CN1066511C

CN1066511C - 一种后灌浆桩复合地基的施工方法

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Publication number: CN1066511C
Application number: CN 95108866
Authority: CN
Inventors: 张作瑂
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1995-08-30
Publication date: 2001-05-30
Anticipated expiration: 2015-08-30
Also published as: CN1119232A

Abstract

本发明属于一种后灌浆桩复合地基的施工方法，其主要步骤包括：布置桩孔位置并钻成桩孔，在桩孔中安装钢筋和注浆管，并在桩间装设注浆管，然后灌浆成复合地基。本发明的复合地基与现有的复合地基相比具有桩径较小，桩长较短，经灌浆后的土层得以改善使地基承载能力提高40%左右，并可降低工程造价30%。

Description

一种后灌浆桩复合地基的施工方法

本发明属于一种复合地基的施工方法，特别涉及于一种后灌浆桩复合地基的施工方法。

当地基土层不足以支承上部建筑物的荷载时，常在土层中打入钢筋凝土桩来增强地基土的承载能力。桩的形成方法有多种多样，名称为“单管注浆扩底灌注桩成型方法的专利文献(CN 1083150A)中公开的单管注浆扩底灌法桩”是其中的一种，但此法具有很大的局限性，它不适用于含水地层和中高层建筑物，地基内含有软弱土层时，此法也难于角决地基沉降问题。而且，建筑庄不含水地层上的底层建筑物往往无需打设钢筋混凝土桩。

当上部建筑物荷载较大，而软弱土层又较深厚时，现有的复合地基都难于满足设计要求，而钢筋混凝土桩则必须打到很深的刚性层或岩层上，不但施工困难，且费用很高，因而目前还没有有效的地基加固方法。

本发明的目的是提供一种后灌浆桩复合地基的施工方法。

本发明的后灌浆复合地基的施工方法，其主要步骤包括：

1)按设计布置桩孔位并钻成桩孔；

2)在桩孔中安放钢筋和注浆管，注浆管底端与桩底相齐平，而管顶则高出桩顶面，并在桩间装设注浆管；

3)用灌浆泵将浆液灌满钻孔中形成摩擦桩，灌浆压力以慢速能把孔内泥浆托换出孔为准；

4)通过注浆管将浆液注入桩周围的土层中；所述钻孔采用钻机进行跳打或清水钻进。所述灌浆采用置换灌浆法在充满液体的钻孔中灌注混凝土或高强度水泥浆形成摩擦桩，并采用间隔灌浆。在易塌孔地层中可采用泥浆或投放优质粘土。在杂填土层中采用劈裂灌浆，以干钻成孔，灌浆厚度超过回填土层下20-50cm，最大灌浆压力为0.7-1.0MPa。

本发明的后灌浆桩复合地基的基本特点；

用压力灌浆法在软土层中形成复合地基，克服了有些方法难于克服的困难，能更好的协调桩土之间的应力和变形关系，以较低的造价和较短的工期解决好工程中存在的技术难题，其主要内容包括下述几项：

1．用置换灌浆法在充满液体的钻孔中形成摩擦桩；

2．用后灌浆法提高桩侧与土体之间的摩擦力；

3．用压密灌浆法增强基础底板与底土之间的联结；

4．用劈裂灌浆法加固基础底板下面的人工杂填土层。

与现有复合地基的差别在于：本发明采用下述三种特殊措施来提高桩和地基土的天然承载能力；

1．用“后灌浆技术提高桩与周围土之间的摩擦力。所谓“后灌浆”技术，就是在地基内打桩后，通过预埋管向桩的侧面注入高强度水泥浆，主要依靠水泥浆的胶结作用提高桩与土的摩擦力，从而使桩的承载能力大大增加。

2．在基础底板内预埋铁管，并通过此铁管向基础底板下注入高强度水泥浆，这些浆液不但可充填底板下面的空隙，改善复合地基的受力条件，而且在注浆过程中还能对地基土施加较大的压力，使土的密度和承载能力进一步提高。

3．也是通过上述预埋管，向土体一定深度内注入高强度水泥浆，主要靠水泥浆的胶结作用而使天然地基土的强度和承载能力提高。

本发明的效果

通过上述三种措施后，桩和土的承载能力都得到改善，使复合地基的总承载能力大大提高(约可提高40％)。当设计荷载一定时，与现有的复合地基相比，后灌浆桩复合地基所用的桩径较小，桩长较短，工程造价约可降低30％。

为进一步说明本发明的后灌浆桩复合地基的结构和方法，将参照附图并结合实施例进行具体描述。其附图有：

图1为桩孔及预埋注浆管平面布置图；

图2为后灌浆桩剖示图；

图3为后灌浆桩施工方法示意图。

在图1-3中：1桩孔，2注浆管，3钢筋笼，4混凝土，5浆脉，6浆液增强土层。

实施例：

拟建建筑物为两栋二十四层住宅楼，地下室两层，每栋建筑面积约二万平方米，现浇剪力墙结构，每栋楼的底板面积为870m²，上部建筑物荷载为380KPa。

地层土质自上而下主要由人工杂填土层、砂质粘土层、粉质粘土层、砂质粘土层和中细砂层等组成。这些土层都不能满足设计荷载的要求，尤其是上部杂填土层厚度变化大(2.8-13.2m)，组成较复杂(含石子、垃圾及腐植质等)，对建筑物甚为不利。为此，必须对地基土进行有效的加固。

具体加固施工步骤有：

1．桩孔布置：全部383个桩孔1均匀布置在基础底板下面，其基本轮廓如图1所示；

2．桩孔顺序编号，严格按1、3、5或2、4、6号孔进行跳打和间隔灌浆，以防孔与孔之间的施工干扰；

3．由于人工杂填土层中含有砖石和垃圾等物，故钻孔采用冲击钻机，在粘性土层可用清水钻进，在粉细砂及杂填土等易塌孔地层中，必要时可采用泥浆或在孔中投入优质粘性土；

4．钻孔深度达到预定高程后，在孔中插入一根底端敝口的2时铁管2直至孔底，然后用灌浆泵压入高强度水泥浆液，用以置换孔内的泥浆，从而形成具有中等强度并含一根铁管的钻孔桩，如图3所示；

5．铁管应伸入基础底板并与板面平齐，(或略高)如图3剖面图所示，在浇筑底板混凝土时，务必保持铁管垂直；

6．成桩浆液采用高强度水泥浆，它具有高浓度、高流动性、高稳定性、中等强度(无侧限抗压强度为15-20MPa)；

7．灌浆压力以能慢速把孔内泥浆顶托出孔外为原则，而不能采用较大的压力；

8．假定压入的浆液体积为V，钻孔(Φ300mm)体积为V₁，则当满足下式条件时即可结束灌浆工作；V=V₁(1+5％)

桩则灌浆施工

基础底板浇筑完毕且混凝土具有一定强度后，可开始进行桩侧灌浆，用以桩周围形成坚硬的浆壳和浆脉，(见图2)，从而使桩侧摩擦力和承载力大大提高。

首先用小直径钻头扫除铁管内的剩余浆体，并用水冲法使钻孔深度达到铁管下面0.5m土层，然后封闭铁管上口，用泥浆泵压入高强度水泥浆液。

桩侧灌浆需采用较大的灌浆压力，迫使浆液挤入桩周围的土体内，压力越大一般注浆量也越大，灌浆质量较好，但也可能出现其它不良的后果，结合本工程的条件，最大灌浆压力采用P_max=1.0-1.5MPa。

插入孔底的后灌浆管即加强了桩体本身，与底板钢筋联结后还有利于提高地基整体稳定性及抗震抗弯性能。

基底压密灌浆的实施办法为：在进行基础底板施工时预先在混凝土中埋设Φ60mm铁管，待底板混凝土具有足够强度后，通过此铁管进行钻孔灌浆，这些浆液不但充填上述结构的缺陷，增强持力土层地基与基础底板结合严密，传力明确可靠，还能靠挤压作用使松散土层的密度提高。

由于压密灌浆部位靠近底板，灌浆体直接承受底板及上部建筑的压力故所用浆液的抗压强度变化在20-25MPa。

由于灌浆部位靠近底板，故最大灌浆压力降为0.5-0.7MPa。

杂填土劈裂灌浆：基底下面残留有厚约1-3m的人工杂填土层，劈裂灌浆也有利用上述预埋管进行钻孔和灌浆，在较高灌浆压力作用下，浆液不仅能顺利地进入较大的孔隙，还能靠劈裂作用挤进不可灌的细小孔隙，并在土中形成纵横交错的浆液结石网格(见图2)，从而使杂填土强度和整体稳定性大大提高。

由于是利用同一个钻孔，故杂填土灌浆必须在压密灌浆结束并待凝固三天以后进行，但为了减轻钻孔的难度，压密灌浆结束后三小时可把充填于管内的低强度浆液取出。

钻孔灌浆浓度以超过人工回填土层20-30cm为原则，如有必要，也可加深至30-50cm。钻孔方法以干钻为宜，但如因冷却钻头需要用水时，可在钻孔内注入少量凉水，而不可用循环水，最大灌浆压力采用0.7-1.0MPa。浆液采用高强度水泥浆。最大吃浆量和灌浆结束标准与压密灌浆相同。杂填土劈裂灌浆也可与桩侧灌浆同步进行。

本发明的实施例工程总造价为345万元；后来我公司以后灌浆桩复合地基方案参加投标，被建设方采用，使复合地基的总承载力提高约50％，工程总造价240万元，比现行复合地基方案降低30.5％。

Claims

1．一种后灌浆桩复合地基的施工方法，其主要步骤包括：

1)按设计布置桩孔位置并钻成桩孔；

4)通过注浆管将浆液注入桩周围的土层中；

2．如权利要求5所述的方法，其特征在于所述钻孔采用钻机进行跳打或清水钻进。

3．如权利要求1所述的方法，其特征在于所述灌浆采用置换灌浆法在充满液体的钻孔中灌注混凝土或高强度水泥浆形成摩擦桩，并采用间隔灌浆。

4．如权利要求1所述的方法，其特征在于在易塌孔地层中可采用泥浆或投放优质粘土。

5．如权利要求1所述的方法，其特征在于在杂填土层中采用劈裂灌浆，以干钻成孔，灌浆厚度超过回填土层下20-50cm，最大灌浆压力为0.7-1.0Mpa。