工程地基基礎(chǔ) 設(shè)計規(guī)范( JTG D63-2007 )第 5.3.6 條計算確定，單樁注漿量估算：Gc = a pd+ a snd對群樁初始注漿的數(shù)根基樁的注漿量應(yīng)按上述估算值乘以1.2系數(shù)。以樁徑1.2m為例，按照本工程地層情況，試樁單樁注漿量按估算為：復合注漿：Gc =( a pd+ a snd) X 1.2 =( 1.8X 1.2+0.8 X 2X 1.2)x 1.2 =

12、 4.9t即對于樁徑1.2m的樁：樁側(cè)注漿水泥用量為1.2t/道；樁底注漿水泥用量3t;注漿水泥總用量為兩道側(cè)注漿閥時單根樁5.4t，三道側(cè)注漿閥時為 6.6t。即對于樁徑1.5m的樁：樁側(cè)注漿水泥用量為1.5t/道；樁底注漿水泥用量3.5t;注漿水泥總用量為兩道側(cè)注漿閥時單根樁6.5t，三道側(cè)注漿閥時為 8t。即對于樁徑1.8m的樁：樁側(cè)注漿水泥用量為2t/道；樁底注漿水泥用量4.5t;注漿水泥總用量為兩道側(cè)注漿閥時單根樁8.5t，三道側(cè)注漿閥時為 10.5t。表一 灌注樁復合注漿水泥用量( t)灌注樁設(shè)計樁徑d/m樁側(cè)單點注漿量樁端注漿量單樁總注漿量二道樁側(cè)三道樁側(cè)1.21.23.05.4

13、6.61.51.53.56.58.01.82.04.58.510.52) 對沉渣厚度大于100mm或泥皮厚度較厚樁，應(yīng)根據(jù)沉渣厚度適當增加注漿量。7、注漿材料和水灰比1) 配置注漿漿液采用 P.O 42.5級普通硅酸鹽水泥， 水泥要求新鮮、不結(jié)塊，并按有關(guān) 規(guī)定批次送檢，合格后方可使用；2) 為保證水泥土強度并考慮泵送效果，漿液水灰比取0.550.6。8、水泥漿的制備水泥漿的制備應(yīng)符合下列要求：1) 水泥漿的配合比應(yīng)采用經(jīng)認證的計量裝置計量，材料摻量符合設(shè)計要求；2) 選用的攪拌機應(yīng)能夠保證攪拌水泥漿的均勻性；在攪拌槽和注漿泵之間應(yīng)設(shè)置存儲池，并應(yīng)進行攪拌以防漿液離析和凝固；攪拌后水泥漿有效使

14、用時間不大于4小時。3) 攪拌時間不少于 3分鐘，漿液用3X 3mm勺濾網(wǎng)進行過濾，漿液采用純水泥漿。9、常見問題處理1) 正常注漿過程中經(jīng)常出現(xiàn)的幾種情況(1) 壓力逐漸上升，但達不到設(shè)計要求的壓力，這可能是漿液在粘土中形成脈狀劈裂 滲透，或漿液濃度低、凝膠時間長，或部分漿液逸出；(2) 壓漿開始后壓力不上升，甚至離開初始壓力值呈下降趨勢，這可能是漿液外逸。(3) 壓力上升后突然下降，這可能是漿液從注漿管周圍溢走，或注速過大，擾動土層, 或遭到空隙薄弱部位。(4) 壓力上升很快，而速度上不去，表明土層密實或膠凝時間過短。（5）壓力有規(guī)律上升，即使達到容許壓力，壓漿速度也很正常（變化不大），這

15、表明壓漿是成功的。（6）壓力上升后又下降，而后再度上升，并達到預定的要求值，可以認為是第 （3）種情況 的空隙部位已被漿液填滿，這種情況也是成功的。2）間歇注漿出現(xiàn)注漿壓力長時間低于正常值或地面出現(xiàn)冒漿時改為間歇注漿，間歇時間為 3060min ，或調(diào)低漿液水灰比。3）后壓漿施工過程中應(yīng)注意事項（1）注漿管加工時一定要逐根檢查，防止管內(nèi)有雜物及管子破損裂縫；在壓漿管埋設(shè) 時要嚴密組織， 精心施工，盡量不要使壓漿管堵塞，壓漿管入孔時操作需小心謹慎，避免損 壞；（2）注水泥漿前要先用清水打通通道，注水暢通后再注水泥漿；（3）壓漿前要檢查設(shè)備是否正常運轉(zhuǎn)，檢查攪拌的水泥漿的稠度及初終凝時間，配制 的

16、水泥量是否滿足壓漿需要；（4）施工過程中，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時通知設(shè)計單位共同協(xié)商采取相應(yīng)處理措施。五、注漿失敗與處理1、注漿失敗由于施工操作不當 （如注漿單向閥門反向安裝） 或土層本身性質(zhì)導致注漿孔堵塞， 引起 后注漿施工中的預置的注漿管失效， 導致設(shè)計的漿液不能注入， 或管路雖通但實際注漿量達 不到 50%,且注漿壓力達不到終止壓力，視為注漿失敗。此時，應(yīng)分析失敗原因并及時通知 設(shè)計單位協(xié)商處理。2、原因調(diào)查和分析應(yīng)在調(diào)查各種注漿施工資料、 局部地質(zhì)情況、 樁施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上， 分析注漿失敗原因， 總結(jié)經(jīng)驗、避免重犯。3、樁側(cè)注漿失敗處理在樁側(cè)重置注漿孔通過埋設(shè)的注漿管補充注漿， 注漿量與注漿壓

17、力宜超出正常注漿設(shè)計 指的 30%-50%4、樁端注漿失敗處理1）采用抽芯方法埋設(shè)注漿花管補充注漿，注漿花管應(yīng)采用單向閥裝置（如圖4），花管長度不小于500mnv 800mm （直徑大時取高值），注漿孔可設(shè)置在直徑 1/3處并且不 少于2處，對1.8直徑樁宜布置 3個采用對稱布置。圖4樁端注漿花管噴頭布置圖5樁端注漿花管噴頭位置設(shè)置2）花管噴頭出漿孔徑一般為 5mnv8mm間距100mm十字軸對稱布置間隔 50mm端部 出漿孔與注漿管底距離為30mmr 50mm出漿孔預先插入長桿圖釘封堵，外纏包裝膠帶鐵絲固定，注漿管底部焊死；3注漿壓力宜超出正常注漿設(shè)計值的30%六、質(zhì)量檢驗與控制要求1、注漿

18、質(zhì)量管理要求2) 應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告、設(shè)計文件等編制后壓漿施工組織設(shè)計方案，注 漿施工前應(yīng)對操作工人進行詳細的技術(shù)交底；3) 大批量工程樁注漿施工前，應(yīng)進行實驗性注漿施工，及時分析和解決操作 者存在的問題、積累經(jīng)驗；4) 后注漿正式施工前應(yīng)提供水泥材質(zhì)檢報告、注漿泵壓力表檢定證書、試注 漿記錄、設(shè)計工藝參數(shù)、后注漿作業(yè)施工方案、特殊情況處置預案等。對成孔、澆 筑混凝土過程中有缺陷的樁，應(yīng)適當調(diào)整注漿量、注漿壓力；5) 施工過程中對注漿裝置制作、安裝質(zhì)量應(yīng)進行檢查驗收；對開塞、水泥漿制配、注漿過程、注漿失敗的處理過程應(yīng)進行旁站監(jiān)理，并對水泥用量、水灰比、注漿壓力等關(guān)鍵參數(shù)及時記錄簽證。2、后注漿鉆孔灌注樁檢驗內(nèi)容和要求1) 樁身混凝土所用的水泥、砂、石、水、外摻劑及混合材料的質(zhì)量和規(guī)格必須符合有關(guān)規(guī)范的要求，按規(guī)定的配合比施工；2) 成孔后必須清孔，測量孔徑、孔深、孔位和沉淀厚度，確認滿足設(shè)計或施工要求后，方可灌注水下混凝土，具體要求見表2；表2后注漿鉆孔灌注樁施工檢測項目項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和要求1混凝土強度(Mpa)在合格標準內(nèi)試塊、聲測法2樁位(m