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1、第1页/共30页第2页/共30页在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设，桩混凝土强度满足要求后，将水泥浆液通过钢管由压力作用压入桩端的碎石层孔隙中，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。水泥浆液在压力作用下由桩端在碎石层的孔隙里向四周扩散，对于单桩区域单桩区域，向四周扩散相当于增加了端部的直径增加了端部的直径，向下扩散相当于增加了桩长；群桩区域群桩区域所有的浆液连成一片，使得碎石层成为一个整体碎石层成为一个整体，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。第3页/共30页在钻孔灌注桩施工过程中，无论如何清孔，孔底都会留有或多或少的沉渣；在初灌时，混凝土从细长的导
2、管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成“虚尖虚尖”、“干碴石干碴石”；孔壁的泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合，降降低了摩擦系数低了摩擦系数，以上几点都影响到灌注桩的桩端承载力和侧壁摩阻力。第4页/共30页浆液压入桩端后首先和桩端的沉渣、离析的“虚尖”、“干碴石”相结合，增强该部分的密实程度，提高了承载力增强该部分的密实程度，提高了承载力；浆液沿着桩身和土层的结合层上返，消除了泥皮，提高消除了泥皮，提高了桩侧摩阻力了桩侧摩阻力，同时浆液横向渗透到桩侧土层中也起到了加大桩径的作用加大桩径的作用。以上几点均对提高灌注桩的单桩承载力起到不可忽视的作用。第5页/共30页后压浆技术加固原理（1）提高桩
3、侧摩阻力提高桩侧摩阻力。浆液的固结作用消除了桩周泥皮的影响，另一方面和桩周土体发生作用，加固了周围土体，增强桩侧摩阻力，间接增大了桩的平面几何尺寸。（2）提高桩端阻力提高桩端阻力。浆液与桩底沉渣的固结作用，形成较坚硬的水泥土，消除了沉渣对桩端承载力的影响，同时也适当增大了桩的纵向尺寸。（3）对持力层的加固作用对持力层的加固作用。桩底注浆后在持力层形成了扩大头，大大增加了支承面积，大大提高了桩的端承力。第6页/共30页钻孔灌注桩后压浆技术适用于灌注桩的持钻孔灌注桩后压浆技术适用于灌注桩的持力层应为碎石层，碎石含量应在力层应为碎石层，碎石含量应在50%以上，以上，充填土与碎石无胶结或者为轻微胶结，
4、碎充填土与碎石无胶结或者为轻微胶结，碎石的石质要坚硬，碎石分布均匀，碎石层石的石质要坚硬，碎石分布均匀，碎石层厚度要满足设计要求。厚度要满足设计要求。第7页/共30页钻孔灌注桩后压浆技术视频钻孔灌注桩后压浆技术视频第8页/共30页工程案例工程案例钻孔后压浆技术在苏钻孔后压浆技术在苏通大桥基础工程中的通大桥基础工程中的应用应用第9页/共30页压压浆参数主要包括浆参数主要包括压浆水灰比压浆水灰比、压浆量压浆量以及以及闭盘压力闭盘压力，由于地质条件的不同，不同工程应采用不同的参数。由于地质条件的不同，不同工程应采用不同的参数。在工程桩施工前，应该根据以往工程的实践情况，在工程桩施工前，应该根据以往工
5、程的实践情况，先先设定参数，然后根据设定的参数，进行试桩的施工，设定参数，然后根据设定的参数，进行试桩的施工，试桩完成后达到设计的强度，进行桩的静载试验，最试桩完成后达到设计的强度，进行桩的静载试验，最终确定试验参数终确定试验参数。压浆参数的设定压浆参数的设定第10页/共30页水灰比水灰比水灰比一般不宜过大和过小，过大会造成压浆困难，水灰比一般不宜过大和过小，过大会造成压浆困难，过小会使水泥浆在压力作用下形成离析，一般采用过小会使水泥浆在压力作用下形成离析，一般采用015017 压浆量压浆量压浆量是指单桩压浆的水泥用量，它与碎石层的碎石压浆量是指单桩压浆的水泥用量，它与碎石层的碎石含量以及桩间
6、距有关，含量以及桩间距有关，取决于碎石层的孔隙率取决于碎石层的孔隙率，在碎，在碎石层碎石含量为石层碎石含量为50%70%，桩间距为，桩间距为45m 的条的条件下，压浆量一般为件下，压浆量一般为115210t.它是它是控制后压浆施工控制后压浆施工是否完成的主要参数是否完成的主要参数。第11页/共30页 闭盘压力是指结束压浆的控制压力，一般来说什么时候结束一闭盘压力是指结束压浆的控制压力，一般来说什么时候结束一根灌注桩的压浆，应该根据事先设定的压浆量来控制，但同时根灌注桩的压浆，应该根据事先设定的压浆量来控制，但同时也要控制压浆的压力值。在达不到预先设定的压浆量，但达到也要控制压浆的压力值。在达不
7、到预先设定的压浆量，但达到一定的压力时就要停止压浆，压浆的压力过大，一方面会造成一定的压力时就要停止压浆，压浆的压力过大，一方面会造成水泥浆的离析，堵塞管道，另一方面，压力过大可能扰动碎石水泥浆的离析，堵塞管道，另一方面，压力过大可能扰动碎石层，也有可能使得桩体上浮。层，也有可能使得桩体上浮。一般闭盘的最大压力应该控制在一般闭盘的最大压力应该控制在018MPa 018MPa。根据预先设定的参数，进行试验桩的施工，再根据试。根据预先设定的参数，进行试验桩的施工，再根据试桩的静载试验结果，最后确定工程桩的压浆参数，就可以进行桩的静载试验结果，最后确定工程桩的压浆参数，就可以进行工程桩的施工了。工程
8、桩的施工了。闭盘压力闭盘压力第12页/共30页灌注桩成孔灌注桩成孔-钢筋笼制作钢筋笼制作-压浆管制作压浆管制作-灌注桩清孔灌注桩清孔-压浆管绑压浆管绑扎扎-下钢筋笼下钢筋笼-灌注桩混凝土后压浆施工灌注桩混凝土后压浆施工 施工工艺流程施工工艺流程第13页/共30页（1 1）压浆管的制作压浆管的制作施工要点施工要点第14页/共30页（2 2）压浆管的布置）压浆管的布置将将2 2 根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼，在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护，钢筋筋笼，在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护，钢筋笼不得扭曲，以
9、免造成压浆管在丝扣连接处松动，笼不得扭曲，以免造成压浆管在丝扣连接处松动，喷头部分应喷头部分应加混凝土垫块保护加混凝土垫块保护，不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞堵塞。按照规范要求灌注混凝土。按照规范要求灌注混凝土。（3 3）压浆桩位的选择）压浆桩位的选择根据以往工程实践，在碎石层中，水泥浆在工作压力作用下影根据以往工程实践，在碎石层中，水泥浆在工作压力作用下影响面积较大。为防止压浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出，响面积较大。为防止压浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出，压压浆的桩应在混凝土灌注完成浆的桩应在混凝土灌注完成3 37d 7d 后，并且该桩周围至少
10、后，并且该桩周围至少8m 8m 范范围内没有钻机钻孔作业围内没有钻机钻孔作业，该范围内的桩混凝土灌注完成也应在，该范围内的桩混凝土灌注完成也应在3d 3d 以上。以上。第15页/共30页（4 4）压浆施工顺序）压浆施工顺序压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩位压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩位再施工中间桩；压浆时采用再施工中间桩；压浆时采用2 2 根桩循环压浆，即先压第根桩循环压浆，即先压第1 1 根桩的根桩的A A 管，压浆量约占总量的管，压浆量约占总量的70%70%（111111114t 114t 水泥），压完后再压水泥），压完后再压另另1 1 根桩
11、的根桩的A A 管，然后依次为第管，然后依次为第1 1 根桩的根桩的B B 管和第管和第2 2 根桩的根桩的B B 管，管，这样就能保证同一根桩这样就能保证同一根桩2 2 根管压浆时间间隔根管压浆时间间隔303060min 60min 以上，给以上，给水泥浆一个在碎石层中扩散的时间。压浆时应做好施工记录，记水泥浆一个在碎石层中扩散的时间。压浆时应做好施工记录，记录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。出现的异常情况和处理的措施等。第16页/共30页喷头打不开喷头打不开压力达到压力达到10MPa
12、 以上仍然打不开压浆喷头，说明喷头部以上仍然打不开压浆喷头，说明喷头部位已经损坏，不要强行增加压力，可在另一根管中补足压浆位已经损坏，不要强行增加压力，可在另一根管中补足压浆数量。数量。压浆施工中出现的问题和相应措施压浆施工中出现的问题和相应措施第17页/共30页单桩压浆量不足单桩压浆量不足压浆时最好压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周，压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈，再施工中间，能保证中间桩位的压浆质圈桩形成一个封闭圈，再施工中间，能保证中间桩位的压浆质量，若出现个别桩压浆量达不到设计要求，可视情况加大临近量，若出现个别桩压浆量达不到设计要求，可视情况
13、加大临近桩的压浆量作为补充。桩的压浆量作为补充。出现冒浆出现冒浆压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象，压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象，若水泥浆液是在若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出其他桩或者地面上冒出，说明桩底已经饱和，说明桩底已经饱和，可以可以停止压浆停止压浆；若从；若从本桩侧壁冒浆本桩侧壁冒浆，压浆量也满足或接近了设，压浆量也满足或接近了设计要求，可以计要求，可以停止压浆停止压浆；若从；若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少本桩侧壁冒浆且压浆量较少，可，可将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净，等到第将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净，等到第2 天原来压入天原来压入的
14、水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。第18页/共30页苏通长江公路大桥是世界第一大斜拉桥，其主苏通长江公路大桥是世界第一大斜拉桥，其主桥长桥长2 088 m、主跨为、主跨为1 088 m，是长江口第一，是长江口第一桥。它是国家重点干线公路跨越长江的重要通桥。它是国家重点干线公路跨越长江的重要通道，也是我国建桥史上工程道，也是我国建桥史上工程规模最大、综合建规模最大、综合建设条件最为复杂的特大型桥梁工程设条件最为复杂的特大型桥梁工程。1.1.工程概况工程概况第19页/共30页（1 1）U U 管桩端压浆工艺特点管桩端压浆工艺特点U
15、 管桩端压浆系统由进口管、出口管和桩端注浆装置组成一个循环系统，可多次进行压浆，其次数可在一个较大的范围内进行调节。概括起来其主要特点如下：可控性好。可控性好。桩端浆液分布均匀。桩端浆液分布均匀。提高桩的承载力和可靠性。提高桩的承载力和可靠性。2.12.1后压浆技术方案后压浆技术方案2.后压浆技术方案和压浆参数及施工流程后压浆技术方案和压浆参数及施工流程第20页/共30页（2）U 管桩端压浆装置构造桩端压浆器的型式有两种，即直管和弯管。苏通大桥试桩使用的为弯管型式，根据两期试桩施工情况并综合专家意见，工程桩施工中将桩端U 型管底部弯管改为直管，底部弯管和直管形式分别见图第21页/共30页2.2
16、 2.2 压浆参数压浆参数（1）压浆管布置采用3 根 60 mm 普通钢管(声测管兼用)作为压浆管，压浆管均匀绑扎于钢筋笼内侧，随钢筋笼下放、逐根焊紧，在下放过程中应注入清水并检查连接密封情况，若发现漏水，应将其提出重接，确保压浆管路密封。（2）压浆量与压浆量分配总压浆量设计值为8.5 t,考虑损耗实际10.5 t 控制。压浆分3次循环，每一循环的压浆管采用均匀间隔跳压。压浆量分配：第1循环为50%；第2循环为30%；第3循环为20%。压浆时间及压力控制。第1循环：每根压浆管压完后，间隔时间不小于2.5 h，然后用清水冲洗管路；第1循环完成后3 h 内进行第2 循环。第2循环：每根压浆管压完后
17、，间隔不小于3.5 h，再用清水冲洗管路；第2循环完成后不超过6 h 进行第3循环。第22页/共30页第1 循环与第2 循环主要考虑压浆量。第3循环以压力控制为主。若注浆压力达到控制压力，并持荷5min，注浆量达到80%，也满足要求。压浆施工参数见表1。第23页/共30页结果表明：水泥浆集中分布于桩底下24 m 深度范围内，其向上局部分布，呈不规则形态，在桩底向上45 m 范围内局部有水泥浆分布，有些水泥浆在桩底向上10 m 范围仍有分布。图4为相连的3 根试桩的剖面CT 扫描图象。第24页/共30页检测结果表明，通过后压浆技术极大地改善了桩的荷载传递特性，通过后压浆技术极大地改善了桩的荷载传
18、递特性，提高了桩的承载能力提高了桩的承载能力。其作用机制是未压浆桩在桩顶荷载作用下，轴力逐渐往下传递，侧阻力由上而下逐步发挥，待桩顶位移达到一定程度后，端阻力才开始起作用。而压浆桩在桩端压力作用下，对桩由下而上施加了一个预应力，桩端土体及一定范围的桩周土预先完成了一部分变形，使桩端阻力从一开始就参与作用，从而较充分地发挥土体的强度，可大幅提高承载力和减少沉降，并依照先桩侧后桩端的顺序注入一定量的纯水泥液，固结桩端沉渣和桩身几个断面层附近的泥皮，增大了桩底和桩周土体的强度，使桩端阻力和桩侧摩阻力得到大幅度提高，这样便改变了桩的受力类型，从摩擦型灌注桩转化为摩擦端承桩或端承摩擦桩从摩擦型灌注桩转化
19、为摩擦端承桩或端承摩擦桩。第25页/共30页试桩压浆前后极限承载力对比见表2。2.3 2.3 主要试验成果主要试验成果第26页/共30页侧阻力增量对承载力的影响见表3。第27页/共30页后压浆技术在苏通大桥得到成功应用，其意义主要表现在以下两个方面：（1）采用后压浆技术有效地提高了钻孔灌注桩的承载力。采用后压浆技术有效地提高了钻孔灌注桩的承载力。研究表明，桩端压浆不仅可提高桩端阻力，还可改善桩周土和桩土接触面的性质，使桩周摩阻力也得到提高。在粗粒土层中，采用后压浆技术对提高钻孔灌注桩承载力的效果比在细粒土层中更明显。（2）在超长、超大的钻孔灌注桩中应用在超长、超大的钻孔灌注桩中应用U 型管压浆技术是一次型管压浆技术是一次重大的突破。重大的突破。该技术的成功应用为国内乃至世界桥梁桩基的设计和施工树立了一个典范，其意义十分重大，有利于推动全国公路桥梁建设的技术进步。3.3.结结 论论第28页/共30页谢谢观赏！谢谢观赏！第29页/共30页感谢您的观看！第30页/共30页