CN106337417A - 一种旋挖桩桩端后注浆方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋挖桩桩端后注浆方法。后注浆方法，包括以下步骤：1）、压浆管准备：用金属管在下端部钻孔加工出浆孔，相邻两排出浆孔在管轴向上间距为40～60mm，且沿管周面螺旋形斜向错开排布；钻孔完毕后将管内铁屑清理干净，出浆孔口用橡胶皮包裹并捆扎，橡胶皮宽度为50～80cm，压浆管下端口用略大于管外径的钢板封闭；2）、将压浆管固定在钢筋笼上，并至少设置一个桩侧压浆管和一个桩底压浆管，桩底压浆管下端伸出钢筋笼30cm以上，压浆管与钢筋笼的主筋点焊并绑扎紧密；然后将压浆管随钢筋笼一起下放到桩孔中；3）、浇筑桩身混凝土。本发明具有较强推广效益，便于广泛推广普及使用。

Description

一种旋挖桩桩端后注浆方法

技术领域

本发明涉及岩土工程施工，具体涉及一种旋挖桩桩端后注浆方法。

背景技术

钻孔灌注桩的后注浆技术是成桩时在桩底或桩侧预置压浆管路和注浆装置；待浇筑桩身混凝土后，桩身达到一定强度；再通过压浆管路，利用高压注浆泵压注以水泥为主剂的浆液，对孔底沉渣和桩侧泥皮进行固化，从而消除传统灌注桩施工工艺固有缺陷，达到提高桩的承载力、减少沉降量的一种科学、先进的技术方法。

浆液通过钢管由压力作用压入桩端的沉渣层中，使得原本松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体。浆液在压力作用下由桩端在沉渣层的孔隙里向四周扩散，对于单桩区域，向四周扩散相当于增加了端部的直径，向下扩散相当于增加了桩长；群桩区域所有的浆液连成一片，使得桩端土层成为一个整体，从而使得原来不满足要求的碎石层满足结构的承载力要求。也就是说：钻孔灌注桩后注浆技术主要通过提高桩端和桩侧阻力，尤其通过桩底压浆，固化桩底沉渣虚土，使桩端持力层胶结度提高，而且成层连接，达到大大提高单桩承载力，减小桩基沉降的目的。实践证明桩底注浆的单桩极限承载力均大于未注浆的承载力,提高幅度在30%～50%；桩侧、桩底同时注浆，单桩垂直承载力提高幅度更大，达到了40～60%。

目前后注浆主要有以下几种工艺：一是在孔底设置注浆室，采用该工艺时钢筋笼需下到桩底，工艺复杂，成本高，国内很少使用。二是将压浆管（钢管或黑铁管）固定在钢筋笼上，出浆口采用单向截流阀并压入桩底土中30～50cm。由于采用单向截流阀，在进行桩身砼浇注时浆液不会灌入阀内，注浆时浆液也不会回流。采用单向截流阀作出浆口，注浆成功率高，压力相对稳定，注浆效果好；但操作相对复杂，设备较贵，应用成本太高；而且单向截流阀结构比较精密，而注浆环境和条件都比较差，容易造成阀损坏和失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋挖桩桩端后注浆方法，该方法解决注浆容易发生出浆口堵塞导致注浆失败的问题，并且操作简单、设备成本低。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种旋挖桩桩端后注浆方法，包括以下步骤：

1）、压浆管准备：用金属管在下端部钻孔加工出浆孔，相邻两排出浆孔在管轴向上间距为40～60mm，且沿管周面螺旋形斜向错开排布；钻孔完毕后将管内铁屑清理干净，出浆孔口用橡胶皮包裹并捆扎，橡胶皮宽度为50～80cm，压浆管下端口用略大于管外径的钢板封闭；

2）、将压浆管固定在钢筋笼上，并至少设置一个桩侧压浆管和一个桩底压浆管，桩底压浆管下端伸出钢筋笼30cm以上，压浆管与钢筋笼的主筋点焊并绑扎紧密；然后将压浆管随钢筋笼一起下放到桩孔中；

3）、浇筑桩身混凝土，在成桩3～5天后开始压浆，压浆采用低速慢压的方法进行；同一根桩的压浆顺序是先桩侧压浆、隔2～5天后桩底压浆；同一承台的不同桩的压浆顺序是：先压四周位置桩、后压中心位置桩；压浆完毕后立即给压浆管上端拧上堵头，以免因回浆而降低压浆效果。

优选的，所述的步骤2）中，设置两个桩底压浆管和两个桩侧压浆管，两桩侧压浆管一个下端位于桩中部，另一个下端位于桩下部；四个压浆管沿桩边缘均匀分布，也就是间隔对称布置。这样更适合工程桩深度较大的压浆需求，加强注浆效果。

优选的，所述桩侧压浆管下端具有出浆孔的端头呈直角弯曲。这样利于将夜分布，也避免高压的将夜直接冲刷桩身，对桩身造成破坏。

优选的，所述的步骤3）中，同一根桩压浆顺序为：桩中部——桩下部——3天后压桩下端。因为桩身浇筑的时候，混凝土流淌到底端本身输送路径长，且底端沉渣量大，会造成桩底端水泥浆流失，桩底混凝结构空洞、性能差，所以需要更多的养护时间，确保高压压浆的时候不被破坏，而是获得加强。

优选的，所述桩底压浆管的下端伸出钢筋笼30～50cm，也就是会插入沉渣段30～50cm。

优选的，所述压浆管下端口用6～8mm厚、半径较管外半径大10～15mm的圆形钢板焊接封闭。

优选的，所述橡胶皮厚度为2mm，用橡胶皮包裹2层并用钢丝捆扎。

优选的，所述出浆孔直径6mm，孔中心在管轴向上的间距为50mm。本发明出浆孔不是在管周面上纵横交错分布，而是出浆孔的中心连线像多条平行的螺旋线在管周免上分布，这样最有利于降低浆液流淌的阻力，便于压浆。

后注浆技术终止压浆的控制原则是以压浆量为主，压力控制为辅。压浆参数根据地质条件合理选择，如桩端为密实的砾石、卵石层时，可考虑采取大压浆量和较大的压浆压力，以压浆量为主要控制指标；如桩侧为密实的砂土层，可以以压浆压力为主要指标，压浆量为参考指标。优选的，压浆的终止条件是总压浆量达到要求或稳压压力大于3.0MPa持续1min以上。此条件在各种地质条件下均可通用。

优选的，所述的步骤3）中，压浆所使用的浆料按重量份数组成为：水泥5份、膨胀剂0.1～0.2份、石英砂1～2份、水和减水剂，减水剂用量为0.8～1kg/m³，述砂石碎料粒径在0.03～0.05cm；

所述的减水剂是由：

0.13mol聚合度为30～60的甲基烯基聚氧乙烯；

0.32mol丙烯酸；

0.01mol甲基丙烯磺酸钠；

0.12mol丙烯酰胺；

0.05mol苯乙烯；

按下述步骤制得：

a、将70%的丙烯酸和除甲基烯基聚氧乙烯之外的其他原料溶于去离子水中，搅拌均匀，得小单体溶液待用；

b、将亚硫酸氢钠溶于去离子水中，搅拌均匀，得链转移剂溶液待用；亚硫酸氢钠用量按重量计为反应总单体重量的0.3～0.4%；

c、将聚合度为30～60的甲基烯基聚氧乙烯与去离子水投入反应容器中加热溶解；待完全溶解后，加入余量的丙烯酸和引发剂，继续搅拌升温，待温度升至45±2℃，开始同步匀速滴加小单体溶液与链转移剂溶液，8h滴完，然后继续保温反应3～4h，再降温至40℃以下，加入氢氧化钠溶液调节体系PH值至7～8之间，即得；

所述引发剂为硫酸钠或过硫酸钾，引发剂用量按重量计为反应总单体重量的1～1.4%；

所述的去离子水总用量为单体总质量的1倍；步骤a用量为单体总质量的0.3倍，步骤b用量为单体总质量的0.1倍，步骤c用量为单体总质量的0.6倍。

本发明的技术方案中，用2mm厚橡胶皮包裹压浆管下端的出浆孔，防止在桩身混凝土灌注过程中堵塞出浆孔，注浆时依靠注浆压力撑破橡胶皮。这样无需使用其他不使用可逆装置，简化了注浆操作，节约了装置成本。压浆管下端的大于管外径的钢板可以对橡胶皮起到保护作用，避免其位移和脱离，确保工作可靠。因此，本发明具有较强推广效益，便于广泛推广普及使用。

附图说明

图1为压浆管固定到钢筋笼上的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为桩底压浆管的结构示意图；

图4为桩侧压浆管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1～4所示的结构，介绍本发明的优选实施例，以使本领域技术人员更加清楚本发明的技术方案和效果。当然，本发明的技术实质可以做很多变通而不限于下述优选实施例的介绍。

实施例一

旋挖桩桩端后注浆方法，包括以下步骤：

1）、压浆管准备：用金属管在下端部钻孔加工出浆孔6，出浆孔6直径5mm。相邻两排出浆孔6在管轴向上间距为60mm，且出浆孔6沿管周面螺旋形斜向错开排布，图2、3中为了简化示意，省略了管壁上的部分出浆孔6。钻孔完毕后将管内铁屑清理干净，出浆孔6口用3mm厚橡胶皮7包裹一层并钢丝捆扎，橡胶皮7宽度为50cm，压浆管下端口用大于管外径的钢板4封闭，保证钢板4边缘伸出压浆管下端10mm。

2）、设置一个桩侧压浆管5和一个桩底压浆管3，并将压浆管与钢筋笼上的主钢筋1和箍筋2捆扎，并点焊在钢筋笼主钢筋1内侧，桩底压浆管3下端伸出钢筋笼40cm；然后将压浆管随钢筋笼一起下放到桩孔中；

3）、浇筑桩身混凝土，在成桩3天后开始压浆，压浆时用耐压软管将高压泵和压浆管连接，采用低速慢压的方法进行；同一根桩的压浆顺序是先利用桩侧压浆管5进行桩侧压浆、隔3天后利用桩底压浆管3进行桩底压浆；同一承台的不同桩的压浆顺序是：先压四周位置桩压浆、后压中心位置桩压浆；压浆量以稳压压力4.0MPa持续2min为止。压浆完毕后立即给压浆管上端拧上堵头，以免因回浆而降低压浆效果。

实施例二

旋挖桩桩端后注浆方法，包括以下步骤：

1）、压浆管准备：用金属管在下端部钻孔加工出浆孔6，出浆孔6直径6mm。相邻两排出浆孔6在管轴向上间距为50mm，且出浆孔6沿管周面螺旋形斜向错开排布。钻孔完毕后将管内铁屑清理干净，出浆孔6口用2mm厚橡胶皮7包裹2层并钢丝捆扎，橡胶皮7宽度为60cm；压浆管下端口用6mm厚、半径较管外半径大15mm的圆形钢板4焊接封闭，也即是钢板4边缘伸出压浆管下端15mm。

2）、设置两个桩底压浆管3和两个桩侧压浆管5，两桩侧压浆管5一个下端位于桩中部，另一个下端位于桩下部；四个压浆管沿桩边缘均匀分布，并固定在钢筋笼上的主钢筋1和箍筋2上，也就是图2所示的水平方向两侧为桩底压浆管3、竖直方向两侧为桩侧压浆管5。且所述桩侧压浆管5下端具有出浆孔6的端头呈直角弯曲。并将压浆管点焊在钢筋笼主钢筋1内侧，与主钢筋1和箍筋2钢丝捆扎增强连接可靠性；桩底压浆管3下端伸出钢筋笼30cm；然后将压浆管随钢筋笼一起下放到桩孔中。

3）、浇筑桩身混凝土，在成桩3天后开始压浆，压浆时用耐压软管将高压泵和压浆管连接，采用低速慢压的方法进行；同一根桩压浆顺序为：桩中部——桩下部——3天后压桩下端。因为桩身浇筑的时候，混凝土流淌到底端本身输送路径长，且底端沉渣量大，会造成桩底端水泥浆流失，桩底混凝结构空洞、性能差，所以需要更多的养护时间，确保高压压浆的时候不被破坏，而是获得加强。同一承台的不同桩的压浆顺序是：先压四周位置桩压浆、后压中心位置桩压浆。压浆量以稳压压力4.0MPa持续2min为止。压浆完毕后立即给压浆管上端拧上堵头，以免因回浆而降低压浆效果。

实施例三

所述的步骤3）中，压浆所使用的浆料按重量份数组成为：水泥5份、膨胀剂用硫铝酸钙0.1～0.2份、石英砂1～2份、水和减水剂，减水剂用量为0.8～1kg/m³，述砂石碎料粒径在0.03～0.05cm。水的用量要求不严格，也视工程地质条件确定，地下水丰富则用水少，保证能灌注输送即可；地下干燥则用水量大。但是因为深基坑灌注后，都存在水渗透到地基的问题，因此加入高性能减水剂，使得浆料对用水量具有更高的适应性能。

本实施例其它条件与实施例二相同。本发明的减水剂优选由：

0.13mol聚合度为30～60的甲基烯基聚氧乙烯；

0.32mol丙烯酸；

0.01mol甲基丙烯磺酸钠；

0.12mol丙烯酰胺；

0.05mol苯乙烯；

按下述步骤制得：

a、将70%的丙烯酸和除甲基烯基聚氧乙烯之外的其他原料溶于去离子水中，搅拌均匀，得小单体溶液待用；

b、将亚硫酸氢钠溶于去离子水中，搅拌均匀，得链转移剂溶液待用；亚硫酸氢钠用量按重量计为反应总单体重量的0.35%；

c、将聚合度为30～60的甲基烯基聚氧乙烯与去离子水投入反应容器中加热溶解；待完全溶解后，加入余量的丙烯酸和引发剂，继续搅拌升温，待温度升至45±2℃，开始同步匀速滴加小单体溶液与链转移剂溶液，8h滴完，然后继续保温反应3.5h，共聚得到分子量为90000～120000的聚合物，即可结束降温至40℃以下，加入氢氧化钠溶液调节体系PH值至7～8之间，即得。

所述引发剂为硫酸钠或过硫酸钾，引发剂用量按重量计为反应总单体重量的1.3%；

所述的去离子水总用量为单体总质量的1倍；步骤a用量为单体总质量的0.3倍，步骤b用量为单体总质量的0.1倍，步骤c用量为单体总质量的0.6倍。

该减水剂可以节省用量，同时保证极佳的减水效果。且保障混凝土物理性能，尤其是流动性好，这对于桩身混凝土灌注施工和后注浆施工具有特殊优越性。本实施例1的产品（含固量：40%）与现有产品进行性能对比的试验情况如下：

现有产品来源：重庆健杰科技有限公司生产的JJPC-C型聚羧酸系高性能减水剂母液（含固量：40%）。

按《混凝土外加剂》（GB8076-2008）进行试验。

混凝土配合比及减水率结果：

可见，本发明的产品具有比现有产品更高的减水率。

保坍性能试验

混凝土配合比：

混凝土工作性能实验结果：

可见，本发明的产品具有比现有产品更高的减水率,更优异的保坍性能。因本减水剂应用范围较广，所以上述对比试验采用了更常规的混凝土配方进行对比。本领域技术人员都可以由上述效果确定本发明减水剂用到别的混凝土配方中也具有相同的技术效果。

Claims (9)

1.一种旋挖桩桩端后注浆方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）、压浆管准备：用金属管在下端部钻孔加工出浆孔，相邻两排出浆孔在管轴向上间距为40～60mm且沿管周面螺旋形斜向错开排布；钻孔完毕后将管内铁屑清理干净，出浆孔口用橡胶皮包裹并捆扎，橡胶皮宽度为50～80cm，压浆管下端口用略大于管外径的钢板封闭；

2）、将压浆管固定在钢筋笼上，并至少设置一个桩侧压浆管和一个桩底压浆管，桩底压浆管下端伸出钢筋笼30cm以上，压浆管与钢筋笼的主筋点焊并绑扎紧密；然后将压浆管随钢筋笼一起下放到桩孔中；

3）、浇筑桩身混凝土，在成桩3～5天后开始压浆，压浆采用低速慢压的方法进行；同一根桩的压浆顺序是先桩侧压浆、隔2～5天后桩底压浆；同一承台的不同桩的压浆顺序是：先压四周位置桩、后压中心位置桩；压浆完毕后立即给压浆管上端拧上堵头，以免因回浆而降低压浆效果。

2.根据权利要求1所述的旋挖桩桩端后注浆方法，其特征在于：所述的步骤2）中，设置两个桩底压浆管和两个桩侧压浆管，两桩侧压浆管一个下端位于桩中部，另一个下端位于桩下部；四个压浆管沿桩边缘均匀分布。

3.根据权利要求2所述的旋挖桩桩端后注浆方法，其特征在于：所述桩侧压浆管下端具有出浆孔的端头呈直角弯曲。

4.根据权利要求2所述的旋挖桩桩端后注浆方法，其特征在于：所述的步骤3）中，同一根桩压浆顺序为：桩中部——桩下部——3天后压桩下端。

5.根据权利要求2所述的旋挖桩桩端后注浆方法，其特征在于：所述桩底压浆管的下端伸出钢筋笼30～50cm，也就是会插入沉渣段30～50cm。

6.根据权利要求2所述的旋挖桩桩端后注浆方法，其特征在于：所述压浆管下端口用6～8mm厚、半径较管外半径大10～15mm的圆形钢板焊接封闭。

7.根据权利要求2所述的旋挖桩桩端后注浆方法，其特征在于：所述橡胶皮厚度为2mm，用橡胶皮包裹2层并用钢丝捆扎。

8.根据权利要求1所述的旋挖桩桩端后注浆方法，其特征在于：所述出浆孔直径6mm，孔中心在管轴向上的间距为50mm。

9.根据权利要求1所述的旋挖桩桩端后注浆方法，其特征在于：所述的步骤3）中，压浆所使用的浆料按重量份数组成为：水泥5份、膨胀剂0.1～0.2份、石英砂1～2份、水和减水剂，减水剂用量为0.8～1kg/m³，述砂石碎料粒径在0.03～0.05cm；

所述的减水剂是由：

0.13mol聚合度为30～60的甲基烯基聚氧乙烯；

0.32mol丙烯酸；

0.01mol甲基丙烯磺酸钠；

0.12mol丙烯酰胺；

0.05mol苯乙烯；

按下述步骤制得：

a、将70%的丙烯酸和除甲基烯基聚氧乙烯之外的其他原料溶于去离子水中，搅拌均匀，得小单体溶液待用；

b、将亚硫酸氢钠溶于去离子水中，搅拌均匀，得链转移剂溶液待用；亚硫酸氢钠用量按重量计为反应总单体重量的0.3～0.4%；

c、将聚合度为30～60的甲基烯基聚氧乙烯与去离子水投入反应容器中加热溶解；待完全溶解后，加入余量的丙烯酸和引发剂，继续搅拌升温，待温度升至45±2℃，开始同步匀速滴加小单体溶液与链转移剂溶液，8h滴完，然后继续保温反应3～4h，再降温至40℃以下，加入氢氧化钠溶液调节体系PH值至7～8之间，即得；

所述引发剂为硫酸钠或过硫酸钾，引发剂用量按重量计为反应总单体重量的1～1.4%；

所述的去离子水总用量为单体总质量的1倍；步骤a用量为单体总质量的0.3倍，步骤b用量为单体总质量的0.1倍，步骤c用量为单体总质量的0.6倍。