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摘要:随着钻孔灌注桩的发展及工程中的大量使用,许多质量问题也随之出现,并且已经严重影响了工程的质量。针对这种种的问题,对钻孔灌注桩进行检测与加固处理是非常有必要的。在经过深入的研究和诸多试验的基础上,得到了一些有效的检测方法及加固处理方法,来解决这些质量问题。随着工程实践不断增多,钻孔灌注桩的检测与加固处理理论会更加完善,更好的服务于国家的经济建设。
关键词:钻孔灌注桩;检测;加固处理
中图分类号:U443文献标识码: A
1 前言
随着我国现代化建设的飞速发展,对公路、铁路的承载能力要求越来越高,随之基础的要求也就很高,而桩基础是使用的最广泛的一种基础类型,尤其桩基础中的钻孔灌注桩,因此对桩的检测与加固处理的研究就显得相当重要了。由于钻孔灌注桩的施工环节较多,工艺较复杂,需要在一个较短时间内快速完成水下灌注混凝土隐蔽工程的灌注,很容易出现一些质量病害,危及桩基工程的安全。因此,我们必须要深刻地去研究灌注桩,从而降低事故发生率。
2 灌注桩的介绍与检测
2.1 桩基础的构造
(1) 基桩构造。钻孔桩是就地灌注的钢筋混凝土桩,桩身常为实心截面,按《公路桥涵地基和基础设计规范》规定,桩身混凝土强度等级不得低于C25。桩内钢筋应按照内力和抗裂性的要求布设,根据桩身弯矩分部分段配筋。
(2) 承台的构造及桩与承台的联结。承台作用是将桩连成整体,并与墩台身底部相连,因此承台的尺寸和形状,取决于墩台身底部的尺寸和形状以及桩群外围轮廓。
2.2 桩基础的检测
2.2.1 灌注桩检测现状
目前混凝土钻孔灌注桩是桥梁施工结构主要形式,主要是由于桩能将上部结构的荷载传递到深层稳定的土层中去,从而大大减少基础沉降和建筑特的不均匀沉降,是一种极为有效,安全可靠的基础形式。因此,灌注桩得到了大量的应用。其有以下几种优点:①抗地震性能好;②沉降量小和承载力高;③施工噪音小。
2.2.2灌注桩的几种检测方法
(1) 反射波法。该方法的基本原理是用力锤敲击桩顶,给桩能量,使桩中产生应力波,检测和分析应力波在桩体中的传播历程便可分析出基桩的完整性。弹性波在传播过程中遇到弹性介质突然变化的界面时,将会产生反射和透射,根据波反射时间和桩体中的波速就可以估算桩长和缺陷的位置。
(2)灌注桩声波透射检测法。超声法检测灌注桩混凝土质量是近几年逐渐发展起来的一种检测方法。具有以下优点:①检测细致,结果准确可靠;②无盲区,声测管埋到什么部位就可检测什么部位,包括桩顶低强区和桩底沉渣厚度;③毋须桩顶露出地面即可检测,方便施工。
(3) 高应变检测法(Csae法)。此方法是通过使桩达到瞬态高应力应变状态,来考验桩土体系在接近极限阶段时的实际工作性能的。高应变动力试桩法作为基桩检测确定单桩承载力的最有前途的新技术,以其快速、经济、可靠等特点得到广泛应用。
3 灌注桩施工中缺陷处理的概述
3.1 注浆法处理灌注桩缺陷
(1) 注浆定义
①渗透注浆:渗透注浆是在注浆压力作用下,浆液克服各种阻力而渗入土体的孔隙和裂隙中,在注浆过程中,地层结构不受扰动和破坏的注浆形式。
②压密注浆:在外国,压密注浆就是浆液坍落度小于25mm的注浆。而国内的压密注浆,浆液体多为速凝型浆液或水泥稠浆。一般而言,压密注浆固体在土体中呈似球体或块体状分布。
(2)注浆工艺
注浆工艺可分为单管注浆、套管注浆和埋管注浆。现就埋管注浆流程进行详细的介绍。
埋管注浆法是利用注浆泵,通过在桩底和桩周埋设密封管和特制注浆芯管,将浆液注入地层,从而达到处理灌注桩缺陷或加固地基的目的。埋管注浆法实施前,需对实施对象进行搜集资料和技术设计。内容包括:
①搜集被实施该法的建筑物所处地区的地质资料;
②为提高灌注桩的承载力目的而实施的埋管注浆,在事先应做试桩,取得第一手试验资料,指导注浆全过程;
③根据注浆范围,来确定注浆压力,计算加固后的土性指标和浆液扩散半径;
④为了提高浆液的早期强度,减少加固过程中的附加下沉,在进行建筑物的上抬施工时,要采用双液埋管注浆。双液注浆中用到的水玻璃材料,要适当调整浓度,必要时浆液中可掺入适量黄砂,掺入量不大于水泥用量的三倍为宜。浆液配制顺序:水—膨润土—粉煤灰—水泥。
(3) 质量检测
①对注浆效果的检查,应根据设计提出的注浆要求进行,可采用以下方法:统计计算浆量,对注浆效果进行判断;静力触探测试加固前后土体强度指标的变化,确定加固效果。
②注浆工程结束后,施工单位应整理编制出图表及文字说明:注浆竣工图、注浆成果统计表、量测成果表及分析报告、注浆竣工报告。
③竣工后质量检测标准
桩身混凝土的强度应作试块无侧限抗压实验,其强度应满足桩身混凝土强度的设计要求。
以控制地基沉降为目的的加固工程,质量检测标准:加固后的强度测试标准应取试块作无侧限抗压试验,其强度不低于设计强度的90%,被加固土的抗剪强度应为原来的2倍。
3.2 高压喷射注浆法处理缺陷
(1)高压喷射注浆法简介。高压喷射注浆法是在灌浆法的基础上,应用高压喷射技术而发展起来的一项地基处理技术。高压喷射注浆法克服了上述灌浆法的缺点,将注入剂形成高压喷射流,借助高压喷射流对土体的切削混合,使硬化剂和土体混合,达到改良土质的目的。
(2)加固机理。高压喷射加固的浆液通过装在钻杆侧面的喷嘴喷出后,具有很大的动能,产生高速射流。当水流通过喷嘴在空气中喷出时,其喷射流的结构模型如图3-1所示。它由三部分组成,保持出口压力P0的初期区域A、紊流发达的主要区域B和喷射水变成不连续的终期区域C等三部分。
在初期区域,喷嘴出口处速度分布是均匀的,轴向动压是常数。速度分布均匀的这一部分为喷射核,喷射核末端扩散宽度稍有增加。轴向动压有所减少的过渡部分称为迁移区。
在初期区域之后为主要区域,在这一区域,轴向动压陡然减弱,喷射扩散宽度和距离平方根成正比,扩散率为常数,喷射流的混合、搅拌在这一部分内进行。
在之后为终期区域,到此区域喷射流能量衰减很大,末端呈雾化状态,这一区域的喷射流能量较小。
4结语
钻孔灌注桩的检测与加固处理,是随着灌注桩基础的发展而兴起的一种新型技术。对灌注桩的检测,目的是为了保证施工质量,提前预防质量事故的发生或检测质量缺陷的位置,为加固处理提供可靠的数据。但对灌注桩的加固处理的目的是将一根不合格的桩变为符合设计要求的桩,进而节约工程费用,节省工期。钻孔灌注桩的检测与加固处理在我国发展时间不是很长,但随着实践的不断增多,检测精度与加固处理技术将不断发展与提高,会有更加完善的方法被研究出,更好地为经济建设服务。
参考文献
[1] 中华人民共和国行业标准.公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)[S].北京:人民交通出版社.
[2] 姚玲森.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社.
[3] 黃平明.桥梁养护与加固[M].陈万春.北京:人民交通出版社.
[4] 张宏.灌注桩检测与处理[M].北京:人民交通出版社.
[5] 谢鹏远.注浆处理灌注桩缺陷施工工艺[J].山西建筑.
关键词:钻孔灌注桩;检测;加固处理
中图分类号:U443文献标识码: A
1 前言
随着我国现代化建设的飞速发展,对公路、铁路的承载能力要求越来越高,随之基础的要求也就很高,而桩基础是使用的最广泛的一种基础类型,尤其桩基础中的钻孔灌注桩,因此对桩的检测与加固处理的研究就显得相当重要了。由于钻孔灌注桩的施工环节较多,工艺较复杂,需要在一个较短时间内快速完成水下灌注混凝土隐蔽工程的灌注,很容易出现一些质量病害,危及桩基工程的安全。因此,我们必须要深刻地去研究灌注桩,从而降低事故发生率。
2 灌注桩的介绍与检测
2.1 桩基础的构造
(1) 基桩构造。钻孔桩是就地灌注的钢筋混凝土桩,桩身常为实心截面,按《公路桥涵地基和基础设计规范》规定,桩身混凝土强度等级不得低于C25。桩内钢筋应按照内力和抗裂性的要求布设,根据桩身弯矩分部分段配筋。
(2) 承台的构造及桩与承台的联结。承台作用是将桩连成整体,并与墩台身底部相连,因此承台的尺寸和形状,取决于墩台身底部的尺寸和形状以及桩群外围轮廓。
2.2 桩基础的检测
2.2.1 灌注桩检测现状
目前混凝土钻孔灌注桩是桥梁施工结构主要形式,主要是由于桩能将上部结构的荷载传递到深层稳定的土层中去,从而大大减少基础沉降和建筑特的不均匀沉降,是一种极为有效,安全可靠的基础形式。因此,灌注桩得到了大量的应用。其有以下几种优点:①抗地震性能好;②沉降量小和承载力高;③施工噪音小。
2.2.2灌注桩的几种检测方法
(1) 反射波法。该方法的基本原理是用力锤敲击桩顶,给桩能量,使桩中产生应力波,检测和分析应力波在桩体中的传播历程便可分析出基桩的完整性。弹性波在传播过程中遇到弹性介质突然变化的界面时,将会产生反射和透射,根据波反射时间和桩体中的波速就可以估算桩长和缺陷的位置。
(2)灌注桩声波透射检测法。超声法检测灌注桩混凝土质量是近几年逐渐发展起来的一种检测方法。具有以下优点:①检测细致,结果准确可靠;②无盲区,声测管埋到什么部位就可检测什么部位,包括桩顶低强区和桩底沉渣厚度;③毋须桩顶露出地面即可检测,方便施工。
(3) 高应变检测法(Csae法)。此方法是通过使桩达到瞬态高应力应变状态,来考验桩土体系在接近极限阶段时的实际工作性能的。高应变动力试桩法作为基桩检测确定单桩承载力的最有前途的新技术,以其快速、经济、可靠等特点得到广泛应用。
3 灌注桩施工中缺陷处理的概述
3.1 注浆法处理灌注桩缺陷
(1) 注浆定义
①渗透注浆:渗透注浆是在注浆压力作用下,浆液克服各种阻力而渗入土体的孔隙和裂隙中,在注浆过程中,地层结构不受扰动和破坏的注浆形式。
②压密注浆:在外国,压密注浆就是浆液坍落度小于25mm的注浆。而国内的压密注浆,浆液体多为速凝型浆液或水泥稠浆。一般而言,压密注浆固体在土体中呈似球体或块体状分布。
(2)注浆工艺
注浆工艺可分为单管注浆、套管注浆和埋管注浆。现就埋管注浆流程进行详细的介绍。
埋管注浆法是利用注浆泵,通过在桩底和桩周埋设密封管和特制注浆芯管,将浆液注入地层,从而达到处理灌注桩缺陷或加固地基的目的。埋管注浆法实施前,需对实施对象进行搜集资料和技术设计。内容包括:
①搜集被实施该法的建筑物所处地区的地质资料;
②为提高灌注桩的承载力目的而实施的埋管注浆,在事先应做试桩,取得第一手试验资料,指导注浆全过程;
③根据注浆范围,来确定注浆压力,计算加固后的土性指标和浆液扩散半径;
④为了提高浆液的早期强度,减少加固过程中的附加下沉,在进行建筑物的上抬施工时,要采用双液埋管注浆。双液注浆中用到的水玻璃材料,要适当调整浓度,必要时浆液中可掺入适量黄砂,掺入量不大于水泥用量的三倍为宜。浆液配制顺序:水—膨润土—粉煤灰—水泥。
(3) 质量检测
①对注浆效果的检查,应根据设计提出的注浆要求进行,可采用以下方法:统计计算浆量,对注浆效果进行判断;静力触探测试加固前后土体强度指标的变化,确定加固效果。
②注浆工程结束后,施工单位应整理编制出图表及文字说明:注浆竣工图、注浆成果统计表、量测成果表及分析报告、注浆竣工报告。
③竣工后质量检测标准
桩身混凝土的强度应作试块无侧限抗压实验,其强度应满足桩身混凝土强度的设计要求。
以控制地基沉降为目的的加固工程,质量检测标准:加固后的强度测试标准应取试块作无侧限抗压试验,其强度不低于设计强度的90%,被加固土的抗剪强度应为原来的2倍。
3.2 高压喷射注浆法处理缺陷
(1)高压喷射注浆法简介。高压喷射注浆法是在灌浆法的基础上,应用高压喷射技术而发展起来的一项地基处理技术。高压喷射注浆法克服了上述灌浆法的缺点,将注入剂形成高压喷射流,借助高压喷射流对土体的切削混合,使硬化剂和土体混合,达到改良土质的目的。
(2)加固机理。高压喷射加固的浆液通过装在钻杆侧面的喷嘴喷出后,具有很大的动能,产生高速射流。当水流通过喷嘴在空气中喷出时,其喷射流的结构模型如图3-1所示。它由三部分组成,保持出口压力P0的初期区域A、紊流发达的主要区域B和喷射水变成不连续的终期区域C等三部分。
在初期区域,喷嘴出口处速度分布是均匀的,轴向动压是常数。速度分布均匀的这一部分为喷射核,喷射核末端扩散宽度稍有增加。轴向动压有所减少的过渡部分称为迁移区。
在初期区域之后为主要区域,在这一区域,轴向动压陡然减弱,喷射扩散宽度和距离平方根成正比,扩散率为常数,喷射流的混合、搅拌在这一部分内进行。
在之后为终期区域,到此区域喷射流能量衰减很大,末端呈雾化状态,这一区域的喷射流能量较小。
4结语
钻孔灌注桩的检测与加固处理,是随着灌注桩基础的发展而兴起的一种新型技术。对灌注桩的检测,目的是为了保证施工质量,提前预防质量事故的发生或检测质量缺陷的位置,为加固处理提供可靠的数据。但对灌注桩的加固处理的目的是将一根不合格的桩变为符合设计要求的桩,进而节约工程费用,节省工期。钻孔灌注桩的检测与加固处理在我国发展时间不是很长,但随着实践的不断增多,检测精度与加固处理技术将不断发展与提高,会有更加完善的方法被研究出,更好地为经济建设服务。
参考文献
[1] 中华人民共和国行业标准.公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)[S].北京:人民交通出版社.
[2] 姚玲森.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社.
[3] 黃平明.桥梁养护与加固[M].陈万春.北京:人民交通出版社.
[4] 张宏.灌注桩检测与处理[M].北京:人民交通出版社.
[5] 谢鹏远.注浆处理灌注桩缺陷施工工艺[J].山西建筑.