CN101787696A - 大直径袋装混凝土灌注桩技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高速公路施工工程技术领域，具体涉及腐蚀环境下的大直径袋装混凝土灌注桩技术。本发明要克服现有技术存在的盐渍土环境下大型结构混凝土构造物的防腐蚀效果不理想、承载力小的问题，现采用的技术方案是：一种大直径袋装混凝土灌注桩技术，利用常规的钻孔工艺成孔，清孔后，预先将一根钢管作为排浆管，然后将防腐袋，进行配重后沉入卤水泥浆中，确认防腐袋与钻孔同深后，注入淡水泥浆或淡水，用排水注浆法将钻孔内的卤水泥浆经排浆管排出；采用常规钻孔灌注桩工艺浇筑基桩水下混凝土直至成桩。a)适用性好；b)易于推广；c)容易实现；d)排水注浆法具备很强的可操作性；e)明确了混凝土基桩寿命的可预测性；f)成本较低。

Description

大直径袋装混凝土灌注桩技术

技术领域：

本发明涉及高速公路施工工程技术领域，具体涉及腐蚀环境下的大直径袋装混凝土灌注桩技术。

背景技术：

在高速公路的建设过程中，经常遇到复杂的地质情况。例如在荷载+冻融+盐湖卤水腐蚀以及吸附区(察尔汗盐湖地区)干湿交替这样的地质条件下，因多重因素作用，对于桥梁基桩和墩柱，如不对混凝土结构采取可靠的防腐蚀措施，2～3年即会发生严重腐蚀，3年左右开始粉化，极大地缩短了桥梁整体寿命和公路的安全运营。

腐蚀环境下的混凝土防腐蚀技术，在科研和工程领域得到了广泛的重视。目前常用主要方法如下：

a)加大结构断面尺寸——这是种方法在盐渍化程度较低，气候相对较好的环境下，能够提高混凝土结构的耐久性，从而达到防腐蚀的目的。但对于气候条件恶劣，盐渍化程度非常高的盐湖地区，这种方法的效果和实用性就大大降低。因为在盐渍土和温度的双重作用下，混凝土的腐蚀非常严重，腐蚀速度也很快，加大截面，提高混凝土保护层厚度，也受结构物外观的限制，在盐湖地区的防腐蚀措施中仅属于辅助地位。

b)提高混凝土耐腐蚀性能——此方面研究工作，自上世纪50年代即开始有关耐腐蚀混凝土的研究工作，通过添加矿粉、引气剂等外掺剂，提高混凝土的密实性达到防腐蚀效果，对盐渍土地区的工程建设，起到了很大的促进作用。然而，根据已建工程目前的使用效果来看，盐渍土地区的混凝土的腐蚀问题尚未得到解决。

c)改善混凝土外部环境

除了上述提高材料自身性能的方法外，常用的阴极保护法等属于改善混凝土外部环境，间接提高混凝土结构的耐腐蚀性能。但这种方法，建设及养护成本高，主要适用于在滨海盐渍土或海水环境下的混凝土，内陆干旱、半干旱地区盐渍土尤其是强盐渍土基本不适用。

d)表面涂装或包覆保护

本方法主要通过在混凝土表面包裹玻璃钢纤维、喷涂沥青等耐腐蚀的材料，阻隔盐渍土对混凝土的直接接触，提高混凝土表面的密实性，降低混凝土的透水性，从而提高混凝土的耐久性。目前常用的包裹玻璃钢纤维，适用范围受限，对于深基础基本不适用，而且造价高，适用效果一般，包裹材料与混凝土的亲和性较差，2～3年即与混凝土剥离。

e)近几年来由于察尔汗盐湖开发的需要，针对工业厂房基础开发研制的裹体桩复合地基。该方法主要通过两布一膜的土工材料，内填散体砾石(碎石)或混凝土，作为一种复合地基提高地基的承载力从而达到工业设施地基承载力的要求。这种方法桩径小，桩长短，施工工艺简单，仅适用于地基承载力要求较低的情况，对于大型桥梁需要的几百甚至上千吨的承载力的大直径桩基础，无论承载力，还是施工方案、技术措施，均不能达到盐渍土环境下的技术要求。

综上所述，现有技术存在着强盐渍土环境下的防腐蚀效果不理想、承载力太小不利于修建大型结构的问题。

发明内容：

本发明要提供一种大直径袋装混凝土灌注桩技术，以克服现有技术存在的盐渍土环境下大型结构混凝土构造物的防腐蚀效果不理想、承载力小的问题。

为了克服现有技术存在的问题，本发明提供的技术方案是：一种大直径袋装混凝土灌注桩技术，利用常规的钻孔工艺成孔，清孔后，预先将一根直径约1/(10～15)孔径的钢管沿钻孔孔壁置于孔底作为排浆管，然后将工厂加工成型的防腐袋，进行配重后沉入钻孔内的卤水泥浆中，确认防腐袋与钻孔同深后，开始在防腐袋内注入淡水泥浆或淡水，用排水注浆法将钻孔内的卤水泥浆经排浆管排出；防腐袋与钻孔孔壁紧密粘贴后，将底部尖角打磨并包裹后的钢筋笼沉入防腐袋内并与钻孔同深达到设计位置后，采用常规钻孔灌注桩工艺浇筑基桩水下混凝土直至成桩。

上述排水注浆法是指在防腐袋内注入淡水泥浆或淡水，直至防腐袋在水头差或压力差以及排浆管接连接的泥浆泵形成的负压作用下，将钻孔内的卤水泥浆排出。

与现有技术相比，本发明的优点是：

利用土工膜和土工布价格低廉、耐腐蚀、在地下环境的寿命长的特点，研制开发了三布两膜土工合成的防腐袋。该防腐袋具有防腐蚀、抗渗透、强度高、耐磨损、寿命长与混凝土的亲和力强等特点，利用防腐袋将钻孔灌注桩的钢筋混凝土结构与盐渍土环境进行了完全隔离，从而有效的解决了盐渍土(盐湖卤水)对桩体材料的腐蚀性破坏，保证强腐蚀地区的钢筋混凝土基础的耐久性符合桥梁桩基寿命的要求。

在察尔汗至格尔木高速公路修建过程中，使用本发明方法进行实验，在完成的直径1.2m、桩长45m的3根袋装混凝土灌注桩试桩工程的实践中发现，本方法与其他防腐蚀技术比较，具备以下优点：

a)袋装混凝土灌注桩技术将桩基混凝土与盐渍土环境完全隔离，大大提高了地下混凝土基础的耐久性，降低了盐渍土环境下地下混凝土结构对混凝土性能的要求；

b)强盐渍土地区大直径长桩基的采用，大大提高了基础的承载能力，为强盐渍土地区修建大型构造物扫清技术障碍；

c)相对于打入钢管桩、打入钢板桩围堰以及高性能混凝土等技术方案，降低工程造价，而且可靠度高，基础变形小，减少了对上部结构形式的限制；

d)排水注浆法具备很强的可操作性；

e)明确了混凝土基桩寿命的可预测性；

f)大大地降低了工程投资，可降低盐渍土地区基桩工程造价约30％左右。

附图说明：

附图是本发明的施工效果示意图。

附图标记说明如下：

1——排浆管，2——防腐袋，3——钢筋笼。

具体实施方式：

下面将结合附图和实施例对本发明进行详细地说明。

参见图1，一种大直径袋装混凝土灌注桩技术，利用常规的钻孔工艺成孔，清孔后，预先将一根直径约1/(10～15)孔径的钢管沿钻孔孔壁置于孔底作为排浆管1，然后将工厂加工成型的防腐袋2，进行配重后沉入钻孔内的卤水泥浆中，确认防腐袋2与钻孔同深后，开始在防腐袋2内注入淡水泥浆或淡水，用排水注浆法将钻孔内的卤水泥浆经排浆管1排出；防腐袋2与钻孔孔壁紧密粘贴后，将底部尖角打磨并包裹后的钢筋笼3沉入防腐袋2内并与钻孔同深达到设计位置后，采用常规钻孔灌注桩工艺浇筑基桩水下混凝土直至成桩。

采用本发明，基本解决了盐湖等重盐渍土地区的桥涵基础混凝土耐久性问题，是桥梁防腐蚀技术方面的重大突破。同时降低了地下混凝土工程对混凝土自身的要求和附加的防腐蚀措施，降低了工程投资，提高了地下混凝土结构的寿命及寿命可预测性，为在该类地区大规模的修筑高等级公路或大型构造物需要的承载力要求较高的大直径桩基础，创造了良好的技术条件和施工可行性。实验显示，在建设察尔汗至格尔木高速公路上一座仅250m长、10m宽的桥梁时，采用本技术后，相对于原设计采用的打入钢管桩节省投资达约2100万。随着西部大开发以及柴达木循环经济区等强盐渍土地区的经济步伐的加快，不可避免的需要进行大型基础建设，引进大型精密工业设备，而能够为这些设施提供更高承载力并满足其耐久性要求的“大直径袋装混凝土灌注桩技术”，必将产生良好的社会效益和巨大的经济效益。

Claims (2)

1.一种大直径袋装混凝土灌注桩技术，利用常规的钻孔工艺成孔，清孔后，预先将一根直径约1/(10～15)孔径的钢管沿钻孔孔壁置于孔底作为排浆管(1)，然后将工厂加工成型的防腐袋(2)，进行配重后沉入钻孔内的卤水泥浆中，确认防腐袋(2)与钻孔同深后，开始在防腐袋(2)内注入淡水泥浆或淡水，用排水注浆法将钻孔内的卤水泥浆经排浆管(1)排出；防腐袋(2)与钻孔孔壁紧密粘贴后，将底部尖角打磨并包裹后的钢筋笼(3)沉入防腐袋(2)内并与钻孔同深达到设计位置后，采用常规钻孔灌注桩工艺浇筑基桩水下混凝土直至成桩。

2.如权利要求1所述的大直径袋装混凝土灌注桩技术，其特征在于：所述排水注浆法是指在防腐袋(2)内注入淡水泥浆或淡水，直至防腐袋(2)在水头差或压力差以及排浆管(1)接连接的泥浆泵形成的负压作用下，将钻孔内的卤水泥浆排出。