本发明专利技术提供一种上覆夹隙地层基桩的桩端后注浆加固结构及施工方法，所述结构包括充气管、注浆管、下层混凝土层、中细砂填充层、上层混凝土层和钢板；所述方法包括：钻孔、下放注浆管、封堵岩层界面、下放充气管、封孔、充气压浆、停止充气和压浆；且其中包括同时压浆和充气，且充气压力高于压浆压力。本发明专利技术通过对上覆夹隙地层高压充气和下卧持力层高压注浆相结合的方法，在压力场差作用下可以定向地对持力层进行注浆加固。对采用本发明专利技术所述方法加固前后的桩基进行静载试验发现，使用本发明专利技术的方法加固后单桩承载力显著提高，静压位移曲线发展平稳，满足设计要求的承载力特征值。本发明专利技术所述方法科学合理，工序简单，取得了良好的处理效果。果。果。
【技术实现步骤摘要】
一种上覆夹隙地层基桩的桩端后注浆加固结构及施工方法
[0001]本专利技术属于建筑施工领域，具体涉及一种上覆夹隙地层基桩的桩端后注浆加固结构及施工方法。
技术介绍
[0002]钻孔基桩作为一种施工简单，承载性能较好的基础型式被广泛应用于各类工程。但是，受地质条件、地勘资料、施工条件及人为因素等影响，钻孔基桩成桩质量难免存在不同缺陷和问题。例如端承桩的嵌入深度达不到设计要求，桩端未有效地嵌入持力层一定深度，造成单桩承载力降低，进而无法正常使用。同时，由于钻孔基桩成孔工艺的本身缺陷，桩端沉渣和桩周泥皮等问题时常难以避免，以及施工过程中桩端地层的结构扰动和应力释放，桩端所在持力层的承载性能因此折损，从而导致端阻力和侧阻力显著降低。为了解决端承桩的嵌入深度不足及持力层地层强度折减问题，各类方法技术不断被提出和应用，取得了一定的工程处理效果。其中，桩端后注浆技术作为增加桩端面积和提高桩端单位面积阻力的方法，可以显著提高桩的承载性能。但是，后注浆技术在不同工程中存在各类注浆失效的现象，使后注浆的效果无法保证。其中，对于桩端持力层上覆夹隙性地层而言，在对桩端持力层注浆时浆液会朝着夹隙发育的上覆地层而流，即浆液上流，造成持力层不能得到有效注浆，达不到后注浆的预期目标。
[0003]另外，注浆达到饱满注浆量和终压状态难以判断，传统后注浆加固技术效果差。具体地，传统的后注浆加固技术，即在桩周围等间距钻孔至桩端深度后埋放注浆管，进行高压注浆。为保证加固效果，后注浆时采用二次复注浆，但是在两次注浆过程中均出现注浆量持续增加，而注浆压力稳定，未见压力上涨情况，即未达到后注浆的饱满注浆量和终压状态。在高压注浆条件下，注浆液未能有效充填持力层，而是充填于桩端上覆的夹隙地层，浆液在场地范围内的上覆夹隙地层发生层流，造成注浆量持续上升，而注浆压力不见增加，由此可见，传统的高压注浆不能完成对桩基土体的加固作业。
[0004]因此，针对持力层之上有上覆夹隙地层的情况来说，本领域需要一种新的后注浆加固结构及施工方法。
技术实现思路
[0005]本专利技术首先提供一种上覆夹隙地层基桩的桩端后注浆加固结构，所述加固结构包括设置在基桩(04)周边位置的加固注浆孔(1)内的充气管(2)、注浆管(3)以及下层混凝土层(4)、中细砂填充层(5)和上层混凝土层(6)，还包括设置在加固注浆孔(1)上方的钢板(7)，所述注浆管(3)的管口设置在持力层(01)中且注浆管(3)用于自加固注浆孔(1)外往持力层(01)中注浆，所述充气管(2)的管口高于下层混凝土层(4)的顶面而低于上覆夹隙地层(02)的顶面，且充气管(2)用于自加固注浆孔(1)外往上覆夹隙地层(02)中充气，所述下层混凝土层(4)、中细砂填充层(5)和上层混凝土层(6)自下而上依次填充设置在加固注浆孔(1)内，且所述钢板(7)于混凝土初凝前覆盖在上层混凝土层(6)上因而钢板(7)与上层混凝
土层(6)固结在一起，所述钢板(7)上留有便于注浆管和充气管穿过的通孔，且注浆管穿过钢板后与钢板满焊连接。
[0006]本专利技术中，所述中细砂填充层(5)中填充有中砂和/或细砂。
[0007]在一种具体的实施方式中，所述上层混凝土层(6)的厚度为20～60cm，所述钢板为圆形钢板(7)，且其直径比加固注浆孔(1)的孔口直径大10～40cm。
[0008]在一种具体的实施方式中，注浆管的管口低于基桩(04)的桩端平面的距离h1为大于等于30cm；下层混凝土层(4)的顶面高于持力层(01)和上覆夹隙地层(02)二者界面的距离h2为10～50cm，优选20～30cm；充气管的管口高于下层混凝土层(4)顶面的高度h3为5～20cm，优选8～12cm；且充气管的管口低于上覆夹隙地层(02)的顶面以下的距离h4为30cm以上。
[0009]本专利技术还提供一种上覆夹隙地层基桩的桩端后注浆加固施工方法，所述方法包括如下步骤：步骤A、钻孔：在基桩(04)周边位置采用钻孔机钻出加固注浆孔(1)，钻孔数量为一个或多个；步骤B、下放注浆管：将注浆管(3)下放至加固注浆孔(1)内，注浆管的管口应至孔底并固定牢靠，且注浆管的管口低于基桩(04)的桩端平面；步骤C、封堵岩层界面：在加固注浆孔(1)内灌注混凝土以封堵孔内的岩层界面；步骤D、下放充气管：将充气管(2)下放至加固注浆孔(1)内，并固定充气管(2)以防止浮动，且充气管的管口高于步骤C中灌注的混凝土的顶面而低于上覆夹隙地层(02)的顶面；步骤E、封孔：使用填料将所述加固注浆孔(1)封住；步骤F、充气压浆：包括同时进行压浆和充气，且充气压力高于压浆压力，所述充气为向上覆夹隙地层(02)中充入高压空气，所述压浆为向持力层(01)中压浆；步骤G、停止充气和压浆：当达到饱满注浆量和终压时停止充气和压浆。
[0010]本专利技术中，所述基桩例如为钻孔灌注桩，具体例如为端承桩或摩擦端承桩。
[0011]在一种具体的实施方式中，步骤A中，所述加固注浆孔(1)的孔底达到持力层(01)；且步骤A中还包括清孔步骤，即采用注浆机用低档至快档自注浆管内泵入清水，将加固注浆孔(1)孔内沉积的岩屑、残渣和泥质浑浊水从管外壁排出。
[0012]在一种具体的实施方式中，注浆管的管口低于基桩(04)的桩端平面的距离h1为大于等于30cm。
[0013]在一种具体的实施方式中，灌注的混凝土为早强型混凝土，使得孔内形成下层混凝土层(4)，且使灌注的下层混凝土层(4)的顶面高于持力层(01)和上覆夹隙地层(02)二者界面的距离h2为10～50cm，优选20～30cm。
[0014]在一种具体的实施方式中，充气管的管口高于步骤C中灌注的混凝土的顶面的高度h3为5～20cm，优选8～12cm；且充气管的管口低于上覆夹隙地层(02)的顶面以下的距离h4为30cm以上；步骤C和步骤D之间还包括注浆管压水试验步骤，且压水试验的压力为2～5MPa。
[0015]在一种具体的实施方式中，所述填料包括中细砂和混凝土；且步骤E包括先向加固注浆孔(1)中填入中细砂使得孔内形成中细砂填充层(5)，再在孔口下方灌注混凝土而形成上层混凝土层(6)，所述上层混凝土层(6)的厚度为20～60cm，且于该混凝土初凝前在孔口覆盖钢板(7)使得其与下方的混凝土层(6)固定在一起，所述钢板(7)上预留有便于注浆管和充气管穿过的通孔，且在注浆管穿过钢板后将二者满焊；优选所述钢板为圆形钢板(7)，且其直径比孔口直径大10～40cm。
[0016]在一种具体的实施方式中，包括先注浆一段时间，优选注浆1～5min，再从充气管中向下注入压力大于注浆压力0.05～0.2MPa的高压空气，且注浆压力不小于1.2MPa。
[0017]在一种具体的实施方式中，在基桩周边的多个加固注浆孔(1)中同时进行充气压浆步骤，且优选采用一次性灌注和复注相结合的工艺进行注浆。
[0018]在一种具体的实施方式中，当注浆压力随注浆进行呈现由低变高及充气压力持续稳定或充气压力未出现增大的变化规律时，结合设计计算注浆量本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种上覆夹隙地层基桩的桩端后注浆加固结构，其特征在于，所述加固结构包括设置在基桩(04)周边位置的加固注浆孔(1)内的充气管(2)、注浆管(3)以及下层混凝土层(4)、中细砂填充层(5)和上层混凝土层(6)，还包括设置在加固注浆孔(1)上方的钢板(7)，所述注浆管(3)的管口设置在持力层(01)中且注浆管(3)用于自加固注浆孔(1)外往持力层(01)中注浆，所述充气管(2)的管口高于下层混凝土层(4)的顶面而低于上覆夹隙地层(02)的顶面，且充气管(2)用于自加固注浆孔(1)外往上覆夹隙地层(02)中充气，所述下层混凝土层(4)、中细砂填充层(5)和上层混凝土层(6)自下而上依次填充设置在加固注浆孔(1)内，且所述钢板(7)于混凝土初凝前覆盖在上层混凝土层(6)上因而钢板(7)与上层混凝土层(6)固结在一起，所述钢板(7)上留有便于注浆管和充气管穿过的通孔，且注浆管穿过钢板后与钢板满焊连接。2.根据权利要求1所述的加固结构，其特征在于，所述上层混凝土层(6)的厚度为20～60cm，所述钢板为圆形钢板(7)，且其直径比加固注浆孔(1)的孔口直径大10～40cm。3.根据权利要求1所述的加固结构，其特征在于，注浆管的管口低于基桩(04)的桩端平面的距离h1为大于等于30cm；下层混凝土层(4)的顶面高于持力层(01)和上覆夹隙地层(02)二者界面的距离h2为10～50cm，优选20～30cm；充气管的管口高于下层混凝土层(4)顶面的高度h3为5～20cm，优选8～12cm；且充气管的管口低于上覆夹隙地层(02)的顶面以下的距离h4为30cm以上。4.一种上覆夹隙地层基桩的桩端后注浆加固施工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤A、钻孔：在基桩(04)周边位置采用钻孔机钻出加固注浆孔(1)，钻孔数量为一个或多个；步骤B、下放注浆管：将注浆管(3)下放至加固注浆孔(1)内，注浆管的管口应至孔底并固定牢靠，且注浆管的管口低于基桩(04)的桩端平面；步骤C、封堵岩层界面：在加固注浆孔(1)内灌注混凝土以封堵孔内的岩层界面；步骤D、下放充气管：将充气管(2)下放至加固注浆孔(1)内，并固定充气管(2)以防止浮动，且充气管的管口高于步骤C中灌注的混凝土的顶面而低于上覆夹隙地层(02)的顶面；步骤E、封孔：使用填料将所述加固注浆孔(1)封住；步骤F、充气压浆：包括同时进行压浆和充气，且充气压力高于压浆压力，所述充气为向上覆夹隙地层(02)中充入高压空气，所述压浆为向持力层(01)中压浆；步骤G、停止充气和压浆：当达到饱满注浆量和终压时停止充气和压浆。5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，步骤A中，所述加固注浆孔(...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘云，张杰，马亮，张繁祥，孙伟红，杨鑫，麻升刚，王伟江，
申请(专利权)人：甘肃省建筑科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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