CN1078282A - 钻孔灌注桩桩底压浆工艺及其专用钢筋笼 - Google Patents

Abstract

一种钻孔灌注桩桩底压浆方法及其专用钢筋笼， 特征在于，在钢筋笼内设置与受力主筋平行的注浆管 和回浆管，在钢筋笼的底部设置隔离铁板，当桩身混 凝土强度达到C₈等级时，将水泥浆通过注浆管直接 注入桩底，使水泥浆与桩端虚土及桩端区土层串联固 结，并与桩底凝结在一起，形成大头桩，使钻孔灌注桩 由单一的侧摩阻力承载受力状态，变成为压浆固结后 桩端承载与桩身侧摩阻力共同承载的受力状态，从而 大幅度的提高了钻孔灌注桩的承载能力。

Description

本发明属于一种建筑物或构筑物基础工程施工处理工艺及其专用装置，特别涉及一种多层、中高层民用建筑和其它公共与工业建筑基础的钻孔灌注桩桩底压浆工艺及其专用钢筋笼。

目前，在一般多层或中高层住宅及其它公共与工业建筑中，其基础工程多采用深挖式撼砂毛石基础、混凝土底板式基础、地下连续墙基础、予制打桩或沉管灌注桩基础、以及钻孔灌注桩基础等类型的基础形式。

深挖式撼砂毛石基础、混凝土底板式基础及地下连续墙基础，其基础深度在3米以上时，施工中要挖出大量的土方，基础完成后，还需回填大量土方;而且，钢筋混凝土灌注量很大，因此，基础的工程造价较高，工期也较长，同时，施工受雨季及冬季影响，还会受到相邻建筑物的限制。

予制打桩基础是近二、三十年常用的一种基础形式，它适用于一般多层建筑、中高层建筑及工业建筑的基础处理中，这种基础在施工时，打桩发出的噪音很大，影响城市环境;而且，工期较长，从予制桩体到运输吊装，直到打入地基，截掉桩头，整个过程工序繁多，劳动强度大，造价也很高，目前，已逐步被人们所淘汰。

沉管灌注桩是近几年兴起的一种新型基础施工方法，它较之予制打桩具有施工进度快，劳动强度小，工程造价低的优点，但在施工时，沉管机所产生的噪音很大，其高频震波对附近建筑物具有较为强烈的损害作用，对周围环境影响很大，其应用受相邻建筑物的限制;特别在群桩施工时，沉管机所产生的高频震动，对相邻近的成桩产生相互挤压作用，因此，还会对成桩的质量造成严重的损害。

钻孔灌注桩也是近几年兴起的一种新型基础施工方法，它分为干作业螺旋钻孔成孔或洛阳铲人工成孔及泥浆护壁钻孔成孔。前者适用于一般地下水位较低的多层、中高层建筑和工业建筑中，后者则适用于高层建筑或道路桥梁的深基础处理。钻孔灌注桩具有施工进度快，噪音小，环境条件好，工程造价低，且不受季节场地限制等特点，但钻孔灌注桩主要依靠桩身的侧摩阻力承受外负荷，因此，单桩承载能力偏低，有的只能达到100～200KN，而且，由于螺旋钻孔工艺的缺欠，加之操作人员的熟练程度不同，成孔后，孔底还常常会有10～30cm甚至50cm的虚土，特别是在有地下水的情况下，孔底会有较厚的淤泥土层，这些虚土和淤泥土层的存在，使灌注桩会随着载荷的增加而发生沉降，为了防止出现较大的沉降，在设计时，桩身侧摩阻力往往取用较小数值，从而增加了布桩量，造成工程浪费，这在很大程度上影响了钻孔灌注桩的发展。

本发明的目的是克服上述现有技术的不足之处，解决钻孔灌注桩因桩底虚土、淤泥土层及桩周围松散土层造成的桩体沉降量大，单桩承载力低的问题，提供一种施工进度快、工程造价低、不影响环境、不受季节限制的钻孔灌注桩桩底压浆工艺及其专用钢筋笼，以降低基础工程造价，提高工程质量。

本发明是这样实现的：

本发明采用螺旋钻孔或人工铲孔的方法成孔，成孔后，在孔内放置由受力主筋、定位箍筋及螺旋箍筋构成的钢筋笼，根据桩体的受力状况钢筋笼可采用全笼或半笼;在钢筋笼内设置有与受力主筋平行并可作为一根主筋的注浆管和与受力主筋平行的回浆管，在桩底持力层为砾石层或砂粒层时，可只设置注浆管，不设置回浆管;在钢筋笼的底部还设置有隔离铁板;在置有钢筋笼的孔内灌注混凝土，混凝土强度等级≥C18;当桩身混凝土强度达到设计强度的50%，且最低标号不低于抗压强度的C8等级时，将水灰比为0.4～0.8的水泥浆通过注浆管直接注入桩底，压浆水泥采用325^＃以上的国标厂家水泥，注浆速度为20～100升/分;在注浆过程中，当回浆管内无水或气体溢出，并开始大量喷浆时，封闭回浆管上端出口;继续注入水泥浆，使注浆入口压力上升，并保持注浆入口压力稳定，在稳压期间强行注浆，注浆入口压力为0.5～20kg/cm²，稳压时间为1～7分钟;当桩底持力层为砾石层或砂粒层时，稳压时间为1分钟，当桩底持力层为粘土或亚粘土时，稳压时间不超过7分钟;当注浆水泥重量使单桩达到设计承载力要求（如100～300kg）时，封闭注浆管入口，停止注浆。

当桩底持力层为砾石层，且特别松散，注入大量水泥浆后，注浆入口仍无压力，且回浆管仍不喷浆的情况下，停止注浆，间隔45～120分钟，然后对注浆管和回浆管作贯通检查，进行第二次桩底注浆;间隔时间可根据水泥标号及水泥浆的稠度来确定。

为配合使用本发明的上述方法，本发明提供了一种专用钢筋笼，所述的钢筋笼由受力主筋、定位箍筋及螺旋箍筋构成，在钢筋笼内安装有与受力主筋平行的注浆管，在钢筋笼的底部还安装有隔离铁板，注浆管的上端长于受力主筋，并至少高于施工地面200mm，下端的底部穿过隔离铁板，并从隔离铁板中伸出20～30mm，受力主筋及注浆管与隔离铁板焊接牢固。

根据桩底持力层状况，在钢筋笼内还安装有与受力主筋和注浆管平行的回浆管，回浆管上端长于受力主筋，下端穿过隔离铁板，并从隔离铁板中伸出20～30mm;注浆管的底部可以加工成平底形或马蹄形或鸭嘴形，在注浆管从隔离铁板中伸出的下端部还加工有若干个通孔，以便于水泥浆流出。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.压力注浆对钻孔灌注桩的桩端虚土及桩端区土层起渗透、填充、压密及串联固结作用，使之成为一种高强度的新土层，并与桩底凝结在一起，形成大头桩;特别是在桩底土质较为松散，尤其是桩底处于砾石层时，注浆材料沿砾石层与相邻的桩端串联固结，大大增加了桩端的受力面积，提高了桩端的承载能力，并且使钻孔灌注桩由单一的侧摩阻力承载的受力状态，变成为压浆固结后桩端承载与桩身侧摩阻力共同承载的受力状态;而且，压力注浆对桩端虚土及桩端区土层压缩、填充达到饱和后，在桩身周围土质较为松散时，由于持续的稳压作用，注浆材料将沿桩身上升，与桩身周围土串联固结，因此，又提高了桩身的侧摩阻力;从而大幅度的提高了桩的承载能力。以400mm直径，5～7米长的桩为例，当桩端持力层座落在砾石层时，单桩承载力可高达450～500KN，承载能力提高100～150%以上;当桩端持力层座落在砾砂层时，单桩承载力可达到400～450KN，承载能力提高100%以上;当桩端持力层座落在一般粘土层、粉砂层时、单桩承载力可达350～400KN，承载能力提高70～100%左右;从而减少了布桩量，比常规钻孔灌注桩可减少布桩40%，使工程造价大幅度降低，每平方米基础造价可比普通钻孔灌注桩降低费用20%以上，比予制打桩基础每平方米降低费用30%以上，比毛石撼砂基础每平米降低费用50%以上，具有明显的经济效益。

2.注浆材料对桩底虚土的压密及串联固结，使桩底端混凝土和虚土接触段桩体压缩变形提前完成，因而大幅度的减少了灌注桩的沉降量，大大减少甚至避免了建筑物的不均匀沉降，提高了工程质量。

3.工艺简单，操作方便，施工进度快，没有大量的外运土、混凝土浇注5～7天后即可进行压浆，基础工程天数可缩短一半以上。

4.施工不受季节和场地限制，无论是冬季还是雨季，只要在工地无雨无积水的情况下均能施工，特别是在场地狭窄及临近建筑群中施工，更具有优势;且施工时，无震动、无噪音、无污染，不影响周围环境，不损害附近建筑物。

下面结合附图提供本发明的实施例：

图1、图3、图5是本发明钢筋笼的结构示意图;

图2是图1的A-A剖视图;

图4是图3的B-B剖视图;

图6、图7、图8是图1、图3、图5的1部放大图。

实施例1：

采用洛阳铲人工成孔，孔径为400mm，孔深度为5m，成孔后，孔底虚土厚度为250mm，孔底持力层为亚粘土;在孔内放置由受力主筋1、定位箍筋2及螺旋箍筋3构成的全笼钢筋笼，如图1所示，钢筋笼内安装有与受力主筋1平行的注浆管4和回浆管5，在钢筋笼的底部还安装有隔离铁板6，注浆管4和回浆管5上端长于受力主筋1，并高于自然地面200mm，下端穿过隔离铁板6，并从隔离铁板6中伸出30mm，如图7所示，注浆管4的底部为马蹄形，在注浆管4从隔离铁板6中伸的下端部还加工有若干个通孔，注浆管4与隔离铁板6之间焊接牢固，注浆管4及回浆管5的上下口用塑料布包好，然后，在置有钢筋笼的孔内灌注混凝土，混凝土强度为C18，坍落度为8～10cm;混凝土初凝后，对注浆管4和回浆管5进行贯通检查，以防落土漏浆造成堵塞;当桩身混凝土强度达到设计强度的50%，强度达到C8等级时，在标号为425^＃的国标厂家水泥中加水，用拌合机搅拌成水泥浆，水灰比为0.4，然后将水泥浆通过注浆管4直接注入桩底，注浆速度为80～100升/分;当回浆管4内无气体溢出，并开始大量喷浆时，封闭回浆管5上端的出口，继续注入水泥浆;当注浆入口压力达到20kg/cm²时，稳压7分钟，封闭注浆入口，停止注浆，注浆水泥重量为180kg。

实施例2：

采用螺旋钻孔机成孔，孔径为300mm，孔深度为5m，当钻头钻到设计深度时，进行就地空转，然后，停钻提杆，钻杆提出地面前，将护筒周围活土清理干净，虚土拍实，以减少孔底虚土厚度;成孔后，孔底虚土厚度为300mm，孔底持力层为砾砂层;由于桩体只承受垂直方向压力，不承受拉力和横向力，在孔内放置由受力主筋1、定位箍筋2及螺旋箍筋3构成的半笼钢筋笼，即受力主筋为全笼的三分之二，如图5所示，钢筋笼内安装有与受力主筋1平行的注浆管4，在钢筋笼的底部还安装有隔离铁板6，注浆管4上端长于受力主筋1，并高于自然地面200mm，下端穿过隔离铁板6，并从隔离铁板6中伸出20mm，如图6所示，注浆管4下端的底部为平底形，在注浆管4从隔离铁板6中伸出的下端部还加工有若干个通孔，注浆管4与隔离铁板6之间要焊接牢固，注浆管4的上下口用塑料布包好;然后，在置有钢筋笼的孔内灌注混凝土，混凝土强度等级为C18，坍落度为10cm;混凝土初凝后，对注浆管4进行贯通检查，以防落土漏浆造成堵塞;当桩身混凝土强度达到设计强度的50%，强度达到C8等级时;在标号为325^＃的国标水泥中加水，用拌合机搅拌成水泥浆，水灰比为0.8，然后，将水泥浆通过注浆管4直接注入桩底，注浆速度为20～50升/分，当注浆入口压力达到0.5kg/cm²时，稳压1分钟，当单桩注浆水泥重量达到150kg时，封闭注浆入口，停止注浆。

实施例3：

采用螺旋钻孔机成孔，孔径为300mm，孔深度为6m，成孔后，孔底虚土厚度为200mm，孔底持力层为松散砾石层;在孔内放置由受力主筋1、定位箍筋2及螺旋箍筋3构成的全笼钢筋笼，钢筋笼的其它设置与实施例1相同;混凝土强度等级、坍落度、注浆的水泥标号及水灰比与实施例2相同;当混凝土强度达到C8等级时，将水泥浆通过注浆管4直接注入桩底，注浆速度为20～40升/分，注入200kg水泥浆后，注浆入口仍无压力，且回浆管仍不喷浆，停止注浆;间隔120分钟，然后对注浆管4和回浆管5作贯通检查，进行第二次桩底注浆，注浆速度为40～60升/分，当回浆管5开始喷浆时，封闭回浆管5，并继续注入水泥浆，当注浆入口压力达到1.5kg/cm²时，稳压2分钟，然后封闭注浆入口，第二次注浆水泥重量为100kg。实施例4：

采用螺旋钻孔机成孔，孔径为600mm，孔深度为7m，孔底持力层为砾石层，成孔后，孔内地下水较多，且有200mm厚淤泥层，人工降水后，向孔底投入约300mm厚碎石，并用锤夯实，再投入100mm厚混合砂;然后，在孔内放入全笼钢筋笼，如图3所示，钢筋笼内安装有注浆管4，如图8所示，注浆管4下端的底部为鸭嘴形，在注浆管4从隔离铁板6中伸出的下端部还加工有若干个通孔，钢筋笼的其它设置与实施例2相同;在置有钢筋笼的孔内灌注混凝土，混凝土强度为C18，坍落度为8cm，当混凝土强度达到C8等级时，在标号为425^＃的国标水泥中加水，用拌合机搅拌成水泥浆，水灰比为0.6，然后，将水泥浆通过注浆管4直接注入桩底，注浆速度为20～50升/分，当注浆入口压力达到4kg/cm²时，稳压3分钟，封闭注浆入口，停止注浆，注浆水泥重量为200kg。

Claims (6)

1、一种钻孔灌注桩桩底压浆工艺，包括成孔，在孔内放置由受力主筋、定位箍筋及螺旋箍筋构成的钢筋笼，在置有钢筋笼的孔内灌注混凝土，其特征在于，所述的钢筋笼内设置有与受力主筋平行并可作为一根主筋的注浆管和与受力主筋平行的回浆管或只设置注浆管，在钢筋笼的底部还设置有隔离铁板；通过注浆管将水灰比为0.4～0.8的水泥浆直接注入桩底，注浆速度为20～100升/分；在注浆过程中，当回浆管内无水或气体溢出、并开始大量喷浆时，封闭回浆管上端出口；继续注入水泥浆，使注浆入口压力上升，并保持注浆入口压力稳定，在稳压期间强行压浆，注浆入口压力为0.5～20kg/cm²，稳压时间为1～7分钟；当注浆水泥重量使单桩达到设计承载力要求时，封闭注浆入口，停止注浆。

2、根据权利要求1所述的钻孔灌注桩桩底压浆工艺，其特征在于，当桩底持力层为砾石层，且特别松散，注入大量水泥浆后，注浆入口仍无压力，回浆管仍不喷浆时，停止注浆，间隔45～120分钟，然后对注浆管和回浆管作贯通检查，进行第二次桩底注浆。

3、一种为使用权利要求1或2所述工艺而专门设计的钢筋笼，由受力主筋（1）、定位箍筋（2）及螺旋箍筋（3）构成，其特征在于，在钢筋笼内安装有与受力主筋（1）平行的注浆管（4），在钢筋笼的底部还安装有隔离铁板（6），注浆管（4）的上端长于受力主筋（1），下端穿过隔离铁板（6），并从隔离铁板（6）中伸出20～30mm。

4、根据权利要求3所述的钢筋笼，其特征在于，在钢筋笼内还安装有与受力主筋（1）和注浆管（4）平行的回浆管（5），回浆管（5）的上端长于受力主筋（1），下端穿过隔离铁板（6），并从隔离铁板（6）中伸出20～30mm。

5、根据权利要求3或4所述的钢筋笼，其特征在于，所述的注浆管（4）下端的底部为平底形或马蹄形或鸭嘴形。

6、根据权利要求5所述的钢筋笼，其特征在于，注浆管（4）从隔离铁板（6）中伸出的下端部还加工有若干个通孔。

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