1、為什么要樁底壓漿
具有中國(guó)特色的鉆孔灌注樁,從60年代初期在我省公路部門通過試驗(yàn)探索規(guī)律后,1963年冬首次試用于公路建設(shè)中,便顯示了巨大的生命力。
目前鉆孔灌注樁不僅是我國(guó)橋梁建設(shè)中較為普遍的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之一,還被廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、港口、水利、電力和建筑等部門。但是,由鉆孔過程中泥漿的影響,樁阻抗不能得到有效發(fā)揮,致使大量建筑材料白白地埋入地下,也使鉆孔樁的使用受到局限,因此運(yùn)用樁底壓漿改善邊界條件,擴(kuò)大樁的支承面積,大幅度提高樁的承載力,從而減短樁長(zhǎng),減少樁數(shù),減小樁徑,提高經(jīng)濟(jì)效益。
從有關(guān)資料了解到,目前全國(guó)每年施工的鉆孔樁總數(shù)有百萬根之多,而鉆孔樁的單樁承載力壓漿與不壓漿可差一倍。因此不壓漿處理樁底,遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有發(fā)揮樁的潛力,浪費(fèi)是十分驚人的。
經(jīng)過不斷地試驗(yàn)、研究、改進(jìn),目前樁底壓漿的施工工藝已趨成熟,操作也比較簡(jiǎn)單易行,因此鉆孔灌注樁樁底壓漿新工藝的推廣應(yīng)用和時(shí)機(jī)已經(jīng)到來。
2、樁底壓漿的效益
2.1樁的極限承載力大幅度提高
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果說明,樁底壓漿的極限承載力是常規(guī)樁的1.55倍至2.74倍。其中新鄉(xiāng)市共產(chǎn)主義渠大橋試驗(yàn)是2.74倍,揚(yáng)州市京杭運(yùn)河特大橋試驗(yàn)是2.0倍,洛陽市伊河大橋試驗(yàn)是1.64倍,鞏義市里溝大橋試驗(yàn)是1.55倍。
2.2施工工藝簡(jiǎn)單
據(jù)新鄉(xiāng)共產(chǎn)主義渠大橋樁底壓漿試驗(yàn)得知,使用的機(jī)具僅是一臺(tái)專用注漿泵,漿液是普通水泥漿,管絡(luò)和壓力腔不復(fù)雜,因而在施工中易于實(shí)施。
2.3單樁的剛度明顯提高
從p~s(荷載~沉降)曲線上看,壓力灌漿樁的曲線變得較為平緩。
2.4大幅度降低施工難度?
在同等荷載作用下,采用壓力灌漿樁使樁長(zhǎng)減少許多。因而施工難度大為減少,施工速度得以加快。
2.5明顯降低工程造價(jià)
由于樁長(zhǎng)減小,施工難度降低,因而橋梁基礎(chǔ)工程的造價(jià)得以降低。
3、樁底壓漿的機(jī)
鄭州鐵路局和西南交通大學(xué)課題組對(duì)灌漿法提高樁基承載力的機(jī)理進(jìn)行了研究,提出在灌漿過程中,由于壓力腔膨脹,使得樁端的實(shí)際支承面積擴(kuò)大,樁端附近的土體被擠密,樁周的界面條件得到改善。由于這些幾何物理?xiàng)l件的改變,減弱以至消除了鉆孔灌漿樁樁端的沉淀和樁周泥漿夾層的影響。從而使得樁的承載力得以提高。
4、樁底壓漿試驗(yàn)實(shí)例
新鄉(xiāng)市共產(chǎn)主義渠大橋
京廣鐵路共產(chǎn)主義渠大橋鉆孔壓漿樁試驗(yàn)工程位于河南省新鄉(xiāng)市。該橋的墩臺(tái)基礎(chǔ)為樁基,采用直徑φ1.0m的鉆孔灌注樁,樁長(zhǎng)22m,每墩4根樁,每臺(tái)6根樁,總樁數(shù)為296根,累計(jì)總長(zhǎng)超過6000m。
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試于1993年6月2日開始,歷時(shí)14天,共進(jìn)行5組豎向靜載試驗(yàn)和1組水平推力試驗(yàn),對(duì)1根試樁進(jìn)行了樁端灌漿填實(shí)(無壓力),對(duì)2根樁進(jìn)行了樁端壓力灌漿,還對(duì)1根樁進(jìn)行了側(cè)壁低壓灌漿。
整個(gè)試驗(yàn)包括4根樁(編號(hào)為a、b、c、d)的靜載試驗(yàn)和對(duì)b、d兩樁進(jìn)行壓力灌漿工藝試驗(yàn)。通過試驗(yàn)說明:用壓力灌漿法加固樁端,可成倍地提高鉆孔樁的承載力 .測(cè)得a樁極限承載力為3650kn,b樁為10000kn,兩者極限承載力之比為1∶2.74,效果多么明顯。