后注漿施工技術在混凝土灌注樁中的應用

[作者簡介]，曾勇威，男，1979年生，廣東省湛江市人，現為建筑施工工程師，研究方向為房屋建筑施工及管理。

[摘要]混凝土灌注樁有兩大癥結，孔底留有難以清理干凈的沉渣，孔壁留有難以剔除的泥膜。兩大癥結不僅較大幅度地降低單樁承載力，而且影響進一步推廣使用，此外，還因單樁承載力的離散性造成建筑物的較大沉降及不均勻沉降。為此，灌注樁后注漿技術被開發出來。本文以廣東湛江某高層地基基礎工程為例，介紹了后注漿施工技術。本文以樁側注漿為例。

[關鍵詞]灌注樁 后注漿 施工技術

一、前言

《建筑業10項新技術》（2010版），經國家住建部審批后，于2010年10月14日正式發布實施。

灌注樁后注漿技術，被《建筑業10項新技術》（2010版）“地基基礎和地下空間工程技術”列為第一項推廣的新技術（編號：1.1）。

二、樁側壓力注漿設計及施工工藝

樁側壓力注漿設計中，按樁側注漿管埋設方法可分為樁身預埋管注漿法和鉆孔埋管注漿法。樁身預埋管注漿法，即在沉放鋼筋籠的同時，將固定在鋼筋籠外側的樁側注漿管一起放入樁孔內；鉆孔埋管注漿法，即成樁后，在樁身外側鉆孔，成孔后放入注漿管，進行樁側壓力注漿。

按樁側壓力注漿裝置形式可分為：（1）沿鋼筋籠縱向設置注漿花管方式；（2）根據樁徑大小沿鋼筋籠環向設置注漿花管方式；（3）沿鋼筋籠縱向設置樁側壓力注漿方式。

樁側壓力注漿的設計方法及流程與樁端壓力注漿相同，樁側壓力注漿樁的施工程序如下：

1、成孔

視土層地質和地下水位情況采用合適的施工成孔方法，如泥漿護壁鉆成孔法、全套管沖抓成孔法、沖擊鉆成孔法。成孔質量要滿足規范規定，孔徑變化不應過大，垂直度要小于1%。樁端沉渣還要清理干凈。

2、注漿頭設計制作及注漿管理才埋設

當樁側注漿管沿鋼筋籠縱向設置時，一般采用樁側不同深度打好孔的鋼管，綁在鋼筋籠外側，其孔眼要臨時封閉好，以防止灌注混凝土時水泥漿進入花管內而造成堵塞；當采用環向樁側注漿花管時，則將其環繞在鋼筋籠外側，兩端插接于豎向注漿管底端的短接管上，并用鋼絲扎緊于鋼筋籠上；當采用樁側壓力單向閥時，則將其連接于豎向或環向注漿管上，并固定在鋼筋籠上。

樁側注漿頭的設計有打孔橡膠管包扎法、單向閥法、沿不同高度埋設環形的鋼管或PVC管（環形管外側打孔并封閉好）并用三通短管連接至樁頂的方法等制作工藝。對單根豎向不同深度樁側注漿管，樁側注漿時將注漿內管放入預埋注漿管的某一深度并將上下氣囊打開定向注漿。對不同深度預埋的環形注漿管則直接接在注漿管的孔口注漿。注漿管的埋設見圖一和圖二。

3、注漿時間及注漿量設計

泥漿護壁灌注樁水下混凝土初凝需7d左右，故注漿時間宜在混凝土初凝后，即7d后進行。

合理的注漿量應由樁端、樁側土層類別、滲透性能、樁徑、樁長、承載力增幅要求、沉渣量、施工工藝、上部結構的荷載特點和設計要求等諸因素確定。

樁側注漿的注漿壓力一般較低，它是從樁底到樁頂不同深度處注漿的，各段的注漿量也不一樣，主要與樁側土的類型和滲透性有關，常要間歇注漿，一般單樁樁側總注入水泥量為1000～2000kg（若單樁有4個不同深度注漿則每個深度為250～500kg，具體要視地層情況而定）。要求注漿時也要實時記錄注漿量一注漿壓力與注漿時間的關系曲線。注漿后的側阻力一般可以提高20%-40%，甚至更高（與樁側土性有關）。

4、漿液水灰比設計

通常漿液水灰比為0.5左右，先稀后濃。

5、樁側壓力注漿順序

樁身有若干樁側注漿段時，實施樁側壓力注漿的順序，國內施工單位有兩種不同做法：自上而下和自下而上。當樁身有若干樁側注漿段時，實施樁側壓力注漿的順序，一般宜采用自上而下注漿，以防止下部漿液沿樁土界面上竄，即先注最上部樁段，待其有一定的初凝強度后，再依次注下部各樁段。

6、冒漿與間歇注漿

鉆孔樁樁側有泥皮，一般樁側注漿壓力一高就容易冒漿，所以要實行間歇注漿。

7、終止注漿條件

樁側注漿終止注漿條件，在實際操作中可按下列3條之一：

（1）終止注漿條件主要以單樁注入水泥量達到設計要求為主控因素。

（2）由于樁側注漿是在不同深度注漿，如果某一深度注漿量比較小且壓力高，則加大對其他深度的注漿量（特別是深），以達到設計注漿量為止。

（3）如果樁頂冒漿，那么先停注一段時間以便讓樁側水泥漿凝固后再注。同時采用多次間歇注漿以達到設計注漿量。

8、樁側壓力注漿樁施工特點

與樁端壓力注漿施工相同，樁側注漿時要控制好注漿壓力、注漿量及注漿速度，這是樁側壓力注漿施工優劣或成敗的關鍵。細節決定成敗，注漿方案設計及注漿管理的埋設和注漿流程等都影響注漿的成敗。影響樁側壓力注漿效果的因素較多，除了類似于影響樁端壓力注漿效果的諸因素外，尚有樁側壓力注漿管設置層位這一因素。

9、樁側注漿勞動力組織

為了保證樁側后注漿的施工質量，注漿應由專業的注漿單位進行。灌注樁后注漿包括注漿管理設及現場注漿兩部分，均由專業注漿單位人員自行負責實施。一般注漿管理設需要4-5名人員，包括施工技術指導員、記錄員和施工操作員。施工前應對有關人員進行技術培訓和安全教育。施工注漿管埋設時要保證注漿管暢通不漏漿。灌注樁后注漿時施工班組應配備5-6名人員，包括施工技術指導員、記錄員和施工操作員。注漿時應有計量設備對水泥計量，配置不同濃度的水泥漿進行高壓注漿，施工前同樣應進行技術培訓和安全教育，并在施工區設立警示牌以防高壓漿液傷害無關人員。

三、工程實例

1、工程概況

某工程地上28層，地下1層，主體高度99.8m，結構形式為框架一簡體結構，采用樁基礎。

2、工程地質條件

場地地層情況如表一所示。

場地地層情況

土層代號

土層名稱

狀態

層厚

（m）

層底深

（m）

樁周摩阻力特

征值qa（kPa）

樁端端阻力特

征值qa（kPa）

①-1

雜填土

松散

0.7

0.7

13

①-2

素填土

松散

2.1

2.8

13

②

黏土

可塑

2.2

5.0

30

③

黏土

軟塑

2.7

7.7

18

④

粉土

稍密

7.3

15.0

20

200

⑤-1

粉細砂

銷密

4.0

19.0

22

200

⑤-2

粉細砂

中密

23.3

42.3

32

400

⑥

卵石

密實

5.5

47.8

60

1200（4200）

⑦

夾泥礫巖

3.3

51.5

55

1000

3、樁基礎設計施工方案

1）樁基礎設計方案

樁基礎采用直徑為80mm鉆孔灌注樁，共布樁163根，設計要求單樁豎向承載力特片值為5500KN。場地地基地的特點是，基巖為埋深較深的夾泥礫巖，其承載力比卵石層低。故應選擇密實的卵石層為樁端持力層，樁端進入持力層的深度≥2d，取1.7m。根據《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011），未注漿普通鉆孔灌注樁單樁豎向承載力特征值為：

由此可見，采用不注漿的鉆孔灌注樁，單樁豎向承載力特征值遠遠達不到設計要求的5500KN。因此，本工程鉆孔灌注采用了持力層為卵石層加樁側，樁端聯合后注漿工藝。

2）樁側、樁端聯合后注漿設計及工藝流程

工藝流程見圖

3）樁底注漿管設計與埋設

由于本工程鉆孔灌注樁直徑為800mm，沿圓周對稱地布置直徑為25.4mm鍍鋅壓漿管2根，壓漿管底部超出鋼筋籠底端300mm，在壓漿管底部500mm長度范圍內每間隔100mm沿灌漿管四周鉆灌漿孔眼。

為防止灌注樁身混凝土時漿液堵塞壓漿管的灌漿孔眼，在下放壓漿管之前，先用生膠帶和條帶狀橡皮內胎包住孔眼，最下面的一環條帶狀橡皮內胎必須用細鐵絲綁牢。壓漿管連接好后，綁扎在鋼筋籠螺旋筋內側上，隨鋼筋籠下放。壓漿管與壓漿管之間采用絲扣連接，連接時絲扣處需用防水膠帶纏繞。

4）樁側注漿管設計與埋設

在地面以下12m和22m的樁側各布置Φ15mm鍍鋅壓漿管1根，綁扎在鋼筋籠螺旋筋內側，壓漿管之前采用絲扣連接，連接時絲扣處需用防水膠帶纏繞。樁側壓漿管底部通過三通與一段高壓PVC塑料管相連，PVC塑料管沿鋼筋籠主筋轉一圈，其上等間距地鉆一排孔眼，孔眼間距為100mm，包好條帶狀橡皮內胎做好標記，使孔眼開口朝樁周外側。

5）壓漿時間和順序

成樁后3d用清水壓通壓漿管道，7d后壓漿，先對埋深12m處的粉土層進行樁側壓漿，漿液終凝后，再對埋深22m處的粉細砂層進行樁側壓漿，漿液終凝后，最后對樁底的卵石層進行樁底壓漿；淺部漿液終凝后對深部進行壓漿，可保證深部灌漿壓力和灌漿量。

6）漿液配比設計

水灰比0.6，使用52.5R普通硅酸鹽水泥，懮入占水泥用量0.5%的減水劑（木質素磺酸鈣）。

7）壓漿量設計

單樁壓漿用水泥總量不少于4t，樁側距地表12m處0.6-0.8t，樁側距地表22mth o 0.8-1.0t，樁側壓漿總量不少于1.6t，樁端壓2.4t。

4、靜載試驗結果

本工程進行了3根單樁靜載荷試驗，測得極限承載力分別為13200KN、10350KNt 13500KN，其平均值為12350KN，極差與平均值之比最大為25.5%，小于30%，按《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2002），對于3根樁以上的樁下承臺，單樁極限承載力可取12350KN，單樁豎向承載力特征值R=12350KN/2=6175KN，已滿足設計5500KN的要求。

三、結束語

大樓建成后，經過沉降觀測，該28層大樓總沉降只有10mm，且沉降均勻。

[參考文獻]

1、《巖土注漿理論與工程實例》北京科學出版社，2001年；

2、《混凝土結構工程施工規范》（GB50666-2011）。

廣東省湛江市海濱大道南61號龍泉灣A913房，馬瑞茹收，手機18927622158，郵編524009