高壓注漿解決樁底沉渣過厚問題

黃智勇

1 工程概況

城東美仙山一期安置房地處洛陽江西、美仙山南、大坪山北,依山臨海,西北側與一條高速公路相鄰,基地界線由城市主干道及高速公路包圍,建筑面積約35萬m2,包括 6棟18層建筑、1棟24層、1棟30層和 4棟33層建筑。為框架—剪力墻結構,基礎形式采用機械成孔混凝土灌注樁,樁徑分別為1 000 mm,1 100 mm,1 200 mm,1 400 mm,1 600 mm,1 800 mm,2 100 mm,設計要求樁端持力層為中等風化花崗巖,樁端嵌巖為2倍樁徑,樁身混凝土強度等級為C30,樁底沉渣厚度不大于50 mm[1]。

2 地質概況

根據地質勘察報告揭示場地內基坑支護影響范圍內巖土層主要為:①道路基層:3.2 m～3.7 m;②塊石換填層:0.4 m～0.5 m;③粉質黏土:0.7 m～2.3 m;④粗砂:0.9 m～2.6 m;⑤粉質黏土:0.7 m～2.3 m;⑥殘積砂質黏性土:8.2 m～10.1 m;⑦全風化花崗巖:4.3 m～5.3 m。該場地地下穩定水位在黃海高程2.1 m～2.5 m處。

3 樁基檢測情況

樁基施工完成,混凝土齡期達到30 d后,福建省建筑工程質量監督檢測中心站采用低應變法、鉆芯法和單樁靜載荷試驗三種手段對基樁進行檢測,低應變法檢測中發現272號樁樁底有輕微缺陷,樁底反射不符合嵌巖樁的波形,沒有反彎段,但不會影響樁身結構和承載力[2]的正常發揮,于是對其進行鉆芯法檢測,發現樁底沉渣達600 mm,不能滿足設計要求,故需對該樁進行補強加固處理。

4 補強加固處理方案

4.1 高壓注漿技術補強加固機理

根據鉆芯法取得的巖芯,272號樁樁底沉渣為砂土,不符合設計要求,所以需對樁底沉渣進行清理工作。采用高壓注入水泥漿,水泥漿液在樁端沉渣空隙中擴散滲透,并與原樁身混凝土緊密膠結成為整體,從而有效地提高樁底的剛度和強度。同時水泥漿液的擴散滲透,還可在樁端附近形成一定范圍的膠結體,增大持力層的受力面積,起到端承擴大頭的作用。

4.2 施工操作要點

4.2.1 鉆孔

在對272號樁進行取芯檢測時,已在樁上鉆了2個抽芯檢測孔,經研究可以滿足本次補強加固壓力注漿之用,故不再另行鉆孔。

4.2.2 孔口管的制作及安裝

在272號樁的2個抽芯檢測孔上一個裝上帶有孔口管的單向閥門A,另一個裝有簡單閥門的孔口管B。

4.2.3 高壓注漿

1)高壓注漿。如圖1所示將預先作好的孔口管安裝好后,把高壓注漿機接到帶有單向閥門A的孔口管上,打開閥門B向孔內管往復高壓注入水灰比為0.6∶1的水泥漿,并在漿里加入水泥重量0.25%的木鈣做減水劑,并加入1%～2%水泥重量的微膨脹劑,使樁底沉渣中的砂、碎石與水泥漿液充分攪拌混合。注漿時,孔口返漿濃度與進漿濃度基本一致時,即停止注漿。

2)孔口補漿。注漿結束后提出注漿管,孔內漿液隨著下降,使用注漿管對孔內進行補漿。

3)孔口壓漿。補漿結束后,去掉注漿管的下半段,關閉閥門B,使用注漿泵對孔內壓注水泥漿,壓漿壓力為1 MPa～2 MPa,穩壓5 min～10 min,關閉單向閥門A壓漿結束[3]。

表1 272號樁豎向抗壓靜載荷試驗數據匯總表

5 高壓注漿后單樁靜載荷試驗

在高壓注漿完成28 d后,由福建省建筑工程質量監督檢測中心站進行單樁靜載荷試驗,單樁承載力特征值為4 000 kN,按JGJ 106-2003建筑基樁檢測技術規范,最大加載量為單樁承載力特征值的2倍,為8 000 kN,最大試驗載荷對應的沉降量3.43 mm,總沉降量為20.35 mm。以上結果表明,272號樁豎向承載力特征值4 000 kN,滿足設計要求。272號樁豎向抗壓靜載荷試驗數據見表1。

6 施工注意事項

配制漿液,水泥及外加劑要保證質量,并隨時測量漿液比重,保證漿液濃度達到設計要求。漿液應通過(14×14)目～(18×18)目篩孔,以免混入水泥袋屑或其他雜物。配制漿液在初凝時間內用完,不得隔日使用或摻水泥后再用。

高壓注漿壓漿施工,要嚴格按設計參數要求,待孔口返出漿液與注入漿液濃度基本一致后才能關閉孔口開關。

7 結語

高壓注漿檢測結果表明,采用高壓注漿技術可以解決樁底沉渣過厚的問題,提高樁底的剛度和強度,是一種補強加固、提高樁基承載力的經濟有效措施。

[1] JGJ 106-2003,建筑基樁檢測技術規范[S].

[2] 華南理工大學,東南大學,浙江大學,等.地基與基礎[M].北京:中國建筑工業出版社,1995.

[3] 吳后選.橋梁樁基嵌巖樁底部沉渣的處理[R].2003.

[4] 陶春喜,江越勝,梁亦垅.簡述鉆孔灌注樁常見事故預防及處理[J].山西建筑,2008,34(15):70-71.