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灌注桩后注浆综合项目施工关键技术作业规程.doc
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1、福建省工程建设地方标准 DB 住房和城镇建设部立案号:灌注桩后注浆施工技术规程Technical specification for the construction of Cast-in-place pile post grouting(征求意见稿) 公布 实施福建省住房和城镇建设厅 公布福建省工程建设地方标准灌注桩后注浆施工技术规程Technical specification for the construction of Cast-in-place pile post grouting住房和城镇建设部立案号: 主编单位:福建建工集团总企业同意部门:福建省住房和城镇建设厅施行日期: 年
2、月 日 前 言本规程是依据福建省住房和城镇建设厅相关印发福建省住房和城镇建设系统第二批科学技术项目计划通知(闽建科21号)要求,由福建省工程建设科学技术标准化协会组织,福建建工集团总企业会同相关单位编写而成。编制组在编制过程中,经过广泛调查研究,结合本省目前实际情况,总结多年来实践经验,参考相关国家现行相关标准,并在广泛征求意见基础上,编制本规程。本规程共有7章和2个附录,关键技术内容有:1、总则;2、术语及符号;3、基础要求;4、注浆设计;5、注浆施工;6、安全和环境保护;7、质量检验及验收;附录等。本规程由福建省住房和城镇建设厅负责管理,由福建建工集团总企业负责具体技术内容解释。请各单位在
3、实施过程中,注意总结经验,提出意见和提议,并反馈给福建省住房和城镇建设厅建筑节能和科技处(地址:福州市北大路242号,邮编:350001)和福建建工集团总企业(地址:福州市五四路89号置地广场36层,邮编:350003)以供以后修订时参考。本规程主编单位:福建建工集团总企业本规程参编单位:本规程关键起草人员:本规程关键审查人员:目 录1 总则52 术语及符号62.1 关键术语62.2 关键符号73 基础要求84 注浆设计95 注浆施工135.1 材料设备135.2 劳动力组织135.3 施工关键点146 安全和环境保护177 质量检验及验收18附录 A 灌注桩后注浆施工统计19附录 B 桩端后
4、注浆事故处理20本规程用词说明24引用标准名目25附:条文说明26Contents1 General Provisions52 Terms and Symbols62.1 Key Terms 62.2 Main Symbols 73 Basic Regulations84 Grouting Design 95 Grouting Construction 135.1 Materials and Equipment 135.2 Labor Organization 135.3 Construction Points 146 Safety and Environmental Protection 1
5、77 Quality Inspection and Acceptance 18Appendix A Records of Grouting Construction 19Appendix B Accident Treatment for Post Grouting of Pile End 20Explanation of Wording in This Specification 24Directory of Reference Standard 25Addition:Explanation of Provisions261 总则1.0.1 为了加强灌注桩后注浆施工过程控制,确保安全生产和工程
6、质量,制订本规程。1.0.2 本规程适适用于福建省建筑工程、市政工程、路桥工程、港口工程和水利工程灌注桩后注浆设计及施工。1.0.3 灌注桩后注浆施工除应符合本规程外,尚应符合现行国家、行业和本省相关标准要求。2 术语及符号2.1 关键术语2.1.1 灌注桩后注浆技术 Technology of post grouting for cast-in-situ pile灌注桩在成桩后一定时间内,由预设于桩身内注浆导管及和之相连桩端、桩侧注浆阀经过高压注浆泵注入一定压力水泥浆,经过浆液对桩端沉渣和桩端持力层及桩周泥皮起到渗透、填充、压密、劈裂、固结等作用来增强桩端土和桩侧土强度,从而达成提升单桩承载
7、力,降低沉降量一项技术方法。2.1.2 渗透注浆 Permeation grouting属于偏适应性注浆,实在不足以破坏土体结构压力(即不产生水泥劈裂)下,把浆液注入粒状土孔隙中,从而替换、排除其中空气和水。2.1.3 压密注浆 Compaction grouting是一个半适应性半强制性注浆,它特点是经过注浆对砂土和粘土中孔隙等软弱部位起到压密作用。压密注浆在注浆处形成球形浆泡,浆体扩散靠对周围土体压缩。 2.1.4 劈裂注浆 Crack grouting属于偏强制性注浆,是经过较高压力使浆体产生扩充,当液体压力超出劈裂压力(渗透注浆和压密注浆极限压力)时土体产生水力劈裂,也就是在土体内忽然
8、出现裂缝,于是吃浆量忽然增加,克服土体初始应力和抗拉强度,在钻孔周围形成网状浆脉,经过浆脉挤压土体和浆脉骨架作用加固土体。2.1.5 闭式注浆 Closed grouting将预制弹性良好腔体(又称注浆胶囊)随钢筋笼放入孔底,成桩后经过压力注浆使弹性腔体逐步扩张、挤密沉渣和桩端土层来提升桩承载能力。2.1.6 开式注浆 Open grouting把浆液经过注浆管直接注入桩端或需要加固补强位置,浆液和桩端沉渣、周围土体呈混合状态,展现出渗透、填充、压密、劈裂、固结等效应,以达成提升桩承载能力。2.1.7 单桩竖向极限承载力 Ultimate vertical bearing capacity o
9、f a single pile单桩在竖向荷载作用下抵达破坏状态前或出现不适于继续承载变形时所对应最大荷载,它取决于土对桩支承阻力和桩身承载力。2.2 关键符号Ap桩端面积;a1-2压缩系数d桩身设计直径;D桩端扩底设计直径;Es压缩模量fak地基承载力特征值e0天然孔隙比Ip塑性指数IL液性指数u桩身周长;天然容重天然含水率3 基础要求3.0.1 灌注桩后注浆设计前,应进行工程地质和岩土工程性质调查,关键包含以下内容: 1 拟建场地地层分层、持力层起伏改变情况及各层土工参数; 2 注浆区地质结构、浆液可能流失通道及空穴; 3 各层地下水特征,包含上层潜水层、下层承压水层情况及地下水化学性质;
10、4 桩端及桩身所处各地层渗透性及注浆可行性; 5 调查注浆浆液对环境影响。3.0.2 灌注桩后注浆施工应按相关标准、规范和设计文件要求,结合工程现场情况,编制施工方案。编制前,应熟悉施工图和工程地质、水文资料,并踏勘施工现场。3.0.3 灌注桩后注浆大范围施工前应进行试注浆。试注浆作业时设计单位、勘察单位应到场复核、调整设计参数,最终确定参数并形成纪要。3.0.4 灌注桩后注浆施工前应进行技术交底。施工中应严格工序控制,并做好施工统计。3.0.5 灌注桩后注浆施工应严格实施职业健康安全和环境保护相关要求,做好废浆外运和排放,严禁违章排放。4 注浆设计4.0.1 灌注桩后注浆设计应依据岩土工程勘
11、察汇报及周围环境调查情况,结合周围已经有建筑注浆工程对比,针对工程上部结构荷载特点及承载力变形要求,最终确定经济合理、施工方便、节省工期设计方案。灌注桩后注浆设计包含关键步骤图4.0.1所表示。注浆桩承载力设计注浆装置设计注浆量设计浆液浓度设计注浆压力设计终止注浆条件设计图4.0.1 灌注桩后注浆设计步骤4.0.2 后注浆灌注桩单桩极限承载力,应经过静载试验确定。其后注浆单桩极限承载力标准值可按下式估算: 1 增强系数经验计算公式式中 Qsk 后注浆非竖向增强段总极限侧阻力标准值; Qgsk 后注浆竖向增强段总极限侧阻力标准值; Qgpk 后注浆总极限端阻力标准值; u 桩身周长; lj 后注
12、浆非竖向增强段第j层土厚度; lgi 后注浆竖向增强段内第i层土厚度:对于泥浆护壁成孔灌注桩,当为单一桩端后注浆时,竖向增强段为桩端以上12m;当为桩端、桩侧复式注浆时,竖向增强段为桩端以上12m 及各桩侧注浆断面以上12m,重合部分应扣除;对于干作业灌注桩,竖向增强段为桩端以上、桩侧注浆断面上下各6m;qsik、qsjk、qpk 分别为后注浆竖向增强段第i土层初始极限侧阻力标准值、非竖向增强段第j土层初始极限侧阻力标准值、初始极限端阻力标准值; si、p 分别为后注浆侧阻力、端阻力增强系数,无当地经验时,可按表4.0.2-1取值。对于桩径大于800mm 桩,应按本规范表4.0.2-2进行侧阻
13、和端阻尺寸效应修正; Ap 桩端面积。表4.0.2 后注浆侧阻力增强系数si、端阻力增强系数p土层名称淤泥淤泥质土黏性土粉土粉砂细砂中砂粗砂砾砂砾石卵石全风化岩强风化岩si1.21.31.41.81.62.01.72.12.02.52.43.01.41.8p-2.22.52.42.82.63.03.03.53.24.02.02.4注:干作业钻、挖孔桩,按表列值乘以小于1.0折减系数。当桩端持力层为黏性土或粉土时,折减系数取0.6;为砂土或碎石土时,取0.8。表4.0.2-2 大直径灌注桩侧阻力尺寸效应系数si、端阻力尺寸效应系数p土类型黏性土、粉土砂土、碎石类土si(0.8/d)1/5(0.8
14、/d)1/3p(0.8/D)1/4(0.8/D)1/3 注:当为等直径桩时,表中D=d。 2 参考预制桩计算公式 3 桩身混凝土承载力计算式中 c 工作条件系数,建筑桩基技术规范(JGJ94-)第5.8.3条,干作业非挤土灌注桩取0.9,泥浆护壁和套管护壁非挤土灌注桩、部分挤土灌注桩、挤土灌注桩取0.70.8,软土地域挤土灌注桩取0.6;建筑地基基础设计规范(GB50007-)第8.5.11条,灌注桩取0.60.8(水下灌注桩、长桩或混凝土强度等级高于C35时用低值; fc 混凝土轴心抗压强度设计值(kPa),按现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010取值; A 桩身截面积(m2)。 4
15、桩端注浆最终设计时取Quk和Qk二者中最小值作为单桩竖向极限承载力4.0.3 灌注桩后注浆装置结构和设置应符合下列要求: 1 灌注桩后注浆管应采取钢管; 2 桩端后注浆管及注浆阀数量宜依据桩径大小设置:对于直径小于1000mm桩,宜沿钢筋笼圆周对称设置2根;对于直径大于1000mm而小于mm桩,宜均匀设置3根; 3 对于桩长超出15m且承载力增幅要求较高者,宜采取桩端桩侧复式注浆;桩侧后注浆管阀设置数量应综合地层情况、桩长和承载力增幅要求等原因确定,可在离桩底515m以上,桩顶8m以下,每隔612m设置一道桩侧注浆阀,当粗粒土时,宜将注浆阀设置于粗粒土层下部,对于干作业成孔灌注桩宜设于粗粒土层
16、中部; 4 对于非通长配筋桩,下部应有不少于2根和注浆管等长主筋组成钢筋笼通底; 5 钢筋笼应沉放到底,不得悬吊,下笼受阻时不得撞笼、墩笼、扭笼。4.0.4 单桩注浆量设计应依据桩径、桩长、桩端桩侧土层性质、单桩承载力增幅及是否复式注浆等原因确定,可按下式估算:式中 p、s 分别为桩端、桩侧注浆量经验系数,=1.51.8,=0.50.7;对于卵、砾石、中粗砂取较高值; n 桩侧注浆断面数; d 基桩设计直径(m); Gc 注浆量,以水泥质量计(t)。对独立单桩、桩距大于6d群桩及群桩初始注浆数根基桩注浆量应按上述估算值乘以1.2系数。4.0.5 桩端注浆终止压力应依据土层性质及注浆点深度确定,
17、对于风化岩、非饱和黏性土及粉土,注浆压力宜为310MPa;对于饱和土层注浆压力宜为1.24MPa,软土宜取低值,密实黏性土宜取高值。 1 注浆工作压力通常以不使地层结构破坏或发生局部和少许破坏为前提,压力和桩长、桩端土层性质相关。注浆工作压力估算公式:式中 pg 注浆工作压力,Pa; pw 桩底注浆处静水压力,Pa; i、li 注浆点以上第i层土有效重度(地下水位以下取浮重度)和土层厚度; r 注浆阻力经验系数,和桩端桩侧土层类别、饱和度、密实度、浆液稠度、成桩时间、注浆管长度等相关;软土取1.01.5,饱和黏性土、粉土、粉细砂取1.52.0,非饱和黏性土、粉土、粉细砂取2.04.0,中粗砂、
18、砾卵石取1.23.0(非饱和状态取高值),风化岩取1.04.0,当土密实度高、浆液水灰比小、注浆管长度大、成桩间歇时间长时取高值。 2 注浆控制压力可按注浆试验结果确定。注浆试验应从开始逐步增大注浆压力,绘制注浆量和注浆压力关系曲线。当注浆压力升至某一数值而注浆量忽然增加时,表明地层结构发生破坏或桩顶有显著上抬。为了不致使桩破坏,此时压力值可作为注浆控制压力,也可按下式确定注浆控制压力Pc:式中 Pc 注浆控制压力,Pa; G 桩身自重(地下水位以下取浮重),N; D 桩径,m; qsik 第i层土极限侧摩阻力; li 桩侧第i层土厚度。4.0.6 浆液水灰比应依据土饱和度、渗透性确定,对于饱
19、和土,水灰比宜为0.450.65;对于非饱和土,水灰比宜为0.70.9(松散碎石土、砂砾宜为0.50.6);低水灰比浆液宜掺入减水剂。4.0.7 为确保灌注桩后注浆预期效果及避免低效过量注浆,可按以下设置终止注浆条件: 1)在满足设计注浆压力条件下,注浆量达成设计要求; 2)注浆总量已达成设计值80%,且注浆压力达成设计注浆压力1.5倍并维持5min以上; 3)注浆总量已达成设计值80%,且桩顶或地面出现显著上抬。 5 注浆施工5.1 材料设备5.1.1 胶凝材料宜采取一般硅酸盐水泥,可掺入适量外加剂。水泥强度等级不应低于42.5级。水泥质量应符合国家相关规范标准,应有出厂质量证实书并复试合格
20、。同一单位工程内灌注桩后注浆,应采取同一品种、同一强度等级和同一厂家水泥制备。5.1.2 注浆泵额定压力应大于要求最大注浆压力1.5倍,通常选泵额定压力为612MPa,注浆泵额定流量为30100L/min。在注浆泵上应配置有压力表和流量计,压力表量程因为额定泵压1.52.0倍。5.1.3 浆液拌合机及储浆桶可依据施工条件选配。浆液拌合机容量应和额定注浆流量相匹配,宜为0.20.3m3,拌合机浆液出口应设置滤网。5.1.4 地面管路系统关键由浆液地面输送系统组成,必需确保其密封性。输送管应采取可承受2倍以上最大注浆压力高压胶管或无缝钢管,其长度不应超出50m。开式注浆输送管和桩内注浆管连接处设泄
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