填石壓漿混凝土樁基礎的成樁工藝及施工要點探析

李海波

（中鐵二十三局集團第二工程有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

引言

填石壓漿混凝土（stone-fill grouted concrete，亦稱預填骨料混凝土），是將石料中的細粒除掉后，把粗骨料（15mm粒徑以上的石子）預先充填在樁基礎內(nèi)或模板內(nèi)，再以適當壓力將砂漿（或水泥漿）注入其空隙中而成的一種混凝土。

早在二十世紀三十年代，日本在已建構筑物的修補施工技術研究中，開始應用灌漿混凝土，即填石壓漿混凝土。目前，國內(nèi)也已將填石壓漿混凝土新技術應用于我國樁基礎建設工程。

1 填石壓漿混凝土樁基礎的成樁工藝

填石壓漿混凝土樁基礎的成樁工藝，包括：

①樁基礎鉆孔至設計標高：②鋼筋骨架和壓漿管安設；③預填粗骨料；④清底封頂清隙；⑤壓注水泥砂漿；⑥填石壓漿混凝土樁頂處理。

2 填石壓漿混凝土樁基礎的施工要點

2.1 鋼筋骨架和壓漿管的安裝與設置

2.1.1 鋼筋骨架和壓漿管的安裝與設置均應在清孔達到設計要求后進行；安設鋼筋骨架應以吊機吊放入孔內(nèi)，應校正定位。

2.1.2 預埋壓漿管 粗集料厚度小于4m時，可采用壓漿管外圍不設護筒的單管式，管身直接與預填粗集料接觸，依靠吊力提升，不能往下插；預填粗集料厚度超過4m時，須在壓漿管外面設護管筒，其管壁周圍設有小孔或小槽，也有用螺旋形鋼筋卷焊而成，或采用刻有使砂漿流出孔隙的鋼管；不論是孔隙或小孔，不能大于最小粗集料粒徑的2/3，以防止粗集料流入兩層管的空隙中，造成漿液堵塞。護管筒與壓漿管間的空隙應盡量小，一般以smm～10mm為宜；壓漿時頂部宜設阻漿塞。

2.1.3 鉆孔插入壓漿管 此法一般作為預埋壓漿管使用中損壞時的補救措施；先用回轉(zhuǎn)式巖心鉆機在預填粗集料中鉆孔，鉆孔時壓入鉆巖鋼套管；鉆到需要深度后，在套管內(nèi)插入壓漿管，然后拔除套管，使壓漿管在粗集料中壓漿。

2.2 預填粗集料

預填粗集料時，應注意使集料大小搭配；為使孔壁受力均衡，宜采用平拋方式，即保證孔內(nèi)各處粗集料高度均衡上升，不可集中在一處拋填；拋填至樁頂面時，宜高出設計高程50cm～100cm，并進行人工整平。

2.3 清底，封頂，清隙

2.3.1 清底。粗集料填到設計高程后，即通過壓漿管以泵壓入清水至孔底，待揚排管上排泥漿，先濃后稀，先濁后清，直至排出的完全是清水為止。

2.3.2 封頂。在粗集料頂面上加壓重覆蓋物或澆筑20cm～30cm厚的低強度混凝土作為封頂壓重。

2.3.3 清隙。粗集料間的縫隙可能殘留有泥漿，應予清洗，以保證水泥砂漿與粗集料以及鋼筋間的粘結力；清洗順序：先下層，中層，后頂層，循環(huán)反復清洗，直至各揚排管都排出清水時為止。

2.4 壓注水泥砂漿

壓漿順序：先下層，后中層，逐層逐段逐管從下至上，上提壓漿管至頂層；并要求做好拌漿和壓漿記錄；壓漿過程如下：

2.4.1 初始壓漿

①先壓注清水，測定吸水量并檢查管路泄漏情況，然后按試驗配合比，攪拌水泥漿液或水泥砂漿；②水泥砂漿拌制合格后，用標準濃度和壓力壓注，粗集料的空隙率應同時試驗掌握，壓注過程中，不得變動配合比，相對密度應大于1.83～1.95；③初始壓注時，可以將注漿管稍往上提，提管高度使?jié){液流動暢通即可，一般為3cm～5cm，以便盡快將注漿管底口埋入水泥砂漿液里。

2.4.2 中間壓漿

①控制灌注管上口進漿壓力；②壓力值波動范圍不宜大于0.1MPa；③加壓注漿管底壓注過程中埋入水泥砂漿面下深度，一般為lm～1.5m；不能深埋于漿液初凝后的液面，防止擾動已固結的壓漿混凝土；④為避免管路堵塞和氣體壓入初凝的壓漿混凝土內(nèi)部，加壓注漿時，每隔半小時或暫停后起壓時，打開上部排氣閥排放氣體，同時檢查漿液流動度；⑤壓漿提管，為了使?jié){液均衡上升和保持壓力不變，隨著漿液的上升，壓漿管也應相應地提升；提管原則是少拔多提，維持壓漿管始終在漿液下lm～1.5m，保持壓力不變，正常壓漿，避免粗集料被水分和氣體包裹，形成漏注、包裹泥漿軟弱泥漿；⑥分層設管壓漿，孔深20m以內(nèi)，直徑大于1.5m的填石壓漿混凝土樁基礎，一般采取分層分段設管，自下往上逐層逐段壓注水泥砂漿，可便于施工，減少工序；漿液擴散，上升至上層管約lm后，停止壓注漿液，在下層漿液初凝前1小時內(nèi)，改按第二層壓漿管壓漿，依次自下而上，直至頂層管壓注結束；⑦護筒管提管壓漿，孔深大于20m以上時、直徑大于2.5m的填石壓漿混凝土樁，宜采取壓漿管外設護筒管，提管壓漿方案，可保證工程質(zhì)量，便于施工，并能防止拋填粗集料時石屑進入壓漿管內(nèi)；管頂高于設計粗集料拋填高度50cm以上，當內(nèi)外兩管空隙較大時，可設阻漿塞（壓漿塞）防止?jié){液上冒。

2.4.3 結束壓漿

結束壓漿時的壓漿量應控制不大于計算量的1.2～1.3倍，持壓時間為15～30min，持壓力為計算壓力值的1.1～1.2倍，單位時間內(nèi)吸漿量為0.4～1.0 L/min。

2.4.4 壓漿過程的控制

壓漿過程中應觀測樁頂所壓重物或覆蓋物周邊有無冒漿現(xiàn)象；觀測壓力計有無突降或突升現(xiàn)象：觀測揚排管的排放狀態(tài)；檢測揚排管排放漿液的濃度；控制壓漿管結束壓漿時間的先后順序。

2.4.5 壓注漿終結操作

待揚排管排放物終止，從中心檢查管檢測返漿濃度合格后，立即關閉中心檢查管加壓；觀測樁頂鋼護筒周邊的揚排管，漿液濃度合格后，立即逐個關閉揚排管加壓；最后依據(jù)通長揚排管的排放物和壓力值，逐個開放或逐個關閉直至全部關閉揚排管；持壓時間和壓力調(diào)整，應以開放或關閉閥門大小，使?jié){液回漿進入攪拌機，重新攪拌使用，維持持壓時間或壓力；全部水泥砂漿壓注完成，獲得較為平整的水下壓漿混凝土表面，即可緩慢地拔出壓漿管。

2.5 填石壓漿混凝土頂面處理

待填石壓漿混凝土終凝后，將表面泥砂以壓力水清除，并清除鑿掉超標高軟弱松散部分，清洗出新鮮完整的混凝土表面；與樁的承臺或立柱相接。

結語

目前，鉆孔灌注樁基礎仍是在多種地質(zhì)條件下，被多種土木工程建筑物所廣泛采用的基礎型式，為改革傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁基礎本身所存在的樁底沉淀層較厚，樁身容易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷等問題，應用空心樁新工藝是大直徑樁基礎發(fā)展的方向與研究的主要內(nèi)容。本文針對填石壓漿混凝土新技術在空心樁結構上的研究，全面論述了成樁工藝是影響樁基礎承載力的重要因素之一；總結了填石壓漿混凝土空心樁的施工工藝要點，為推廣應用空心樁新工藝提供了基礎資料。

[l]趙國運，趙明華.填石壓漿混凝土施工技術簡述.交通與社會.2003(3):29-30

[2]中華人民共和國建設部部頒標準，建筑樁基技術規(guī)范(JGJ94-94)，北京:中國建筑工業(yè)出版社，1989

[3]林天建，熊厚金，王利群.樁基礎設計指南.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1999