无砂素混凝土压力注浆桩施工工艺
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[摘要] 详细介绍了无砂素混凝土压力注浆桩的施工工艺流程及注意事项，对其作用机理进行了详细描述，为推广无砂素混凝土压力注浆桩这一新工艺、新技术提供了施工工艺标准。
[关键词]素混凝土 压力注浆桩 地基处理
无砂素混凝土压力注浆桩，属于小直径压力注浆桩，其直径为150~450mm。一般采用200~350mm左右，属于刚性桩。其作用机理为：根据设计的桩径用工程钻机或人工成孔至预定深度位置，然后插入钢质注浆管，随即向桩孔内投放一定级配的碎（卵）石至孔口，封孔后通过注浆管向孔内压力注浆，浆液一部分渗入周围土体中，使土体得到加强，另一部分留在桩内凝固后即形成有足够强度，能抵抗一定水平和垂直荷载的混凝土小桩，它与压浆后的桩间土作为一个整体，形成复合地基，具有桩周土体压浆加固和碎石混凝土增强体双重作用。经过处理后的地基承载力标准值可大幅度得到提高，不良地基得以充分改善。并且，因其湿作业少、施工速度快、工程造价低廉等优点，近年来广泛应用于多层建（构）筑物和工业厂房的地基处理和加固。
由于桩基础施工的全过程隐蔽性，为保证无砂素混凝土压力注浆桩的成桩质量符合有关设计要求和现行规范规程规定，现把无砂素混凝土压力注浆桩施工工艺简略介绍如下。
1、工艺流程
平整场地放线定位移动桩机就位、检查就位偏差钻孔、清孔、验深置注浆管填石料振密预压浆补石料封孔一次压浆二次高压注浆结束（见下图）
施工工艺流程图
2、平整场地
无砂素混凝土压力注浆桩复合地基施工的现场事先应予以平整，必须清除地上和地下的一切障碍物。明塘及低洼场地应抽水和清淤，分层夯实回填粘性土料，不得回填杂填土和生活垃圾。施工现场应做到三通一平，便于机械、材料运输。
基础底面以上应预留不少于500mm的覆盖土层，且设计桩顶应高出基底标高300~500mm,在开挖基坑时，将该施工质量较差段除去。
3、放线定位
A、放轴线桩，以业主方（或建设主体单位）提供的控制坐标点引出，在施工区附近设置方木桩或做混凝土墩，按业主方（或建设主体单位）要求或规范规定数量制作。
B、工程桩位：经纬仪定向，钢尺量距，用钢钎打眼，灌白灰定位，钢钎打入深度不小于30cm，以免桩位被挤动。
C、轴线桩与桩位全部放好后，需进行自检，自检无误后报监理方、业主方（或建设主体单位）复核，并及时做测量复核签证。
4、移动桩机就位
为保证桩的垂直度，应注意成孔设备的平整度和导向架对地面的垂直度。桩机就位时，必须保持平整、垂直，不发生倾斜、位移，为准确控制钻孔深度，应在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。
5、成孔（也可采用人工成孔）
5.1、调直机架挺杆，对好桩位（用对位圈），开动机器钻进、出土，达到控制深度后停钻、提钻。
5.2、孔深测定：用测深锤或手提灯测量孔深及虚土厚度。虚土厚度等于钻孔深的差值。孔底虚土厚度严禁超过100mm。
5.3、清孔：孔底虚土厚度严禁大于100mm，当超过标准时，要分析原因，采取措施进行处理，散落在桩孔周围的地面土，必须随时清除干净，否则不得进行填料工作。
6、置注浆管
注浆管可用于替代钢筋（有配筋），保证小桩质量，增加小桩桩身的强度。因此，小直径桩一般用厚壁钢管，无特殊要求时可选用D25~D32钢管，注浆孔孔径及位置可根据土层、注浆压力及注浆部位现场决定。
7、填料
为保证桩身强度及密实度碎石宜取5~15mm级配碎石，投石时应分段进行振捣。填料时应用滑槽下料，严禁土粒进入料层。
8、预压浆补石料及封孔
通过注浆管向孔内压力注浆，直至孔口冒浆，即停止注浆；待孔口浆液渗透、下沉和收缩，在初凝前，再实施补填石料，填料全部完成后，用干硬性混凝土进行孔口封闭。
9、注浆
注浆分为一次压浆和二次高压注浆两个阶段。一次压浆阶段主要是让水泥浆填充桩孔周围土体及部分桩间土的缝隙和补填石料间的空隙，以提高地基的承载能力；这一阶段应该控制好注浆压力，避免浆液压力过大，以0.2～0.5MPa为宜，注浆完成后应保持恒定压力10~15min。二次高压注浆阶段主要是在一次压浆完成后，利用灌浆泵的压力，将水泥浆充分填充至整个桩体所有缝隙，以保证桩体的完整性和均匀性，避免出现断桩、缩颈、蜂窝、夹泥、桩上段强度达不到质量要求等质量缺陷；这一阶段需严格控制好注浆压力，严禁浆液压力过大，以1～2MPa为宜，注浆完成后应保持恒定压力30min左右。
注浆浆液为水泥浆，其水灰比一般采用0.5~1.0，水泥可采用32.5R级普通硅酸盐水泥，水泥浆在搅拌器中搅拌均匀后从出浆口流出，经过滤网滤去未水化颗粒和杂质，进入泥浆泵再泵送到桩孔内。压浆阶段的容许注浆压力与原状土条件，以及桩孔深度、位置和注浆次序等条件有关，离散性较大。通常由现场试验来确定注浆压力，即通过逐步提高压力，绘制注浆量与注浆压力关系曲线；实际注浆时，可以以试验所得容许压力的80％作为注浆压力，也可根据经验，对砂土取0.2～0.5MPa；对粘性土，取0.2～0.3MPa；对粉土，取0.2～0.4MPa；高压注浆阶段的注浆压力一般为1～2MPa。
10、应注意的质量问题
10.1、孔底虚土过多：钻孔完毕，应及时盖好孔口，并防止在盖板上过车和行走，操作中应及时清理虚土，必要时可二次投混凝土锤夯土。
10.2、塌孔缩孔：注意土质变化，遇有砂卵石或流塑淤泥、上层滞水层渗漏等情况，应会同有关单位研究处理。
10.3、钻孔进入砂层遇到地下水时，钻孔深度应不超过初见水位，以防塌孔。
10.4、安装钻孔机、运输材料均应注意保护好现场的轴线桩、高程桩。
10.5、桩头混凝土强度，在没有达到设计要求时，不得碾压，以防桩头损坏。
10.6、沉渣厚度严禁大于100mm，实际注浆量和填石料量严禁小于计算体积。
10.7、注浆后的桩顶标高及浮浆的处理，必须符合设计要求和施工规范的规定。
10.8、在挖桩孔时，应注意天气预报，尽可能避开下雨天气施工。
10.9、已开挖桩孔在未回填前应在四周做好土坡围护，并用石片、油毡、土等合适的材料覆盖桩口，防止雨水流入。
10.10、二次高压注浆前，应注意地面浆液封口的密闭性，一般封闭采用500~800mm厚的素土分层夯实。
参考文献：
1.建筑施工手册（第四版）编写组.建筑施工手册（第四版）（缩印本）.北京：中国建筑工业出版社.2003年9月.
2.中国建筑科学研究院.混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）.北京.中国建筑工业出版社.2001年3月.
3.河南省地基基础工程有限公司.投石压浆无砂混凝土小桩复合地基技术规程（YJQB02-98）.
4. 水利部水工程技术咨询中心. 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（SL62-94）.
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