本發(fā)明涉及建筑樁基施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種灌注樁樁底清渣補(bǔ)強(qiáng)工藝方法。
背景技術(shù)：
鉆孔灌注樁的施工方法包括回旋鉆(正循環(huán)法、反循環(huán)法)、沖擊鉆、沖抓鉆、潛水電鉆，還有旋挖鉆、長(zhǎng)螺旋鉆等。采用上述施工方法中的任一種，樁底都不可避免地會(huì)產(chǎn)生沉渣問題。根據(jù)不同的成樁工藝及地質(zhì)等因素，樁底沉渣的厚度通常達(dá)0.5m～2.5m，我國(guó)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定端承型樁，樁底沉渣不應(yīng)大于0.05m，根據(jù)長(zhǎng)期施工數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，樁底沉渣產(chǎn)生的樁不合格率達(dá)10％～70％，鉆孔灌注樁的樁底沉渣率是控制工程質(zhì)量的關(guān)鍵，是施工中的難題，也是業(yè)界的難題。樁底沉渣產(chǎn)生的原因主要有：①樁孔孔口填土不穩(wěn)定，塌落孔內(nèi)；②泥漿密度過低，懸浮能力差；③提升鉆具太快，形成孔內(nèi)向上的抽吸；④提鉆時(shí)孔內(nèi)泥漿液面下降，未及時(shí)補(bǔ)充孔內(nèi)泥漿；⑤鉆具提放刮碰孔壁；⑥下放鋼筋籠刮碰孔壁；⑦終孔后未及時(shí)灌注混凝土，孔壁浸泡時(shí)間過長(zhǎng)。
目前普遍采用的樁底沉渣處理方法主要是在澆筑混凝土前進(jìn)行灌注樁二次清孔，即在完成旋挖成孔、下放鋼筋籠和灌注導(dǎo)管后，利用灌注導(dǎo)管清除孔底沉渣。二次清孔技術(shù)按泥漿循環(huán)方式可分：泥漿正循環(huán)清孔、反循環(huán)清孔及鉆具無(wú)泥漿循環(huán)清孔。⑴正循環(huán)清渣：適用于直徑和深度較小的樁孔，便于泥漿攜帶沉渣上返，灌注樁二次清孔技術(shù)，即在完成旋挖成孔、下放鋼筋籠和灌注導(dǎo)管后，利用灌注導(dǎo)管清除孔底沉渣。⑵反循環(huán)清渣：適用于樁徑1.5m以上的大直徑樁，為使循環(huán)有足夠的壓力差，一般要求樁孔深度大于10m，泵吸反循環(huán)樁深可達(dá)80m左右，氣舉反循環(huán)孔深可超過100m；⑶鉆具清渣：采用撈渣鉆具配合泥漿清孔，其適用于所有旋挖鉆進(jìn)工藝，尤其適合長(zhǎng)護(hù)筒、全護(hù)筒鉆進(jìn)及泥漿循環(huán)容易引起塌孔的情況。
但是根據(jù)實(shí)際施工應(yīng)用中表明，以上清孔方式在清孔質(zhì)量、施工速度、適用范圍上都有一定的局限性，以至于澆筑混凝土后通過檢測(cè)仍有相當(dāng)數(shù)量樁的沉渣不滿足規(guī)范限值的要求，同時(shí)由于沉渣達(dá)不到規(guī)定，進(jìn)而會(huì)影響成樁后樁身的強(qiáng)度，存在安全隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于此，本發(fā)明提供一種灌注樁樁底清渣補(bǔ)強(qiáng)工藝方法，在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，使得樁底沉渣的清渣效率高且效果好，有效提升樁身強(qiáng)度，施工方法簡(jiǎn)單，安全環(huán)保，且工程造價(jià)低。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種灌注樁樁底清渣補(bǔ)強(qiáng)工藝方法，包括如下步驟：
S1：在樁身頂部開設(shè)至少一個(gè)清渣孔，并保證清渣孔延伸至樁底沉渣層；
S2：清渣設(shè)備安裝就位，將水、氣雙管從清渣孔伸入并使管口接近孔底位置；
S3：開啟供水設(shè)備，通過水管向樁底沉渣層進(jìn)行高壓射水完成首次清渣處理；
S4：開啟供氣設(shè)備，通過水、氣雙管向樁底沉渣層通入高壓氣體和高壓射水，采用高壓射水和氣舉循環(huán)雙工藝完成再次清渣處理；
S5：抽離水管并原位安裝注漿管，同時(shí)開啟注漿設(shè)備和供氣設(shè)備，采用氣漿雙注法對(duì)樁身進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理；
S6：當(dāng)清渣孔孔口溢出漿液時(shí)，關(guān)停設(shè)備。
下面對(duì)技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明：
進(jìn)一步地，在步驟S1中灌注樁的直徑設(shè)為D，清渣孔的數(shù)量設(shè)為N，其中D與N的關(guān)系為：當(dāng)D小于1000mm時(shí)，N＝1；當(dāng)D大于等于1000mm時(shí)，N≥2。
進(jìn)一步地，在步驟S2中水、氣雙管的管口與孔底的距離范圍為20～60cm。
進(jìn)一步地，在步驟S3中還包括采用旋噴法自下而上地對(duì)清渣孔進(jìn)行高壓射水沖洗，并且邊沖洗的同時(shí)邊向上勻速提升水管。
進(jìn)一步地，在步驟S3中水管的射水壓力為P1，水管的提升速度為V1、旋轉(zhuǎn)速度為V2；其中，P1≥20Mpa，V1＝10～15cm/min，V2＝15r/min。
進(jìn)一步地，在步驟S4中氣管中的氣體壓力為P2；其中，P2≥0.07Mpa。
進(jìn)一步地，在步驟S5中還包括在注漿管靠近注漿口的側(cè)壁插裝出漿管，并在出漿管上安裝閥門和壓力表。
進(jìn)一步地，在步驟S5中還包括對(duì)注漿管和清渣孔的連接處進(jìn)行密封處理。
進(jìn)一步地，在步驟S5中采用循環(huán)分級(jí)注漿工藝對(duì)樁身進(jìn)行注漿補(bǔ)強(qiáng)處理，并且當(dāng)水泥漿液的水灰比為0.45～0.6:1時(shí)，在漿液中摻入微膨脹劑。
進(jìn)一步地，在步驟S6中當(dāng)清渣孔孔口溢出漿液時(shí)，保證注漿壓力維持穩(wěn)定45min，之后再關(guān)停設(shè)備。
本發(fā)明的有益效果在于：
上述灌注樁樁底清渣補(bǔ)強(qiáng)工藝方法通過高壓射水法可以初步將樁底的浮泥及較小顆粒的砂石通過高壓水流帶出樁體，之后再通過高壓射水和氣舉循環(huán)雙處理工藝可以進(jìn)一步將使樁底產(chǎn)生沉渣沸騰效應(yīng)，從而將大顆粒的砂石沉渣等清除出樁體，可以實(shí)現(xiàn)樁底沉渣的高效、徹底清除，清渣效果好；最后通過氣漿雙注法可以對(duì)因沉渣問題導(dǎo)致的樁體強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的樁身進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，以提高樁體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，滿足安全指標(biāo)，符合施工技術(shù)指標(biāo)的要求。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的灌注樁樁底清渣補(bǔ)強(qiáng)工藝方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明：
如圖1所示，一種灌注樁樁底清渣補(bǔ)強(qiáng)工藝方法，包括如下步驟：
S1：在樁身頂部開設(shè)至少一個(gè)清渣孔，并保證清渣孔延伸至樁底沉渣層；
S2：清渣設(shè)備安裝就位，將水、氣雙管從清渣孔伸入并使管口接近孔底位置；
S3：開啟供水設(shè)備，通過水管向樁底沉渣層進(jìn)行高壓射水完成首次清渣處理；
S4：開啟供氣設(shè)備，通過水、氣雙管向樁底沉渣層通入高壓氣體和高壓射水，采用高壓射水和氣舉循環(huán)雙工藝完成再次清渣處理；
S5：抽離水管并原位安裝注漿管，同時(shí)開啟注漿設(shè)備和供氣設(shè)備，采用氣漿雙注法對(duì)樁身進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理；
S6：當(dāng)清渣孔孔口溢出漿液時(shí)，關(guān)停設(shè)備。
上述灌注樁樁底清渣補(bǔ)強(qiáng)工藝方法通過高壓射水法可以初步將樁底的浮泥及較小顆粒的砂石通過高壓水流帶出樁體，之后再通過高壓射水和氣舉循環(huán)雙處理工藝可以進(jìn)一步將使樁底產(chǎn)生沉渣沸騰效應(yīng)，從而將大顆粒的砂石沉渣等清除出樁體，可以實(shí)現(xiàn)樁底沉渣的高效、徹底清除，清渣效果好；最后通過氣漿雙注法可以對(duì)因沉渣問題導(dǎo)致的樁體強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的樁身進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，以提高樁體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，滿足安全指標(biāo)，符合設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。
其中，氣管的一端伸入孔內(nèi)，另一端與安裝于孔口附近的高壓旋噴樁機(jī)連接，旋噴樁機(jī)與三缸泵連接，由三缸泵供給高壓水流，所述水管的一端同時(shí)伸入孔內(nèi)，另一端與布置于孔口的三缸泵連接，注漿管采用一條6分管，一端與注漿機(jī)連接，另一端插到孔底，并且在孔底以上10m范圍的管段上制作多個(gè)5mm的小孔形成花管，由此提升注漿的均勻性和高效性。
在本實(shí)施例中，根據(jù)施工技術(shù)指標(biāo)的要求，不同直徑的灌注樁在進(jìn)行沉渣清理工藝時(shí)，在樁頂設(shè)置清渣孔的數(shù)量應(yīng)當(dāng)不同，具體的為：在步驟S1中灌注樁的直徑設(shè)為D，清渣孔的數(shù)量設(shè)為N，其中D與N的關(guān)系為：當(dāng)D小于1000mm時(shí)，N＝1；當(dāng)D大于等于1000mm時(shí)，N≥2。當(dāng)樁體的直徑D小于1000mm時(shí)，根據(jù)要求規(guī)定，開設(shè)一個(gè)清渣孔即可滿足樁底沉渣的清理要求，且此時(shí)的清渣孔可以直接使用樁體上開設(shè)的抽芯孔，因?yàn)楦鶕?jù)樁基檢驗(yàn)規(guī)范，大直徑樁基檢驗(yàn)一般采用樁身抽芯檢驗(yàn)，如樁底沉渣不能滿足設(shè)計(jì)要求，則采用樁后沉渣處理工藝對(duì)樁底沉渣進(jìn)行處理，該抽芯孔直通沉渣層至持力巖層，清渣過程中可利用該抽芯孔。綜上，實(shí)際清渣處理時(shí)可以無(wú)需另外抽孔，從而可以大幅降低制作清渣孔的費(fèi)用，同時(shí)還可以簡(jiǎn)化施工工藝方法，降低施工難度。
另外，當(dāng)樁體的直徑過大，一般當(dāng)D大于等于1000mm時(shí)，清渣孔的數(shù)量應(yīng)當(dāng)相應(yīng)地設(shè)置兩個(gè)或以上的其他數(shù)量，其目的在于其中一個(gè)清渣孔可以方便安裝清渣設(shè)備(水管、氣管、注漿管)，其余的孔可以用于及時(shí)排出浮泥和沙石，由此可以確保樁底的清渣質(zhì)量。樁體的直徑越大，為了保證樁底清渣的質(zhì)量，清渣孔的數(shù)量也應(yīng)當(dāng)相應(yīng)增加。
進(jìn)一步地，在步驟S2中水、氣雙管的管口與孔底的距離范圍為20～60cm。將水、氣管的管口伸入樁底并接近沉渣層，優(yōu)選間距在20～60cm的范圍內(nèi)，可以提升高壓水流或高壓氣流的噴射效果，更好的使樁底沉渣浮起，并隨水流或氣流一同排出，提高清渣效果和性能。氣管中的氣體壓力為P2；其中，P2≥0.07Mpa。由此可以確保氣體的沖擊力足夠?qū)⑸笆祫?dòng)浮起，之后隨氣流向上運(yùn)動(dòng)并從清渣孔排出，提高清渣的可靠性和有效性。
此外，在步驟S3中還包括采用旋噴法自下而上地對(duì)清渣孔進(jìn)行高壓射水沖洗，并且邊沖洗的同時(shí)邊向上勻速提升水管。采用旋噴法可以使孔底實(shí)現(xiàn)全周向高壓射水，并且以勻速不斷向上提升，通過樁底沉渣位置和樁身有缺陷位置采用上下各延長(zhǎng)1m進(jìn)行射水切割沖洗，壓力不小于20.0Mpa，對(duì)孔中存在的泥、砂、碎石及樁身中存在的松散砼進(jìn)行切割沖洗，邊沖冼邊提管，冒出的泥漿污水可以及時(shí)排走，優(yōu)選的將上述過程重復(fù)進(jìn)行3～4次循環(huán)，直至出水孔冒出清水為止，使樁內(nèi)部各孔道相互貫通，以最大限度地增強(qiáng)沖洗清渣的效果。
進(jìn)一步地，在步驟S3、S4中水管的射水壓力為P1，水管的提升速度為V1、旋轉(zhuǎn)速度為V2；其中，P1≥20Mpa，V1＝10～15cm/min，V2＝15r/min。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)鉆頭到孔底后，至下而上進(jìn)行旋噴射水沖洗芯孔，射水壓力不小于20Mpa，V1＝10～15cm/min，V2＝15r/min，可以使得水射流對(duì)沉渣的沖洗效果最好，同時(shí)可以更好的將沉渣浮起，隨水流一同排出，提升清渣效果。
當(dāng)樁體上開設(shè)有兩個(gè)或以上的清渣孔時(shí)，應(yīng)逐孔分別進(jìn)行沖洗清渣。由于旋噴噴嘴呈圓型，有效旋噴半徑一般為0.5m～0.6m，因此樁身將不可避免存在旋噴不到位的死角。對(duì)于旋噴不到位的死角，應(yīng)增加沖洗次數(shù)，即用上述方法沖洗完一遍后，相隔約半天用同樣方法再進(jìn)行高壓沖洗。
步驟S4中，當(dāng)高壓旋噴射水沖洗完后，即采用氣壓反循環(huán)工藝進(jìn)行再次沖洗，將切割沖洗掉的松散渣土帶至樁頂。對(duì)于具有雙清渣孔的灌注樁，在兩個(gè)孔內(nèi)分別放入兩條6分鋼管，并插入距孔底30cm的位置。兩個(gè)孔的各其中一條鋼管同時(shí)連接空壓機(jī)，另兩條鋼管同時(shí)連接三缸泵，機(jī)器開動(dòng)后形成高壓混合水氣，將孔底或夾層的泥、砂、碎石及樁身中存在的松散砼塊從兩個(gè)清渣孔中沖出來，并及時(shí)清理沖出孔口的泥沙等物，直至出水孔達(dá)到水清沙凈為止。
進(jìn)一步地，在步驟S5中抽離水管并原位安裝注漿管，同時(shí)開啟注漿設(shè)備和供氣設(shè)備，采用氣漿雙注法對(duì)樁身進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理；此外在注漿管靠近注漿口的側(cè)壁插裝出漿管，并在出漿管上安裝閥門和壓力表。通過閥門可以準(zhǔn)確靈活的控制注漿壓力，在保證較好補(bǔ)強(qiáng)效果的同時(shí)，還可以避免壓力過高而存在安全隱患，壓力表則便于使施工人員觀察實(shí)時(shí)注漿壓力以便于進(jìn)行穩(wěn)壓控制，提高施工安全性。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的，在步驟S5中還包括對(duì)注漿管和清渣孔的連接處進(jìn)行密封處理。當(dāng)注漿鋼管安裝好后，注漿管與孔壁之間存在間隙，用麻絲裹住出漿管(1寸半短管)的下部并塞進(jìn)抽芯內(nèi)，樁頂上部露出約30cm，麻絲至樁頂?shù)目障队盟酀{摻水玻璃灌滿，待固化后實(shí)現(xiàn)密封封口，由此可以避免注漿時(shí)漿液從間隙處滲出，影響注漿效果。
進(jìn)一步地，在步驟S5中采用循環(huán)分級(jí)注漿工藝對(duì)樁身進(jìn)行注漿補(bǔ)強(qiáng)處理，并且當(dāng)水泥漿液的水灰比為0.45～0.6:1時(shí)，在漿液中摻入微膨脹劑。因采用分級(jí)循環(huán)注漿，注漿壓力由小緩慢變大，因此在樁身的微小縫隙中，水泥漿中的細(xì)小水泥顆粒會(huì)逐步填充縫隙，并隨著壓力的增大，變的更加密實(shí)，因此會(huì)阻擋水泥漿的大量外流。
在本實(shí)施例中，注漿液采用42.5普通硅酸鹽水泥和清水?dāng)嚢璩伤酀{，水泥漿液水灰比分5級(jí)，依此為2:1，1:1，0.8:1，0.6:1，0.45:1。當(dāng)水灰比為0.6:1或0.45:1時(shí)，水泥漿內(nèi)摻入SY—G微膨脹劑12％(按水泥重量計(jì))，注漿液必須攪拌均勻并經(jīng)過濾網(wǎng)過濾，不得含有任何雜物，SY-G型高性能膨脹抗裂劑產(chǎn)品中的Ca離子活性高，水化速度較快，它與CaSO4水化生成的鈣礬石作為早期膨脹源可以補(bǔ)償混凝土硬化初期的自生收縮，水化熱溫升引起的冷縮和部分的干縮，Ca2+與CaSO4水化生成鈣礬石(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)，主要用于補(bǔ)償混凝土中期的干縮，減少收縮落差。
壓漿設(shè)備為專業(yè)孔道壓漿泵，配備一臺(tái)灰漿攪拌機(jī)，注漿壓力為2～3Mpa，采用循環(huán)壓密注漿，具體操作如下：注漿機(jī)與注漿管相連接，注漿時(shí)因注漿管內(nèi)產(chǎn)生壓力通過水泥漿液將孔內(nèi)原有的積水從出漿口排出；當(dāng)從出漿口排出的為水泥漿液時(shí)，立即對(duì)出漿口閥門進(jìn)行關(guān)閉。
首先壓注2:1的水泥稀漿，逐步替換出孔內(nèi)及孔隙中的清水，待出漿口返出2:1的水泥漿液時(shí)，逐步調(diào)整水灰比至0.6:1，開始摻入SY—G微膨脹劑12％(按水泥重量計(jì))，即暫停壓漿。然后立即壓注0.45：1的水泥漿，摻入SY—G微膨脹劑12％(按水泥重量計(jì))。壓漿時(shí)先打開孔口管頂部的閥門，當(dāng)出漿口溢出同等濃度的漿液時(shí)停止壓漿，然后關(guān)閉閘閥，壓力應(yīng)先低后高，并逐漸提高壓強(qiáng)到3.0Mpa(為保證人員安全，壓強(qiáng)不能過大)，在整個(gè)注漿過程中應(yīng)嚴(yán)格控制注漿壓力。在確定的范圍內(nèi)，通過注漿速率來調(diào)節(jié)注漿壓力。注漿漿液不再滲入時(shí)，壓漿工作即告結(jié)束。維持并穩(wěn)壓45min后即可關(guān)閉進(jìn)漿閥門，該孔注漿結(jié)束。
進(jìn)一步地，在步驟S6中當(dāng)清渣孔孔口溢出漿液時(shí)，保證注漿壓力維持穩(wěn)定45min，之后再關(guān)停設(shè)備?？梢员ＷC注漿的密實(shí)性，將漿液中存在的氣泡及時(shí)壓出，確保水泥漿液固化后具有優(yōu)良的強(qiáng)度，保證樁身質(zhì)量。
以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。