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公司資訊
樁基自平衡荷載箱廠家:自平衡法后注漿灌注樁變形特性研究
2020.03.25

旋挖鉆機(jī)成孔有著對位準(zhǔn)確,成孔垂直度高就位靈活。在安放護(hù)筒時(shí)可利用護(hù)筒驅(qū)動器安放,因此下護(hù)筒時(shí)速度快、偏差小、定位準(zhǔn)確; 干法成孔時(shí),成孔時(shí)間短,所以泥皮薄、泥漿比重小、護(hù)壁效果好,一定程度上增加樁的摩阻力。但灌注樁采用旋挖鉆機(jī)成孔的時(shí)候往往成樁質(zhì)量可靠性低,其主要體現(xiàn)(tǐ xiàn)在樁端沉渣厚度比較大,很大程度上影響了樁的承載力。在成樁后對樁身特別是樁底才會用后注漿工藝,可以使得樁端沉渣有效地固結(jié),并且可以有效改善嵌巖段側(cè)摩阻力,使得樁的承載力大幅提高,切變形性能得到大幅改善。為驗(yàn)證后注漿法對樁身承載力及變形性能的影響,我們對某實(shí)際工程 6 根樁進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)采用自平衡法,使用預(yù)埋荷載箱。根據(jù)樁所在的地層根據(jù)場地勘察報(bào)告顯示,土層情況如下。

1) 可塑紅黏土 重度平均值(The average value) γ = 17. 9kN/m3; 壓縮模量 Es = 4. 33MPa; 承載力特征值 fak = 170kPa; 黏聚力ck?=27。7kP。

2) 中 風(fēng) 化 石 灰 巖 樁 端 載 力 特 征 值: qpa =5 000kPa; 承載力特征值: fak = 5 000kPa; 重度平均值:γ = 24. 55kN/m3。

1 后注漿干法成孔灌注樁

沿鋼筋籠均勻布設(shè) 3 根鋼管作為注漿管,注漿管與鋼筋 籠 加 強(qiáng) 筋 綁 扎 連 接,注 漿 管 頂 部 高 出 地 面60cm,以利于注漿施工。注漿管綁扎于加勁箍外側(cè),并與鋼筋籠箍筋綁扎,縱筋底部與齊平?;炷两K凝后對注漿管做清水劈通。在樁底注漿中還有 2 個(gè)重要作用:

 ?、偈柰ㄗ{通道;

 ?、趯⒊猎澳鄬又械募?xì)粒部分壓至注漿范圍(fàn wéi)內(nèi); 注漿采用 P·O 42。5 級普通硅酸鹽水泥(材料:粉狀水硬性無機(jī)膠凝材料)配制的漿液,水灰比取 0。5 ~ 0。6,注漿時(shí)先稀漿后濃漿。注漿壓力達(dá)到要求的終壓,并保持終壓 10 ~15min,終壓力為初壓力的 2 ~ 3 倍; 注漿結(jié)束后,注漿管端部應(yīng)采取機(jī)械封堵閉漿,閉漿時(shí)間一般至少應(yīng)保持 24 ~ 48h 才能撤離,防止地下水對漿液的局部稀釋,造成漿液固結(jié)強(qiáng)度的降低。

2 試驗(yàn)方法

自平衡法:其檢測原理是將一種特制的加載裝置(荷載箱),在混凝土(Concrete)澆筑之前和鋼筋籠共同埋入樁內(nèi)相應(yīng)的位置( 具體位置根據(jù)試驗(yàn)的不同目的而定) ,將荷載箱的加壓管以及所需的其他測試(TestMeasure)裝置( 位移等) 從樁體引到地面,然后灌注成樁。由加壓泵在地面向荷載箱加壓加載,荷載箱產(chǎn)生上下兩個(gè)方向的力,并傳遞(transmission)到樁身。由于樁體自成反力,我們將得到相當(dāng)于兩個(gè)靜載試驗(yàn)的數(shù)據(jù): 荷載箱以上部分,我們獲得反向加載時(shí)上部分樁體的相應(yīng)反應(yīng)系列參數(shù); 荷載箱以下部分,我們獲得正向加載時(shí)下部分樁體的相應(yīng)反應(yīng)參數(shù). 通過對加載力與這些參數(shù)( 位移等) 之間關(guān)系的計(jì)算和分析,我們不僅可以獲得樁基承載力,而且可以獲得每層土層的側(cè)阻系數(shù)、樁的側(cè)阻、樁端承力等一系列數(shù)據(jù)。

3 試驗(yàn)結(jié)果

在進(jìn)行樁基自平衡檢測時(shí),由于位于荷載箱下部的樁身是向下運(yùn)動,而位于荷載箱上部的樁身卻是向上運(yùn)動,這樣不能形成有效的樁基在荷載作用下下沉的現(xiàn)象。因此必須將樁基自平衡檢測所得到的沉降數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為傳統(tǒng)的荷載沉降曲線(Curve)。平衡檢測所得到的沉降數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為傳統(tǒng)的荷載沉降曲線的公式如所示。Q = KQ Q -式中: Q 為傳統(tǒng)靜載樁承載力; Q 為荷載箱上部樁摩阻力( 已扣除上部樁身自重) ; Q -為荷載箱下部樁摩阻力; K 為荷載箱上部樁側(cè)阻力修正系數(shù)。將現(xiàn)場樁基自平衡檢測試驗(yàn)實(shí)測所得到的 E5-11,E5-101,E5-58,E5-77,S-129 和 E5-88 6 根樁的荷載沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到傳統(tǒng)的荷載沉降曲線,如表1 ~6、圖 1 ~ 6 所示。由圖中所示試驗(yàn)結(jié)果可以看出,在樁端壓漿后本工程試樁位移較注漿前要小,除樁端被二次加載壓密原因外,其樁底壓漿固結(jié)有較非常明顯的效果??梢詷俄?shù)刃Ш奢d?P/kN?樁頂?shù)刃Ш奢d對應(yīng)位移/mm

0 0 0. 00

2 1 917 1. 03

3 2 985 2. 23

4 4 054 3. 24

5 5 123 5. 16

6 6 192 7. 85

7 7 260 11. 85

8 8 329 14. 22

9 9 398 18. 73

10 10 467 26. 09

樁頂加載等效轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)序 號 樁頂?shù)刃Ш奢d P /kN 樁頂?shù)刃Ш奢d對應(yīng)位移/mm

0 0 0. 00

2 2 640 0. 72

3 4 170 1. 20

4 5 700 1. 80

5 7 230 2. 39

6 8 760 3. 16

7 10 290 3. 87

8 11 820 4. 84

9 13 350 5. 70

10 14 880 6. 77

樁頂加載等效轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)序 號 樁頂?shù)刃Ш奢d P /kN 樁頂?shù)刃Ш奢d對應(yīng)位移/mm

0 0 0. 00

2 2 397 1. 40

3 3 781 2. 44

4 5 165 3. 63

5 6 548 5. 28

6 7 932 6. 63

7 9 316 8. 62

8 10 700 10. 69

9 12 083 13. 57

10 13 467 16. 08

有效地減小樁間的不均勻沉降。同等加載荷載等級情況(Condition)下 其 樁 端 位 移 降 低 75. 49% ,73. 6% ,64. 77% ,81. 1% 。

4 結(jié)語

1) 經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù),并分析后可看出,樁底后注漿可以是得樁的抗壓極限承載力有較明顯的提高。

2) 為減小樁間的不均勻沉降,樁底壓漿能起到一定的作用。

樁頂加載等效轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)序 號 樁頂?shù)刃Ш奢d P/kN 樁頂?shù)刃Ш奢d對應(yīng)位移/mm

0 0 0. 00

2 3 580 1. 44

3 5 571 2. 49

4 7 562 3. 84

5 9 554 5. 86

6 11 545 7. 61

7 13 536 11. 08

8 15 527 15. 05

9 17 519 17. 89

10 19 510 22. 22

( 基樁注漿前后自平衡靜載試驗(yàn))

序 號 樁頂?shù)刃Ш奢dP/kN注漿前樁頂?shù)刃Ш奢d對應(yīng)位移/mm注漿后樁頂?shù)刃Ш奢d對應(yīng)位移 /mm

0 0 0. 00 0. 00

2 2 603 1. 07 0. 99

3 3 987 2. 72 1. 89

4 5 371 5. 09 3. 33

5 6 754 9. 17 4. 73

6 8 138 13. 60 6. 66

7 9 522 20. 68 8. 36

8 10 906 26. 61 10. 35

9 12 289 34. 64 13. 05

10 13 673 41. 71 16. 52

( 基樁注漿前后自平衡靜載試驗(yàn))

序號注漿前樁頂?shù)刃Ш奢dP /kN注漿前樁頂?shù)刃Ш奢d對應(yīng)位移/mm注漿后樁頂?shù)刃Ш奢dP/kN注漿后樁頂?shù)刃Ш奢d對應(yīng)位移/mm

0 0 0. 00 0 0. 00

2 3 407 2. 77 3 407 1. 47

3 5 398 5. 56 5 398 2. 49

4 7 389 7. 88 7 389 3. 60

5 9 380 12. 02 9 380 4. 76

6 11 372 17. 59 11 372 6. 08

7 13 363 22. 86 13 363 7. 70

8 15 354 27. 39 15 354 9. 40

9 17 345 35. 58 — —

10 19 337 42. 91 — —

3) 對鉆孔灌注樁,由于樁身較長,清孔困難,致使樁底有部分沉渣,樁端后注漿能夠固化沉渣,改善樁端持力層壓縮特性和樁側(cè)土層摩擦特性,增大樁頂荷載和減小樁頂沉降。