后壓漿鉆孔灌注樁在豫西地區的應用

梁愛英 汪恩福

(1．河南省鄭州地質工程勘察院，河南鄭州 450003;2．青海省環境地質調查局，青海西寧 810000)

隨著建筑業科學技術的快速發展，近年來我國的高層和超高層建筑出現的越來越多，對樁基礎的承載力和變形提出的要求也越來越高，各種成樁工藝和施工方法不斷涌現。后壓漿鉆孔灌注樁成樁工藝就是在這種背景下出現的。

后壓漿鉆孔灌注樁包括鉆孔工藝和后壓漿施工技術兩部分。鉆孔施工工藝是通過鉆桿帶動特制的旋挖鉆頭在孔底全斷面切削土層，用旋挖鉆頭在孔底直接取土后由鋼索提升鉆桿至地面，如此循環成孔;后壓漿施工技術，是通過預埋壓漿管，在灌注混凝土之后的一定時間范圍內，用適宜的壓力對樁側或樁端進行壓力注漿，從而提高樁的承載力以及減少樁基的沉降量。

1 工程概況

滹沱村整村改造安置房建設工程位于洛陽市高新區滹沱村西，擬建建筑物地下2層，地上33層。總建筑面積6．45萬m2。主體為剪力墻結構，基礎采用φ800 mm鉆孔灌注樁。樁基礎設計中工程樁共150根，錨樁共20根，樁長從19 m～20．0 m不等，要求單樁豎向抗壓承載力特征值為5 000 kN。本工程范圍內土層主要為粉質粘土、卵石及粘土巖組成，以第⑧層卵石為持力層。考慮到本工程樁基設計等級為甲級，成樁質量要求高，施工中采用了成樁質量好、高效的泥漿護壁鉆孔灌注樁進行施工，并輔以樁端后壓漿技術來改變持力層的物理力學性能從而提高單樁承載力和減少樁基沉降量，取得了良好的施工效果。

2 施工工藝

后壓漿鉆孔灌注樁的施工工藝流程如下:測量定樁位→機械就位、埋設護筒→調制泥漿→鉆孔→清孔提鉆→制作鋼筋籠、安裝壓漿導管→安放鋼筋籠、安裝壓漿閥→灌注混凝土成樁→移機下一樁位→實施壓漿作業。

2．1 成孔施工

在精確定出樁位后，利用十字線放出4個控制樁位，并以4個控制樁位為基準鉆機靜壓法進行護筒埋設。護筒埋設過程中必須隨時調整護筒中心和樁位中心重合并保持護筒垂直，中心偏差不大于5 mm，傾斜度偏差不大于1%。護筒頂部要高出地面30 cm以上，防止雜物、泥水流入孔內。護筒埋設好后，調整鉆桿垂直度，注入調制好的泥漿，然后進行鉆孔。當鉆頭下降到預定深度后，旋鉆鉆頭并施加壓力，將土擠入鉆頭內，儀表顯示筒滿時，鉆頭底部關閉，提升鉆頭將土卸入堆放地點。鉆機施工過程中要及時補充制備好的泥漿，鉆進至設計孔深后進行第一次清孔。

2．2 鋼筋籠制作與安放

在鋼筋籠制作前應明確樁端類型及技術參數，嚴格按照設計要求和具體的施工質量要求進行制作。本工程鋼筋籠分兩段制作，錨樁主筋采用節內直螺紋連接，孔口單面搭接焊連接;工程樁主筋采用節內雙面搭接焊連接。鋼筋籠安放采用汽車式起重機，將兩段鋼筋籠先后吊起，在孔口連接后對準樁孔中心緩慢下放，防止碰撞孔壁。下方工程一般采用正反旋轉，慢起慢落逐步下放。鋼筋籠下入孔內后，采用孔口吊筋懸掛方式定位，要求懸吊梁架于穩定的護筒上，鋼筋籠距離孔四壁均等，居中。

2．3 混凝土灌注

混凝土采用商品混凝土，灌注方法采用水下混凝土灌注。首先安放導管，要求嚴格檢查導管內壁和連接部位的密封性，導管下端距孔底300 mm～500 mm。導管安放后，測定孔底沉渣和泥漿性能，符合要求后開始灌注，否則進行二次清孔。混凝土灌注必須連續進行，中間不允許長時間中斷，隨著混凝土面上升，要適當提升或拆卸導管。為防止出現導管埋管事故，要控制好導管埋深，導管埋深以2 m～6 m為宜。

2．4 后壓漿施工

1)壓漿導管設置。在制作鋼筋籠的同時制作壓漿管。壓漿管采用直徑為25 mm的焊接管制作，接頭采用套筒連接，套筒兩端與鋼管焊接，樁頂端采用絲堵封嚴，樁底端設有管箍用以旋接樁端壓漿閥。壓漿管沿鋼筋籠圓周對稱設置2根，用12號鉛絲綁扎在鋼筋籠內側主筋上，壓漿管頂部應高出地面20 cm左右，以便于注漿施工。在鋼筋籠安放時旋接具有逆止功能的壓漿閥，鋼筋籠吊裝安放過程中要注意對漿管的保護，鋼筋籠不得扭曲，以免造成壓漿管在接頭處松動。2)壓漿參數。本工程壓漿漿液采用P．C42．5普通硅酸鹽水泥制作，具體壓漿參數如表1所示。后壓漿質量控制采用注漿量和注漿壓力雙控方法，以水泥注入量控制為主，泵送終止壓力控制為輔。具體施工控制標準:水泥壓入量達到表1中設計值75%，泵送壓力超過3．0 MPa可停止壓漿;水泥壓入量達到表1中設計值的70%，泵送壓力不足表1中預定壓力的70%時，應調小水灰比，繼續壓漿至滿足預定壓力;若水泥漿從樁端溢出，則調小水灰比，間歇壓漿，間歇時間宜為30 min～60 min。3)壓漿施工。壓漿一般可于樁身混凝土灌注完成2 d后進行，具體時間視樁基施工情況進行調整，壓漿樁與在施工樁作業點距離不宜小于10 m。壓漿時最好采用整個承臺群樁一次性壓漿，壓漿先施工周圍圈樁再施工中間樁，壓漿時采用2根樁循環壓漿，即先壓第1根樁的A管，壓漿量約占總量的70%，壓完后再壓另一根樁的A管，然后依次為第1根樁和第2根樁的B管，這樣就能保證同一根樁2根管壓漿時間間隔30 min～60 min以上，給水泥漿留出在土體中擴散的時間。

表1 壓漿參數

3 施工中出現的問題和相應的措施

3．1 壓漿管不通

在樁端壓漿時，有的壓漿管在壓力達到10 MPa仍然不通，這種情況可能是壓漿管連接處在混凝土灌注時被導管碰壞或者壓漿閥被混凝土包裹住。出現這種情況時，可將全部的水泥漿量通過另一根暢通的壓漿管一次壓入樁端以達到設計量。

3．2 單樁壓漿量不足

在壓漿過程中如果有個別樁壓漿量達不到設計要求，可視情況適當加大臨近樁的壓漿量進行補充。

4 工程效果檢測與分析

4．1 低應變動力檢測

本工程按設計要求隨機抽取了50根基樁進行樁身質量完整性低應變動力檢測，低應變動力檢測設備采用RSM-PRT型低應變檢測儀、高靈敏度測力錘和加速度傳感器。低應變動力檢測結果見表2。從表2中可看出:本工程樁身混凝土質量均為良好，無斷樁、夾泥或頸縮等現象。說明壓漿樁有利于樁身的完整性，因為在強壓力作用下水泥漿液會滲透到縫隙等不完整的地方。

表2 基樁低應變動力檢測樁身完整性結果

4．2 靜載試驗

本工程對50號，78號，82號，95號4根樁進行了單樁豎向抗壓靜載試驗。試驗采用錨樁橫梁反力裝置，加載方式為慢速維持荷載法，最大加載量10 000 kN。4根試樁的荷載—沉降關系曲線見圖1。從圖1可以看出，4條Q—S曲線均為漸進的緩變形曲線，當試驗加至最大荷載時，曲線均出現明顯陡降段，樁的變形以彈性變形為主，并且試驗并未加載至極限值，這說明樁端壓漿后沉渣的不利影響已明顯消除，樁的端承力可充分發揮。承載性狀良好，仍有較大的承載潛力。根據規范判定單樁豎向極限承載力可取最大試驗荷載10 000 kN，滿足荷載設計要求。在圖中還可看出，在相同荷載作用下，樁所產生的沉降量相差不大，最大荷載時樁的沉降量也都很小，這說明樁端壓漿后，樁的變形特性也隨之改善，樁的承載能力是均勻的，而且沉降量明顯降低。

圖1 Q—S曲線

5 結語

后壓漿樁鉆孔灌注樁對提高單樁承載力，降低沉降量具有明顯的效果。與常規鉆孔灌注樁相比，還有提高施工質量、施工速度快、安全無污染的技術優勢，具有顯著的經濟效益和社會效益，值得大力推廣。但是在施工過程中對容易出現的質量問題要積極做好預防措施，并且盡力對不成熟的地方進行改進。

［1］李海軍，王喜清．后壓漿旋挖鉆孔灌注樁施工工藝在工程施工中應用［J］．安徽地質，2009(4):297-299．

［2］馬洪偉，鄭 杰．鉆孔灌注樁后壓漿技術應用［J］．西部探礦工程，2009(2):8-10．

［3］陳建平．泥漿護壁后壓漿鉆孔灌注樁施工技術［J］．施工技術，2009，28(S2):112-113．