混凝土的灌注桩后压浆综合项目施工新工法.doc

混凝土灌注桩后压浆施工工法

一、前言
（一）工法概况
灌注桩后压浆施工技术是在普通钢筋混凝土灌注桩成桩后通过预埋于桩端或桩侧压浆管高压注入纯水泥浆或其她特制水泥浆，从而达到改进成桩工艺，提高桩端或桩侧承载力，减少工程沉降量，减少桩基造价。
在迎泽家园二期工程14#、15#、16#高层住宅楼地基解决采用了灌注桩后压浆桩基工程，采用该工法进行后压浆施工，有效提高了施工效率，保证灌注桩后压浆施工质量。
注浆管
注浆加强区
环形塑料管
桩体

注浆管2φ32

环形钢丝塑料管

图1 桩体受力示意 图2 注浆管示意
二、工法特点
（一）设备操作以便，安装以便，可靠性高，施工工艺流程合理、简洁、高效；
（二）承载力提高，同直径、同桩长条件下该桩承载力是普通灌注桩40%—120%，因而按照设计承载力可有效缩短桩长、减少桩数、减少不均匀沉降；
（三）成桩工艺合用范畴广，可与钻、冲孔等灌注桩配合使用；
（四）经济效益明显，缩短工期、节约造价10%—30%；
三、合用范畴
此工法合用于建筑工程、桥梁工程、港口、矿山、电力、水利等，用于各种地基土质，不受地下水位上、下限制，桩底粗粒土质优于细粒土质。
四、工艺原理
后压浆是在普通钢筋混凝土灌注桩基本上增长压浆工序，在普通钢筋混凝土灌注桩成桩后通过预埋于桩端或桩侧压浆管高压注入纯水泥浆或其她特制水泥浆，固化桩底土层，使桩底和桩侧一定范畴内土体得到加固，从而达到改进成桩工艺，提高桩端或桩侧承载力，减少工程沉降量。
五、施工工艺
（一）施工准备
完毕现场三通一平，做好机械及材料准备，对现场地质状况进行复核，引测现场控制坐标，熟悉图纸，拟定施工顺序及工艺流程。
（二）测放桩位及埋设护筒
1．场地平整后测设定桩位，在桩位点打入一根Φ12×800mm钢筋头做桩位标记，并用混凝土固定好放线完毕对桩位进行复核，并做复核记录，精确无误后方可进行下道工序。
2．复核桩位无误后，钉好四个拴桩，拉好“十”字线，依中心向外定出φ1000mm护筒位置，开始挖护筒坑，挖
好后，垂直下入护筒，周边回填粘土并分层夯实，护筒要高出地面200㎜左右。护筒埋设精确、稳定，护筒中心与桩位中心重叠，偏差不不不大于50mm。
施工工艺流程图如下：
桩孔定位

护筒埋设
测量孔深、复核桩位

主机水平就位

钢筋检查
钢筋笼制作
钢筋笼检查
钻机成孔
钢管进场
注浆管制作
注浆管连接

安放注浆管
吊放钢筋笼

吊放导管
混凝土制、运

清 孔

混凝土灌注

桩底后压浆

成 桩
灌注桩后压浆施工工艺流程图
（三）钻机就位
钻机采用冲击钻机，就位前，平整场地，并铺好枕木垫平钻机，使其牢固，作好钻机支撑，调节冲击锤中心与十字线交点重叠。
（四）成孔
钻进：对位后，开始钻进；初时低锤密击，锤高0.4～0.6m，小进尺，使孔口圆滑顺直，作好导向，当钻头所有进入护筒下达3～4m后再正常钻进，锤高提至1.5～2.0m以上。
开孔钻进过程中，泥浆要始终高出护筒底，但要低于护筒顶400~500㎜，以防泥浆外流，掏（抽）渣后要及时补浆。
钻进过程中如遇到软硬变化地层时，应低冲程小进尺钻进，以防孔斜。要勤打勤掏使钻头经常冲击新原始地层，锤击中禁止松绳和打空锤；掏（抽）出泥渣及时清运，余浆回流入泥浆池；遇细砂层时泥浆比重可恰当调大至1.25，采用高频率小冲程重复冲砸，使孔壁坚实不塌不漏；如遇中粗砂及砾（卵）石地层时，依照状况按1：1比例投入红粘土、小片石（粒径≤150㎜）使用冲击锥以小冲程重复冲击，使片石挤入孔壁；如遇有流砂现象时，加大红粘土比例，按上述办法解决，力求孔壁坚实。钻进过程中，最大冲程不得超过6m,以防卡钻冲坏孔壁或使孔壁不圆。
（五）清孔
为使沉渣厚度符合规定,泥浆比重减少，当孔深达到设计标高时,往孔中填入适量红粘土,让孔中悬浮粒沉淀；再开机冲击数分钟，使沉渣与粘土充分胶粘混合再掏渣,重复多次，将孔底淤泥、沉渣清除干净，除渣彻底，使其厚度不不不大于80㎜,泥浆比重控制在1.10~1.20。
（六）钻进事故防止及解决办法
（1）塌孔：孔内水位突然下降，孔口冒细密水泡，出渣量明显增长而不见进尺，钻机负荷明显增长，由这些现象可判断为塌孔。
防止和解决：在松散砂土或流砂中钻进，应控制好泥浆质量，采用小进尺钻进，保持泥浆面高度，必要时再投入小片石（直径≤150mm）和红粘土，使片石和入粘土挤入孔壁起到护壁作用。
（2）缩孔：普通体现为发生卡锤，提不出锤头现象。缩孔因素有二种：一种是钻锥补焊不及时，严重损耗锥锤成孔直径不大于设计孔径；另一种是由于地层中有软塑性土，遇水膨胀后使孔径缩小。为防止缩孔，前者要及时修补钻头；后者要使用失水率小优质泥浆护壁，并重复扫孔以扩大孔径，直至缩孔部位达到以设计孔径规定为止。
（3）卡锤：钻进时，冲击锤卡在孔内提不出来，发生卡锤现象时，不适当强提以防塌孔或埋钻，宜采用由下向上顶，轻打卡点处石头，有时也可用上下活动钻锤使锤脱离卡点或使石头掉落。或用较粗钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内卡锤位置，钩住冲锤后与大绳同步提动，或交替提动并多次上下左右摆动试探，直至将冲锤提出。
用上述办法解决无效后，可采用水下爆破提锤法。将防水炸药下放孔内，沿锤滑槽放到锤底，而后引爆震松卡锤，再用卷扬机和滑链车同步提拉直到提出卡锤为止。
（4）孔斜：为防止孔斜现象，安装钻机时要使底座水平，起重滑轮缘、锤中心和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正，在有也许发生孔斜软硬交替地层钻进时，锤击时应使钢丝绳正常受力，放慢进尺，或回填小片石后再行钻进。
用验孔器等查明钻孔偏斜位置后，普通可在偏斜位置处吊住钻头上下重复扫孔，使钻孔顺直，偏斜严重时应回填粘土至该位置以上1~2m处，重新钻进。
（七）钢筋笼制作与安装
依照设计规定分段制作钢筋笼，对不同规格，不同批号钢材除进行原材检查外，还应做焊接实验，两者均合格后，开始进行钢筋笼制作；制作过程严格执行《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-）、《混凝土构造工程施工及验收规范》GB50204、、《建筑桩基技术规范》JGJ94-94关于规定及设计规定。
1、主筋要调直，不许扭曲；
2、主筋采用焊接时，同一主筋在35d且不少于500mm长度内不许有2个以上接头；主筋接头应间隔错开，同一截面内接头数≤主筋根数50%；
3、钢筋笼制作容许偏差
笼径：±10mm主筋间距：±10mm
笼长：±50mm箍筋、绕筋间距:±20mm保护层： ±20mm
4、焊接规定
（1）单面焊焊缝长≥10d；双面焊焊缝长≥5d；
（2）焊缝宽度≥0.8d；厚度≥0.3d；
（3）焊缝表面规定平整，不得有凹陷或焊瘤；接头区不得有裂纹；咬边深度、气孔、夹渣等缺陷应符合规程规定。
5、保护层采用水泥砂浆制作直径为120mm，高为50mm小圆柱体，每3m设立一层，每层均匀设立3个。
钢筋笼制作完毕，待自检、专检完毕后，报监理复检做好记录，三方检查合格后，做好标志、待用。
6、搬运和吊装时要防止变形，从一头开始吊装，保证钢筋笼垂直度，安放对准孔位，避免碰撞孔壁，就位后及时固定。
（八）注浆管安放
鉴于钢筋笼短，注浆管长特点，先下注浆管；注浆管采用2φ32mm无缝钢管，并在管底20mm以上分层设6-8mm注浆孔9个，每层3个，层距30mm；2根注浆管底部用环形钢丝塑料管予以连接封闭。注浆管从底往上15m内每隔5m设一道箍圈，箍圈外径为530mm；依次连接注浆管，直至所有下入孔内。然后下钢筋笼，钢筋笼要置于注浆管外侧，缓缓下入到设计标高，用吊杆固定。
（九）导管安放
采用φ250mm双头迅速螺纹扣连接导管，下放前要检查其密封性，下放时要缓慢，尽量居中，防止挂坏钢筋笼及注浆管，导管距孔底300~500mm，导管底管长度不不大于4m。
导管接口处每次要刷油，使用完毕要冲洗干净。
（十）混凝土水下灌注
灌注前测量孔底沉渣厚度及泥浆比重，规定沉渣厚度≤80mm，泥浆比重1.10~1.20，否则要捞（抽）渣或清孔换浆。
水下混凝土配制水泥用量不不大于360kg/m3，含砂率宜为40~45%，粗骨料最大粒径不大于40mm，塌落度宜为180~220mm，采用商品混凝土，进场后，要检查其和易性、流动性、测混凝土坍落度，坍落度不合格混凝土禁用。
灌注时，混凝土罐车料槽要对准漏斗，混凝土灌满漏斗后迅速提起隔离板，加快放料速度，保证初灌时导管埋深在2.0m左右；然后转入正常速度灌注，灌注过程中保证导管埋深在2~8m左右，导管要勤拔不能埋置太深，每次拔管长度不超过6.0m；混凝土超灌高度为设计桩顶以上0.8m；灌注结束，拔导管不能过快，并要上下多窜动几次，最后再轻轻拔出护筒。灌注过程必要持续浇筑，质检员认真填写混凝土灌注记录。
（十一）试块制作与养护
每根桩制作三组试块，一组做28天标养强度实验；一组同条件养护，做7天强度实验，以拟定桩底后压浆时间；一组备用。
现场设立标养池，专人负责混凝土试块养护工作。
（十二）桩底后压浆：
桩体混凝土强度达到C20时，可进行桩底后压浆工作。
（1）注浆材料：采用PS32.5水泥配制浆液，水灰比0.5；
（2）注浆压力：1.5~3.0MPa；
（3）水泥用量：1.25T/根；
（4）注浆过程采用注浆量进行控制，达不到规定期采用压力法进行控制：
a：注浆量控制：水泥用量达到1.25T时，可停止注浆；
b：压力控制：压力超过3MPa时，注浆量未满足设计规定，要采用间隔方式注浆，间隔10~15min，仍注不进去，即可停止注浆。
六、劳动组织
劳动组织见下表。
灌注桩后压浆劳动组织一览表
序号
作业班组
内容
人数
备注
1
钻机组
钻成孔、清孔
8

2
灌注组
灌注混凝土
4

3
钢筋组
制作、安装钢筋笼
6
涉及焊工
4
注浆组
注浆管制作、安装，注浆
4

5
吊车司机
吊运钢筋笼
2

6
维修班
机械、设备维修
2

共计

26

七、机具设备
使用机具设备见下表。
灌注桩后压浆施工机具设备一览表
序号
机具名称
规 格
单位
数量
备 注
1
冲击钻机
CZ-22
台
2
钻成孔
2
装载机
ZL40G
台
1
平整场地
3
汽车吊
NK250BE
辆
1
吊钢筋笼、导管
4
切割机
GQ-40
台
1
制作钢筋笼
6
套丝机
Z1FBL1-50A
台
1
注浆管套丝
7
电焊机
BX3-500
台
1
制作钢筋笼
8
泥浆泵

台
2
泥浆循环
9
泥浆运送车

辆
3
运送泥浆
10
导管、漏斗

套
1
灌注混凝土
八、质量控制与检查
（一）核心工序控制办法
1、测量放线
测量放线由两名测量员进行测量，测量结束后，要互换进行复核，然后请监理检查，填写测量登记表，保证测量精确性。
2、成孔
（1）桩位：钻机在埋设护筒与开钻前，防止碰动“十”字线栓桩，导致桩位偏差过大。发现碰动要重新用全站仪复核、调节，保证桩位精确性。
（2）孔深：钻机钻进到设计孔深后，提钻后由技术、质检人员用测绳复核。
（3）孔径：开钻前检查钻头直径，发现钻头不大于Φ700mm，要及时补焊。在钻进过程中抽检钻头直径，发现异常及时补焊。
（4）垂直度：钻机就位时，要压实场地，保证钻机平稳，钻进中随时检查，发现孔斜要及时调节。
（5）泥浆：随时使用已有仪器（具）检查泥浆性能，不满足规定期予以调节。
3、钢筋笼制作与安放
（1）原材及焊件检查合格方可进行加工制作；
（2）每间隔3m设一层保护层，每层3块，在钢筋笼堆放运送过程中发现保护层缺失要及时补焊，以保证钢筋笼置于桩孔中心。
（3）钢筋笼安放要缓慢，防止注浆管损坏或者变形。
（4）钢筋笼顶标高采用吊杆控制，依照计算出空桩深度，控制下放吊杆长度。
4、水下灌注
（1）依照孔深拟定导管长度，用短节导管调节总长度，保证导管距孔底0.3~0.5m，初灌混凝土量不少于1.5m3。
（2）拔导管前必要测量混凝土面深度，避免拔脱导管或导管埋深过多，保证导管埋深2~8m左右。
（3）混凝土供应及时，保证混凝土灌注持续性以及其和易性、流动性及坍落度符合规定。
（4）混凝土试块制作要规范，同步要做好现场养护。
5、灌注事故防止及解决办法
（1）混凝土进场后，检查其性能及质量，不合格混凝土禁用；
（2）放料速度要适当，导管埋置深度要控制好；
（3）灌注混凝土换车时，一定要强搅3min左右，直至均匀，防止离析；
（4）一旦发生导管堵塞，可采用如下办法：
a:用钢筋捅堵塞部位或迅速提放导管上下窜动；
b:上述办法无效话，测准混凝土面深度后，拔出导管，清理后，把导管再下入原混凝土面如下1.0m以上，用小泵抽净导管内浆液，重新灌注或采用二次剪球法解决。
6、桩底后压浆
（1）下放注浆管时，连接部位一定要密封、牢固；
（2）注浆管下入孔内后，注清水检查与否畅通；若不通，则提出孔外修理重新安放，最后管顶用丝堵封闭，防止泥土进入管内发生堵塞；
（3）注浆前再次进行注水检查，如不通，使用直径为10mm铝塑管插入注浆管内重复捅插，直至畅通；
（4）检查注浆泵、搅拌筒与否正常，特别是注浆泵上压力表必要处在完好状态，一切就绪，方可注浆；
（5）水泥浆严格按水灰比配制，搅拌至均匀；
（6）注浆量控制：依照状况分一次或两次注浆，只要水泥量达到1.25T，不论压力高低，即停止注浆；
（7）压力控制：桩底注浆压力达到3MPa以上，但注浆量达不到设计规定期，间隔10~15min后采用间断式注浆，仍注不进去时，可以停止注浆。
（二）质量检查
1．钻成孔及清孔检查
（1）孔深
检查原则：
按设计孔深校核；
检查办法：
检查钻孔施工登记表和实测检查,或用测绳复测孔深及沉渣厚度。
（2）成孔垂直度
检查原则：＜1%
检查办法：
用测套管或钻杆，或用超声波探测；
（3）孔径
检查原则：≥设计直径；
检查办法：
用井径仪或超声波检查；或检查成孔钻头直径。
（4）清孔
检查原则：孔底沉渣≤100mm
检查办法：
沉渣厚度用沉渣仪测量或用重锤测量。
2．钢筋笼制作、安放及混凝土灌注
按照JGJ94－94规定执行。
3．成桩检查
（1）单桩竖向承载力设计值
检查办法：
静载荷实验，试桩数量宜为设计桩数1%，且不少于3根。
（2）桩身完整性及混凝土强度
检查原则：以桩身构造图为准；
检查办法：采用低应变动力测试法按国家关于规定执行，检查混凝土28天强度。
九、安全办法及现场文明施工
（一）安全办法
施工中，认真贯彻“安全生产，防止为主”方针以及“安全生产，人人有责”精神，实行安全责任制，作好安全生产工作。
1、项目部成立安全管理小组，建立安全保证管理体系，设立专职安全员，严格规定，杜绝人身和机械等事故发生。
2、严格遵守关于建筑安全交底制度及安全条例、法规，实行岗前教诲，做好记录；执行安全检查，并定期评比总结。
3、施工人员进入现场必要身着工装、佩戴安全帽。
4、设立电工值班制度，电工应随时检查电路、电器状况，及时排除隐患。
5、禁止酒后作业及串岗作业。
6、机械操作工、电气焊工、电工等特殊作业人员应持证上岗。
7、夜间施工要有足够照明度。
8、本工程使用大型机械设备，各工序交叉施工。因而全体施工人员在现场施工或行走时要高度注意，避免发生机械碰撞或伤人。
9、泥浆池要设立围栏，夜间设信号灯警示。
（二）现场文明施工
1、现场临设、料具堆放布置要合理，材料应做到定位并归类码放整洁，现场道路应平整畅通。
2、钢筋加工场地应清洁无污水。
3、施工现场禁止随处大小便，禁止打架斗殴。
4、泥浆要定向排放，禁止泥浆溢流。
5、驶浮现场车辆要清洗好车轮，防止带泥土上路影响市容。
6、各种车辆禁止高音鸣笛、乱哄油门，设备不作业时应熄火停机；施工人员禁止大声喧哗，减小噪音污染。
7、施工现场主干道清扫干净，车辆缓慢行驶，减少粉尘污染。
8、现场禁止使用明火，应设立消防器材，并保证消防器材有效。
9、宿舍区及食堂要保持干净、卫生，经常进行必要消毒，防止流行病传播。
10、加强环保意识，营造文明施工氛围。
十、技术经济分析
按同等设计承载力4000KN，单根支盘扩底桩与普通钢筋混凝土灌注桩经济指标分析如下：

桩径
（m）
桩长
（m）
注浆管
（ф）
水泥用量
（T）
混凝土量
（m3）
混凝土单方
承载力
（kN/m3）
单价
元/m3
总价
（元）
后压浆桩
0.7
22
32
1.25
8.46
476
1000
8460
普通混凝土桩
0.7
39

15.00
267
900
13500
由上可见，使用后压浆桩可比普通钢筋混凝土灌注桩节约混凝土量43.6%左右，总造价节约37.3%，以上分析未计钢筋含量比较，
综合考虑，使用后压浆桩可节约造价30－50%，工期缩短40%左右。
十一、工程实例
迎泽家园二期工程14#、15#、16#高层住宅楼地基解决采用了灌注桩后压浆桩，工程自8月26日开工到10月15日结束，灌注桩后压浆单桩设计承载力原则值4000kN，桩径700mm，桩长22m，桩顶标高为-7.45m，共计267根。经3组试锚桩静荷载实验及54根桩低应变完整性检测，试桩加载8000kN，最大沉降15.29mm，小应变实验检测54根（占总桩数20%），Ⅰ类桩为50根，占总数92.6%，Ⅱ类桩为4根，占总数7.4%，均检测合格，符合规范和设计规定。与普通钢筋混凝土灌注桩相比较，节约资金220万左右。桩基施工验收分部工程质量优良，经济和社会效益明显。