結合實例論鉆孔灌注樁注漿技術應用

杜德榮

（浙江東陽建工集團有限公司，浙江 東陽 322100）

1 樁底注漿基本原理

鉆孔灌注樁樁底注漿技術是指在鉆孔灌注樁成樁后，通過預留在樁身的注漿管，將能固化的漿液（一般為純水泥漿、水泥砂漿、加外加劑的水泥漿、化學漿液等）通過壓力的作用，均勻地注入樁底土層，對樁底沉渣及樁底附近的樁周土層進行置換、滲透（粗粒土）、劈裂（細粒土）、擠密、固結等作用。一方面通過對樁端持力層土體及樁底沉渣的置換、滲透（粗粒土）、劈裂（細粒土）、擠密和固結等作用，使樁端持力層在一定范圍內形成漿液和土的結合體，或實現劈裂注漿（細粒土），或形成樁端擴大頭，增大受力面積（粗粒土），實際消除樁底沉渣對端承力的不良影響，恢復和提高持力層土體強度，從而使樁的端承力得到大幅度提高，并減少樁基的沉降量。另一方面，樁底注漿時漿液在壓力作用下從樁端沿樁側向上流動，通過滲透（粗粒土）、劈裂（細粒土）、充填和擠密的作用，對樁周泥皮置換和空隙充填或形成脈狀結石體，從而大幅度提高樁與土之間的表面摩擦力。第三，樁底注漿時，壓力使樁上浮產生反向摩阻力，也在一定程度上提高了樁側摩阻力。

2 施工工藝

2.1 工藝流程

成孔→放鋼筋籠及樁底壓力注漿裝置→灌注樁身混凝土→預壓水實驗→壓力注漿→卸注漿接頭→封孔

2.2 注漿裝置

當灌注水泥漿液時，一般多采用活塞式注漿泵或泥漿泵，若進行化學往漿時，可分為單液和雙液設備兩種。地面部分包括高壓注漿泵、漿液拌合機、濾網、貯漿桶、地面管路系統及觀測儀表等；地下部分包括豎向導管、注漿管及樁底壓力注漿裝置等；其核心裝置為高壓注漿泵、注漿管及樁底注漿裝置。

2.2.1 高壓注漿泵

為防止鉆孔樁被上抬的可能性，樁底注漿時要求泵的排漿量要小，壓力要平穩，并足夠高.我們選用泵的額定壓力大于要求的最大注漿壓力的1.5倍，即泵的額定壓力＞5MPa，排漿量為50～30L/min的SGB-1型注漿泵。

2.2.2 注漿管及樁底注漿裝置

為保證注漿管的剛度，防止澆灌樁身混凝土時注漿管受壓變形，我們選用鋼管。注漿管及樁底注漿裝置由三部分組成：上部帶絲扣的接頭、中部直管及樁底注漿裝置（由射漿管及射漿管下部的沉淀管組成）。

2.3 注漿施工及質量控制

2.3.1 下入鋼筋籠及注漿管

在下入鋼筋籠的同時對稱下入2根?20～?25的注漿管，注漿管必須保證對接平順，確保焊縫飽滿，密封良好，射漿管側壁接梅花形設置出漿小孔，孔徑為6～8nm ，間距400～50mm射漿管外部包裹編織袋并用棕繩捆綁，并保證密封良好，使之起到單向閥的作用。即在注漿壓力的作用下順利打開，而在澆灌樁身混凝土時，孔內泥漿、水泥漿等不會逆向流入射漿管內，保證注漿管路系統不會被堵塞，射漿管下部連接長60～100mm的沉淀管，沉淀管下部封死并加工成扁平狀以利于插入樁底持力層。射漿管底端至少應與鋼筋籠底端平齊，一般根據持力層土質下至孔底200～1000mm，以保證注漿效果。注漿管采用點焊固定在鋼筋籠箍筋上。

2.3.2 澆灌樁身混凝土

澆灌水下混凝土時，鋼筋籠有可能在混凝土沖擊孔底時上浮，從而引起注漿管的上浮。因此，必須隨時觀察注漿的上浮情況，發現上浮應立即處理，以免影響注漿效果。澆灌混凝土前須將注漿管上端口封閉，以免水泥砂漿等異物進入堵塞管路。

2.3.3 預壓水實驗

灌注樁水下混凝土強度達到一定程度后，必須及時對注漿管道實施預壓水試驗，以劈裂及清除射漿管單向閥周圍混凝土保護層，防止封閉射漿管，確保以后注漿能順利進行。根據混凝土強度增長情況，我們選擇在灌注樁成樁后2～7d內對注漿管實施預壓水試驗。初始壓力約2MPa左右，持續時間3min。

2.3.4 注漿

由于注漿時要施加較高的壓力，所以必須要待樁身具有一定強度之后方可注漿，否則會造成樁身混凝土的破壞。根據我們的經驗，選擇當混凝土強度達到設計強度的80%時方可開始注漿。注漿前，先向樁底注入壓力水置換出沉渣和沉淤并清洗和疏通注漿管道，然后再用稀漿液置換出樁底及注漿管道中的沉水。注漿采用2根注漿管并聯注漿，注漿管上部裝壓力表。漿液配合比視樁底持力層的情況而定，對于細粒土采用水泥加脫鈉水玻璃體漿液，水灰比為1:1～0.6:1，脫鈉水玻璃用量為水泥用量的4%,以利實現劈裂注漿作用，對粗粒土采用純水泥漿液，水灰比為3:1～0.6:1。通過滲透、擠密、填充及固結作用，以利形成樁底擴大頭，提高樁端阻力。注漿量必須達到設計要求，設計注入量按下式計算：

式中；Q一每根樁漿液注入量；

A一漿液損耗系數，取1:1～1:3;

R一漿液有效擴散半徑；

H一加固段高度；

n一孔隙率或裂隙率；

p一漿液充填系數0.4～0.9。

注漿壓力的控制：在注漿的不同階段，注漿壓力也不相同，注漿開始階段由于要克服很大的阻力，所需壓力較大，平穩注漿過程中，所需壓力較小，注漿結束階段，由于漿液已充滿樁底持力層及附近土體，所需壓力也較大。注漿初壓力是由樁身長度和樁底持力層強度決定的。根據實踐經驗初壓力一般為2MPa，中間平穩注漿階段為0.5～1MPa，注漿結束階段為2MPa。另外隨著注漿壓力的變化必須適當調節漿液濃度，一般先稀漿，最后濃漿。稀漿便于輸送，滲透能力強，中等濃度漿起到填充、擠密作用.濃漿對已注入的漿液有脫水作用。注漿時必須密切觀察壓力表壓力情況，當發現注漿壓力突然下降，流量突然增大時，必須立即停止注漿，檢查是否冒漿、跑漿。當發生冒漿、跑漿現象時，必須立即停止注漿。1.5～2h后采用濃漿注入并降低注漿壓力。

2.3.5 卸下漿接頭,成樁

樁底注漿結束后，卸下注漿接頭采取機械封堵閉漿。

圖1 試樁的P-S曲線圖

3 工程實例

我單位施工的工程中，共計有鉆孔灌注樁112根，樁徑?=1.25m ，長度為15～27m 。采用泰山CJF一12型沖擊反循環鉆機成孔，泥漿護壁。樁底持力層15～21m為礫石層，21～27m為粉土、粉砂層。經過對3根試驗樁進行單樁豎向承載力靜載試驗，其單樁承載力分別為設計值的75%、83%、85%，均達不到設計要求。而樁身混凝土質量、樁徑、樁孔垂直度偏差均能滿足規范及設計要求。我們會同設計院、建設單位經技術、經濟指標比選，共同確定了采用樁底注漿技術提高單樁承載力的方案。注漿后經靜載試驗短樁（15～21m）單樁承載力提高了80% ～120% ，長樁（21～27m）單樁承載力提高了40%～60%，均滿足設計要求，沉降量也顯著減小，見圖1。

4 結束語

經過工程實踐，樁底注漿提高單樁承載力效果明顯、可靠，設備簡單，只要精心組織施工，確保注漿順利實施，就能確保注漿效果，是一項值得普及的新技術。

[1]王智.厚砂層地區鉆孔灌注樁后注漿技術應用.閩西職業技術學院學報，2006年3期.