淺析鉆孔灌注樁樁底后壓漿技術與應用

劉　彬

[摘要]從工作機理、施工工藝、樁基實例、承載性能測試及機制分析幾個方面對灌注樁后壓漿技術進行系統介紹和分析，從而得出該技術能很好地解決鉆孔灌注樁施工工藝本身存在著樁的缺陷，提高樁的承載力，并能夠節省工程成本。

[關鍵詞]鉆孔灌注樁 樁基礎 承載力 施工工藝

中圖分類號：TB1文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0310083－01

隨著我國城市建設的不斷發展，樁基礎已日益成為地基上工業建筑、高層樓宇、橋梁碼頭、重型儲倉等工程常用的一種深基礎形式，常用的樁基型式有預制鋼筋砼樁、砼灌注樁和鋼管樁等，因此對樁基礎的承載力提出了更高的要求。一般方法是加大加深樁身，然而這將大大提高單樁的成本和施工難度。同時由于鉆孔灌注樁施工工藝本身存在樁的缺陷，尤其是灌注樁樁底存在的沉渣很大程度上影響著樁的承載力。灌注樁后壓漿技術很好地解決鉆孔灌注樁施工工藝本身存在著樁的缺陷，并提高了樁的承載力。

灌注樁后壓漿技術是鉆孔灌注樁后壓漿技術主要有樁端后壓漿和樁周后壓漿兩類。所謂后壓漿，就是在鉆孔灌注樁成樁后，通過預埋于樁端或樁側的壓漿器向樁端或樁側高壓注入特殊配方的水泥漿液，在軟土地基條件下，改善鉆孔灌注樁成樁工藝，以提高樁的承載力、減少工程沉降量。

一、灌注樁后壓漿技術主要工作機理

１.高壓注入的漿液在樁周土中滲透至一定程度后，剩余漿液沿樁周孔壁上返，從而彌補、填充成樁中留下的缺陷，以提高樁身質量。

２.后壓漿液可改善和根除循環介質形成的樁與樁周土間的泥皮和孔底沉渣，密實樁周土體，恢復被擾動和軟化的松散土體強度和內聚力，這是后壓漿技術提高鉆孔灌注樁效能最主要的機理。因后壓漿可使漿液顆粒填充至土顆粒間孔隙中，從而改變樁間土的孔隙度和飽和度，增強土的物理性能。且漿液的滲入可使土顆粒間的膠結力明顯增強，加強了土體的粒狀骨架，使土體具備更堅實的結構，并且樁端可形成一定的擴大頭，可改善樁的工作狀態，提高鉆孔灌注樁的承載力，降低沉降量。

后壓漿技術除可提高樁基承載能力、降低工程沉降外，在普通鉆孔灌注樁試樁結果達不到要求時，后壓漿可作為一項行之有效的補救措施。如預埋壓漿管于樁內，當灌注樁試成孔或試樁結果不理想時，可再壓漿以提高樁的承載力。又如當已完工的灌注樁試樁結果不能滿足設計要求時，可于成樁側打入壓漿管進行壓漿，以提高承載力。

二、灌注樁后壓漿施工工藝

（一）灌漿設備及灌漿管的安裝

灌漿設備由配置篩網的貯漿斗、高壓灌漿泵、高壓膠管及預埋在樁中的灌漿管組成。根據理論與實踐經驗可計算出泵的型號，壓力、排量、壓注時間是三個重要參數。預埋在樁中的灌漿管為DN20鍍鋅鋼管，管間用管箍連結，要求在管接頭處于承壓條件下不允許滲水滲漿。注漿管總長度為漿樁長與空樁長加1m，注漿管對稱布置貼緊在鋼筋籠內側，隔一段距離與鋼筋籠固定一次。注漿管在樁底設置灌漿腔，只許漿腔外噴，不許雜物進入。地上設置止漿閥與高壓膠管連接，高壓膠管兩端分別與泵及灌漿管連接。

（二）漿液

采用礦渣水泥與水攪拌制成水泥漿液，水灰比1:0.6，平均單樁注漿量、水泥用量根據具體工程特點確定。

（三）開塞

注漿前，為了使整個灌漿路線暢通，應先用壓力水開塞，開塞的時機為樁身混凝土初凝后、終凝前，用高壓水沖開出漿口的密封裝置及樁側混凝土。開塞應采用逐步升壓法，當壓力驟降，流量突增時，表明通道已開通，立即停機，防止大量水涌入地下。

（四）灌漿

開塞后應立即進行灌漿，原則上開一管灌一管，不允許普遍開塞。灌漿應連續進行，壓力采用由小到大逐級增加的原則。

三、樁基試樁實例

東方豪庭項目位于天津經濟技術開發區高檔住宅，地上28層，地下一層。剪力墻結構，

樁基方案比較：

擠擴樁方案考慮承力盤分別設置在粉土(4e)層和粉沙層(6b)。通過廣泛咨詢有關專家意見后，我們認為這種土層中擠擴盤的成型質量波動較大，容易產生塌孔現象；按照天津標準《擠擴灌注樁技術規程》估算后發現，3個承力盤的端阻力貢獻之和高達40%Ra，樁端的貢獻為10%Ra，樁身側阻力貢獻之和為50%Ra。考慮該場地地下水對混凝土的強侵蝕性環境，且承力盤的上部多為臨空面，水下灌注混凝土的密實性又較差，一旦承力盤尖角部位的混凝土受到侵蝕性破壞，將會導致設計期望的基樁承載力嚴重不足，建筑的沉降將會失去控制，進而對結構安全度造成影響。用為Φ800mm×40m的后壓漿鉆孔灌注樁，Quk=6200×1.3×800/1000=6400KN>6200

KN，照樣可以滿足設計期望的基樁承載力要求。1.3為后壓漿技術的最少承載力貢獻系數，采用后壓漿技術每樁混凝土增量約為6m3，后壓漿灌注樁在天津地區應用有十幾年歷史，而且質量的可信度很高，施工容易操作，整個樁體無明顯薄弱面，因而能保證施工質量，確保結構安全度。

四、承載性能測試及機制分析

1．用低應變反射波測試，可以了解樁身完整性，同時了解樁底的沉渣情況。在實測中當樁底的沉渣多時，動測波形中可明顯見到樁底反射，注漿后再進行動測時，樁底反射已基本見不到，說明在樁底注漿后，由于樁底沉渣中的孔隙部分被漿液所充填，散粒被膠結，土體強度和變形模量大幅度地提高，其ρ和V均與混凝土樁相接近，反射系數較小，動測波形圖中反射曲線趨近于零。

2．通過對試樁的靜載試驗（分注漿前和注漿后兩次進行），實測Q-S曲線，注漿前、后，樁的沉降及極限承載力均有明顯改善。

采用后壓漿工法對提高基樁豎向承載力的效果是顯著的。提高幅度與采用的工藝參數、方法、持力地層條件及樁的長度（入土深度）等因素有關。由于樁端持力層的壓力注漿，在樁底和樁周形成砂卵石土漿倉，并與樁身端部膠結成整體，可視為改變樁型形成了擴底樁。因此，注漿后提高了樁土的承載能力，增強了樁端持力層的剛度。由于東方豪庭項目采用后壓漿技術后，經試驗取得成功，單樁承載力至少提高30%-40％，成本可降低15%-20％，經濟效益十分明顯。同時速度快，縮短了施工工期，能盡早發揮其使用功能，及時創造經濟效益。

參考文獻：

[1]張雪穎、朱沛龍，某工程鉆孔灌注樁施工問題的分析與處理，《山西建筑》，2006(1).

[2]繩欽柱、劉序鵬，鉆孔灌注樁后壓漿法樁端地基加固施工技術，《施工技術（北京）》，2004年第33卷第1期.