[发明专利]钻孔桩压力灌浆工艺

说明书

本发明属于土木工程技术领域，特别涉及交通、港口、水利、矿山、工民建、石油等各种土木工程的桩基工程技术领域。

灌注桩是应用极普遍的一种桩基形式，目前已应用于各行各业的基础工程中，本项发明技术是在已成熟的钻孔灌注桩技术的基础上完成的，它是基于灌浆可以提高地基的承载力原理发展来的。灌注桩的桩长、桩径可以变化，适应于各类地层条件，并具有较高的承载力。就施工来分，有钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔桩、扩底桩、爆扩桩等。但这些桩的优点与缺点是并存的，如钻孔灌注桩适合各种地层，但成桩后桩底会存在对承载力极不利的虚土；人工挖孔桩虽不会有虚土，但要求地层严格，在有漂卵石的地层中无法应用，且桩不会很长；扩底桩能增加桩的承重面积，提高承载力，但施工复杂，要求的地层也较严格，如用钻孔扩底，桩底仍会形成虚土；爆扩桩也可形式扩底，但爆炸的能量有时会危及附近的建筑物，比如震动力会使饱和粉细砂产生液化等，地层情况的不同其爆扩效果也不同，成桩质量不能完全保证。为了提高桩的承载力，目前也有应用灌注桩成桩后对桩底进行灌浆的技术，但桩底没有设置压力灌浆腔，这样一来，桩底的灌浆或是压密，或是渗透及劈裂，其桩底的灌浆效果不能直接同灌浆压力、灌浆量、灌浆历时联系起来，效果极不稳定，有时其灌浆效果还算满意，可把桩的承载力提高50～70％，有时又几乎毫无作用，这说明，无压力灌浆腔的桩底灌浆，其效果的离散性很大，工艺参数不易控制，只能作为一种增加保险性的辅助手段，还不能纳入设计之中。

本发明的目的是提供一种钻孔桩压力灌浆工艺，它能有效地改善桩底土的受力条件，从而提高了桩的承载力。

本发明由以下技术方案实现：在实施此项技术前，应充分了解建筑物要求的地基承载力、基础的受力方式、地基土的性质、地下水位、土的天然承载力、固结历史、排水情况等以及各种土层的厚度及其土性参数(模量E、容重＝γ、比重G、孔隙比e、力学指标C、等)，以便选择合适的灌浆泵，制作适宜的桩底压力灌浆腔以及在技术实施过程中控制灌浆压力、灌浆量、桩的位移等。本发明每根桩底埋设柔性压力腔和在砼中预埋两根压浆管路。柔性压力腔用有弹性的橡胶材料制成，它的大小随桩径的大小而变化。成孔后，压力腔位于钢筋笼的下端的桩底，灌浆管通过钢筋笼与压力腔相连，另一端伸至地表，在灌浆前将其整体放入钻孔中；灌浆管为钢管或塑料管，管径由灌浆机型号和灌浆量的多少决定。具体实现过程为：桩基础及灌浆参数设计→造孔施工→孔底埋设压力腔→孔内放置钢筋笼及预埋灌浆管→浇注砼→灌浆准备→灌浆施工。具体的工艺过程为：

(1)由要求的单桩承载力而设计桩的长度、桩径及灌浆压力、灌浆量等，以上指标要结合地质资料综合考虑；

(2)进行桩的造孔施工，施工方法同一般的钻孔桩施工；

(3)在孔底埋设压力灌浆腔，孔内放置钢筋笼(如有的话)及预置灌浆管由地面至压力灌浆腔内部；

(4)进行桩身砼浇注，这与一般灌注桩的砼浇注相同；

(5)桩身砼凝固7天后，即可进行灌浆的准备。如灌浆泵、浆液搅拌机、冲洗压力灌浆腔等；

(6)桩身砼凝固7天后，进行灌浆工作，在施工中要进行记录，记录的内容有灌浆历时、灌浆压力、灌浆量等。必要时要进行桩的上抬位移监测；

(7)当达到灌浆的设计指标时(事先设计好的)，即可结束灌浆，清理灌浆设备。

采用此项技术的钻孔灌注桩同一般钻孔灌注桩比起来，在桩长、桩径及地层一样的条件下，压力灌浆桩的承载力都要高于目前各类型灌注桩的承载力，在有些土层中(如砂性土)，前者的承载力是后者的2～3倍。

此项技术如同其它已成熟的工程技术一样，都要根据工程的具体情况，再详细地做出技术方案，以便最大限度地使工程更安全可靠、施工更快、更经济等。此项技术中的关键指标是根据桩长、桩径及地质条件而制定的灌浆压力、灌浆量及桩的位移。

本发明与已有技术相比，其效果和优点在于它能扬长避短，既保留了前述灌注桩的优点，又排除了前述灌注桩的不足，具有前述灌注桩的一切优点。如桩长、桩径可以变化适应于各种地层(这由桩的施工机械而定)；可以处理掉桩底的虚土(如同人工挖孔桩的桩底)；可以形成扩大头(如同扩孔桩)；可以压密桩底的土体(如同爆扩桩，但比爆扩桩的压密效果更好，爆扩桩是瞬间压密，会产生极高的孔隙水压力，而此项技术是逐渐加压压密，从土的固结原理来分析，此项技术的压密效果更好)；施工工艺参数易控制，由此可分析得出桩的承载力，并可纳入基础的设计之中，这一点同无压力灌浆腔的桩底灌浆技术有质的、根本性的区别。