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浅谈静压管桩的辅助沉管及后压浆施工

摘要:伴随着国内社会经济的发展和高层建筑施工技术的日益成熟,各种桩基础形式也在不断的推陈出新,产生了许多的新型桩基础结构体系,为建筑基础结构施工提供了更多的参考与借鉴。静压管桩便是基于这种时代背景下产生的一种施工新技术,它在复杂多变的地质情况以及工程工艺上有着显著的优势。本文从静压管桩概念入手,阐述了有关施工技术要点,以供参考。 

关键词:静压管桩;沉管;后压浆;高层建筑;地基 
  近些年来,城市能用土地资源危机愈演愈烈,由此引发了高层建筑与地下建筑革命,为建筑事业的发展指明了新方向。在建筑结构不断增高的同时,建筑物对地基承载力也提出了新要求,由于地质情况的差异以及施工操作、经济性等多个方面的原因,使得各种桩基础结构形式不断的推陈出新,形成了许许多多特殊性质的工程结构。静压管桩基础在目前的工程中被大量的采用,但是因为地质情况的复杂多变以及静压管桩施工技术达不到设计要求深度等原因的影响,通过对这些技术进行改进,再加以辅助设施,从而使得整个工程项目得到了有效的发挥,为社会经济的发展做出了重大贡献。 
  1 静压管桩 
  静压管桩也被称之为静压振动管桩,是目前建筑结构软基础处理工作中最为广泛的结构形式之一,它在应用的过程中必须要采用排泥浆,是在适应土层上按照成桩效率的高低来进行的,且在工作的过程中容易受到广大建设、设计和施工单位的欢迎和青睐。由于静压管桩在施工中工艺引进时间较短、施工技术相对而言不够成熟、施工手段欠缺等质量的影响,使得整个工作在开展中都存在着一定的限制。 
  近几年来,随着国内建筑事业的发展,静压管桩施工技术也得到了极大的改进和完善。首先,在工作中通过对施工工艺改进,在桩端增加了高压喷射助流装置,当管道因为阻力而无法进行的时候,则需要采用冲水沉管施工技术来进行喷射,且在施工的过程中通过破坏其断桩的沙层,减少施工的时候因为桩端阻力而造成的无法得到设计深度的问题。然后再采用冲水辅助沉管装置来增加前端的喷射压力,使得沉管直接注入水泥浆,从而对桩体结构进行加固,提高周围土壤的整体性和密实度。其次,在工作的过程中对施工工艺进行改进,在桩端前方增加压浆装置,通过缩短桩体结构长度的方法来有效的控制传统工程的施工困难,从而达到预计的施工标准和要求。 
  2 静压管桩施工技术要点 
  2.1 适用条件 
  静压管桩施工技术在当前的建筑工程项目中多被用于持力层施工当中,其结构主要是以沙层、卵石层、碎石层以及含有50%以上碎石的冲填土结构当中。碎石层在施工的过程中石子要坚硬,且能够分布充分。同时碎石层的厚度也要达到预计的工程设计标准和施工要求,从而保证整个工程项目的顺利进行。 
  2.2 加固机理 
  在预制管桩施工的过程中,通过将钢管桩沿着管道内部进行敷设,在水泥浆液的控制基础上,通过钢管桩由原来的电压力作用下压入到桩侧内部,在桩端持力层的空隙控制中使得原来松散的砂石、卵石以及沉渣得到有效的控制,从而形成一个高强度的复合体。水泥浆液在压力的作用下通过桩端在碎石层的空隙里向着四周扩散,对于单体桩的区域而言,它是向着四周扩散,这相当于增加桩端的直径,从而使得桩端的承力系数得到了极大的提升。同时群桩区域在施工的过程中因为所有的浆液都是连成一片的,使得持力层整体上形成了综合性、系统化的管理流程,有效的提高了持力层承载系数,提高了单桩承载能力。 
  2.3 压浆参数的设定 
  在工程施工的过程中,所谓的压浆参数选择主要包含了水泥比、水泥浆容量以及闭盘压力。在工程施工的过程中,因为地质条件、施工要求以及施工力度的不同,其所选择的压力也不尽相同,尤其是在参数的选择中,更是存在着重大的差异。在工程施工之前,我们应当根据以往的工程实践情况来进行分析,设定参数,然后根据所设定的参数进行施工,等到工程施工之前,我们在进行桩位静载试验,以保证工程的顺利进行。 
  (1)水灰比。水灰比一般不宜过大和过小,过大会造成压浆困难,过小会使水泥浆在压力作用下形成离析,一般采用015~017。(2)压浆量。压浆量是指单桩压浆的水泥用量,它与持力层土质情况及桩间距有关。(3)闭盘压力。闭盘压力是指结束压浆的控制压力,一般来说什么时候结束一根灌注桩的压浆,应该根据事先设定的压浆量来控制,但同时也要控制压浆的压力值。 
  2.4 后压浆施工工艺 
  2.4.1 施工工艺流程 
  预制管桩制作完成后在管内装压浆管,两端与预制管桩封板焊接,管桩接管两根管桩之间采用结构胶进行粘结、密封,然后进行焊接。预制管桩压至设计标高后压浆施工。 
  2.4.2 施工要点。(1)压浆管的制作。在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25mm的黑铁管制作,接头采用丝扣连接。压浆管在最下部制作成压浆喷头,用图钉将压浆孔堵严,外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严,这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置:当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂、图钉弹出,水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入持力层中,而压管时该装置又保证不会将压浆管堵塞。(2)压浆管的布置。将1根压浆管对称固定在预制管桩内部。(3)压浆施工顺序。压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆,压浆先施工周圈桩位再施工中间桩:压浆时应做好施工记录,记录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。 
  2.5 压浆施工中出现的问题和相应措施 
  (1)出现冒浆。压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象,若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出,说明桩底已经饱和,可停止压浆:若从本桩侧壁冒浆,压浆量也满足或接近设计要求,可停止压浆:若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少,可将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净,等到第二天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。(2)单桩压浆量不足。压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆,压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈,再施工中间,能保证中间桩位的压浆质量,若出现个别桩压浆量达不到设计要求,可视情况加大临近桩的压浆量作为补充。 
  结束语 
  不同的工程地质条件有很大的差异,不可能有相同的压浆参数,预先设定的压浆参数往往参考相似工程的经验,压浆参数的最终确定要依赖于试验桩的结果,而全国可以借鉴的经验并不多,有待进一步的积累,再加上理论的探讨,最终形成一个成熟的技术。 
  参考文献 
  [1]荆彦梁,苏二伟.静压管桩承载力分析及其应用[J].低温建筑技术,2009(11). 
  [2]赵鸿生.PHC管桩静压施工技术及主要技术问题的处理[J].西部探矿工程,2006(3):43-46. 
  [3]姜建雄.静力法估算静压管桩竖向承载力方法的研究[J].科技,2005,19(6):73-74.

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