樁端與樁側聯合后注漿技術

石文瑞 藺曉東

（鄭州市市政工程總公司，河南 鄭州 450000）

其原理是在樁體聲測后，采用樁端與樁側聯合后壓漿技術，通過預埋在樁身的注漿管將能固化的漿液注入樁周土層，這些漿液通過滲透、填充、置換、劈裂、壓密及固結等物理和化學形式共同作用，在樁周一定范圍內形成漿液和土的結石體，改變了樁周附近土體的物理力學性質，使樁周阻力得到不同程度的提高，樁的沉降量減小，樁的承載性能得到改善。近年來，樁端與樁側聯合后壓漿技術由于能有效的提高樁體豎向承載力而得到廣泛應用，逐漸發展成為一種常規技術手段。 注漿的壓力和順序必須根據不同的地質條件來確定，下面以鄭州市三環快速化項目中州大道工程施工為例來介紹鉆孔灌注樁在粉質黏土層中進行后注漿的施工。

1 工程概況

本施工標段高架橋（K0+290～K0+720）全長 430m，南起中州大道南三環立交北引坡，向北跨越安康路、直至紫東路北側。且在紫東路北側設置一上橋匝道。上橋匝道寬度為9m。本標段高架橋為兩幅橋形式，高架橋標準跨徑30m，橋梁單幅布置，標準段全寬22m、21.5m。

全橋共 15孔，5聯，在安康路附近第一、二聯為25m+30m+25m的現澆等截面預應力混凝土連續箱梁，其余采用30m跨徑的現澆等截面預應力混凝土連續箱梁。上橋匝道為一聯，為4X30m，總跨徑為120m。主線橋引坡全長為134m，上橋匝道橋引坡全長140m。

該工程根據地質情況采用摩擦樁基礎，樁徑為1.5m和1.2m，樁基采用C30水下混凝土。

2 適用的地質條件

鉆孔灌注樁的后注漿工藝適用于無流動地下水的卵礫石層、中粗砂夾卵礫石層、中粗砂、稍密和中密粉細砂、粉土等土層、也可適用于風化巖。

3 后注漿施工

3.1 后注漿工藝流程

成孔→注漿管制作→安裝注漿管、鋼筋籠→清孔→澆筑砼成樁→注漿管開賽、聲測→水泥漿攪拌→壓力注漿→觀測注漿壓力和注漿量（雙控）→記錄最大壓力和單（雙）管注漿量→清理機具→資料整理

3.2 注漿管制作及安裝

（1）樁端后注漿

利用聲測管作底注漿管，聲測管布置3根，呈等邊三角形，聲測管為φ57mm鋼管，頂端高出地面300mm，并用堵頭封嚴，防止泥漿等雜物進入，超聲波檢測后進行樁端注漿。3根φ57mm鋼管綁扎布置在鋼筋籠內側，隨鋼筋籠一起下入孔底，選取兩根聲測管做注漿管，兩根注漿管下部分別用三通連接1根內徑φ25mm帶鋼絲的柔性高壓塑料管，注漿噴頭管環繞樁身環形布置，注漿噴頭管的外側打孔后纏防水塑料帶密封。兩根中一根作為備用管，主注漿管出現意外注漿失敗時啟用。

（2）樁側后注漿

樁長40m以下設兩道注漿管，40m以上設置三道，最上一道距樁頂10m～15m，最下一道距樁底12m～18m，間距為12～15m，樁側端部噴頭管設置與樁端后注漿布置相同。注漿豎管采用外徑為25mm、壁厚為3mm的鋼管制作，接頭采用套絲扣連接并緊纏生膠帶。加工前應檢查制作注漿管的鋼管是否有裂縫、孔洞、堵塞等缺陷。注漿管按聲測管位置布置，每節注漿管連接絲扣長度不小于30 mm，并保證順直，以確保注漿管連接牢固和順直，檢驗合格后用綁絲將其與鋼筋籠綁扎固定，綁扎間距為 3m，并隨鋼筋籠徐徐放入，嚴禁強力下放和碰孔，以免高壓塑料管破損。

3.3 成品保護

露出地面的聲測管和注漿管應用堵頭封堵，涂上紅油漆或在注漿管附近插上小紅旗，不得碰撞和擠壓。在施工部署中應考慮不要在有注漿管處留設臨時道路，嚴禁機械設備碾壓。

3.4 注漿材料及配合比

（1）漿液原材料

注漿所用原材料采用孟電42.5級普通硅酸鹽水泥，配合鄭州建科高效減水劑、鄭州建苑膨脹劑及適量緩凝劑。注漿所用水泥、高效減水劑、膨脹劑和緩凝劑進場后立即取樣送檢，經檢測證明質量合格，并將檢測報告上報監理單位，經試驗工程師同意后方可使用。

（2）漿液配比

注漿采用漿液水灰比為0.6。漿液采用攪拌筒攪拌，在水泥漿攪拌過程中摻加高效減水劑、膨脹劑和緩凝劑，摻加0.6%的高效減水劑、10%的膨脹劑和 0.5%的緩凝劑（內摻)。攪拌時嚴格按技術交底配比計量，攪拌時間要充分，不少于3min，自制備至用完的時間宜小于3h。漿液攪拌要均勻，確保漿液有良好的可泵性。

3.5 注漿量計算

注漿量分配：樁端注漿管的壓漿量控制在總量的30～40%，其余量均分在樁側注漿管中，或按照設計圖紙要求進行壓漿。

注漿量按《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008第 6.7.4條《公路與橋涵工程地基基礎設計規范》（JTG D63-2007）第5.3.6條計算確定，單樁注漿量估算：Gc=apd+acnd

對群樁初始主講的數根基樁的注漿量應按上述估算值乘以1.3的系數。

以樁徑1.2m為例，依照本工程地層情況，試裝單樁注漿量按估算為：Gc=（apd+acnd) ×1.2=（1.8×1.2+0.8×2×1.2) ×1.2=4.9t

即對于樁徑1.2m的樁：樁側注漿水泥用量為1.2t/道；樁低注漿水泥用量 3t；注漿水泥總用量為兩道側注漿閥時單根樁5.4t；三道側注漿閥時為6.6t。

對于樁徑1.5m的樁：樁側注漿水泥用量為1.5t/道；樁低注漿水泥用量 3.5t；注漿水泥總用量為兩道側注漿閥時單根樁6.5t；三道側注漿閥時為8t。

3.6 注漿壓力控制

注漿壓力包括開塞壓力、壓注清水壓力、壓注稀漿壓力和壓注稠漿時的壓力。注漿終止條件以壓漿量為主，壓力控制為輔。即首先要保證各壓漿裝置分配估算的壓漿量全部壓注完畢。當出現問題時，可采取如下措施予以處理。

①當一個壓漿裝置由于壓力太高漿液壓不進時，可通過另一個壓漿裝置將剩余漿液壓注完畢。

②當一個壓漿裝置壓漿量沒有達到設計要求壓漿量時，出現冒漿或串漿，可暫時停止壓漿，并用清水沖洗壓漿裝置，停止60min后，再進行復壓，如此反復直到達到設計壓漿量。復壓壓力可適當大于首次注漿壓力，最大可達2--3MPa。如果壓漿量仍達不到設計要求，停止壓漿，將剩余漿液按比例注入另一個壓漿管。

③當某個壓漿裝置達到設計壓漿量，但仍能繼續壓漿且壓力較低時，應停止壓漿，改用0.5水灰比的稠漿液繼續壓漿。

④當0.5水灰比的稠漿壓漿量達到設計壓力值時，應穩定壓力5分鐘，然后停止注漿，以使漿液盡可能在樁端均勻滲透擴散，并達到最佳飽和狀態。

3.6 注漿設備

注漿設備采用XPB--10型注漿泵，該灌漿泵提供的流量160L/min，最大壓力為20MPa，滿足容許壓力大于1.5倍最大灌漿壓力的要求。灌漿管路采用高壓灌漿膠管。

3.7 注漿樁位的選擇

根據以往工程實踐，水泥漿在工作壓力作用下影響面積較大。為防止注漿時水泥漿液從附近薄弱地點冒出，對鄰近設施造成影響，注漿的樁應在混凝土灌注完成7天后，并且需注漿的樁周圍至少10m 范圍內沒有鉆機鉆孔作業。

3.8 注漿施工順序

每根樁澆注完混凝土后，在12～24小時內必須用清水將噴頭沖開，同一承臺下的最后一根樁聲測合格后開始注漿，注漿應以同一承臺下的樁為一組，注漿時應采用低壓（低檔）水灰比為0.6左右的水泥漿，注漿先施工周圈樁位再施工中間樁，注漿過程中宜采用間歇灌漿，間歇的時間根據灌漿情況而定，在小壓力大流量的情況下一般應采用間歇灌漿，間歇時間一般為45min，如果間歇灌漿效果不佳，可在漿液中摻加丙凝等速凝材料，加速漿液的凝固，并適當延長間歇時間。注漿時應做好施工記錄，記錄的內容應包括施工時間、注漿開始及結束時間、注漿罐數和相應的壓力、總注漿量和終止壓力，以及出現的異常情況和處理的措施。

4 后注漿的優點

（1)相同條件下（主要是地層、樁徑、樁長等因素），前者單樁豎向承載力一般可提高 20%～40%，最大可提高 70%以上，承載力提高的幅度與樁端持力層的性質密切相關；

（2)在一定壓力下的漿液上返會增加樁與樁間土的粘結強度，從而提高樁的側摩阻力，同時漿液的劈裂作用可滲入地層中，起到加筋作用；

（3)灌注樁的抗拔承載力及抗震性能有一定程度的提高；

（4)若在設計時考慮后注漿對承載力提高的有利影響，可相對減少樁的數量，或減少樁長、樁徑，或減小承臺尺寸，將會減少工作量，減少鋼筋、混凝土的用量，縮短施工周期，節約大量生產成本。

（5)若設計時按正常地基承載力進行設計，不考慮后注漿對承載力的影響，而將其作為安全儲備，則可提高建筑物的安全系數。

結論：通過樁端注漿，能顯著增強樁土的整體性能，樁的承載力明顯提高，改善樁承載性能?？傊?，后注漿鉆孔灌注樁經濟效益和社會效益十分顯著，實際應用價值高，已在樁基工程領域得道廣泛的應用。

［1]中華人民共和國交通運輸部. JTG/T F50-2011公路橋涵施工技術規范. 北京：人民交通出版社，2011.7.

［2]中華共和國住房和城鄉建設部 JGJ 94～2008 《建筑樁基技術規范》中國建筑工業出版社出版；2008.5.