探討鉆孔灌注樁后注漿技術的應用

摘要：本文敘述了灌注樁后注漿適用的地質條件，加固機理，參數的確定，施工工藝及在實際工程中的應用，從而使工程的質量得到質的提升，經濟效益也得大大提高，更加提高人民的生活質量，防御一些工程常見的通病。

關鍵詞：灌注樁后注漿 技術 效益

一、引言

傳統鉆孔灌注樁施工過程中泥漿護壁及清孔不徹底，易在樁基礎周圍形成“軟套子”、“軟墊子”等現象，鉆孔后原土應力釋放、端阻力側阻力發揮不同步，使得樁基摩阻力未能有效地發揮，材料效率不明顯，導致樁基實際承載力偏低，額外增加了建設成本。因此，如何有效地提高樁基結構的單樁承載力，有效控制沉降，同時保證項目施工進度，盡可能降低建設成本費用支出，一直是工程施工和監理關注的熱點和難點之一。

近些年實踐表明，鉆孔灌注樁后注漿技術在一定程度上能大幅度提高承載力，有效控制沉降，并且設備簡單，施工工藝不復雜，對各種地層有較好的適應性，具有不可替代的經濟適用性等功能，在房屋建筑、市政工程等結構基礎工程建設中得到廣泛應用。本文依據某一樁基工程實例，結合《建筑樁基技術規范（ JGJ 94—2008）》對鉆孔灌注樁后注漿法在樁基礎工程施工中的技術應用情況進行研究與探討，同時對鉆孔樁后注漿質量控制指標進行技術經濟分析。

二、鉆孔灌注樁后注漿技術在我國的發展

注漿技術在國內以水工部門應用較早，目前我國已建造30m以上的水壩近3000座，其中高于100m的高壩有20余座。水工建筑物采用灌漿技術改善復雜地基性能，解決了許多建筑物防滲和加固難題。從1964年開始，在湖南水口山礦山進行防水帷幕的注漿施工，可以說，經幾十年灌漿工作者的努力，我國水利水電工程建設中，在灌漿工程領域已具備了眾多的材料種類和工藝技術，積累了豐富的工程經驗，其中某些方面已達到了相當高的水平，和國際上也逐步接軌，并在某些方法上有獨到之處。然而，鉆孔灌注樁后注漿技術在我國各個領域都得以廣泛的應用，在房建可以解決常見的一些通病，可以更好提高房屋建筑的安全性能，并且能延長建筑使用壽命，是建筑工程中值得研究和使用的一種技術。

三、灌注樁后注漿施工工藝

1.1 后注漿技術施工

灌注樁后注漿技術是指在鉆孔灌注樁成樁之后，通過預埋在樁身的壓漿管在一定壓力下向樁側泥皮、樁底沉渣及樁周土層中注入一定量的水泥漿液，提高樁基承載性能。當采用樁端樁側聯合注漿時，為避免樁端注漿時漿液沿樁側軟弱面冒出，宜先采用樁側注漿封堵，再進行樁端注漿。同理，當采用多層樁側注漿時，宜由上向下逐層進行。

1.2 注漿參數的選擇

1.2.1 注漿量

注漿量應由樁徑、樁長、樁周土層特性以及承載力提高幅度要求等諸多方面決定，劉金礪等提出的計算公式：

樁端注漿量： GP= π（h·t·d + ξ·n·d3）× 1 000 （1）

樁側注漿量： Gs= π[t·（L - h）+ ξ·m·n·d3] × 1 000（2）

式中，d 為樁徑；L 為樁長；h 為樁底注漿時漿液沿樁側上返高度；t 為包裹在樁側的漿液厚度，其值與樁周土性狀和灌注樁施工質量因素有關，取值范圍一般為 5 ～ 20 mm；n為樁底或樁側土的天然孔隙率；ξ 為注漿率，對于卵、礫、中砂取值范圍為 0.3 ～ 0.7，對于粘性土、粉土、粉砂中取值范圍為 0.2 ～ 0.3；m為樁側注漿花瓣橫斷面數，對于縱向波形布點情況，m值取注漿點數的 1/4。

1.2.2 注漿壓力

注漿壓力是指在不會使地表產生隆起和基樁上抬量過大前提下，注槳時能采用的最大壓力。注漿壓力值與土層的密度、強度、初始應力以及鉆孔深度、注漿位置、注漿次序等因素有關，其中部分因素較難準確預知，因此宜通過現場試驗確定。可灌性好的土層注漿壓力一般在 4MPa以下，可灌性較差的土層注漿壓力可達 4 ～ 8MPa

1.2.3 漿液濃度

不同濃度的漿液特性有所不同：稀漿 （水灰比約為0.8 ∶ 1） 流動性強，便于滲透加固樁側、樁底松散土體；中等濃度漿液 （水灰比約為 0.6 ∶ 1） 主要起充填、壓實、擠密作用；濃漿 （水灰比約為 0.4 ∶ 1） 則對已經注入的水泥漿液起脫水作用。因此，可以通過多次注漿，水泥漿液由稀到稠分級注入，并采用對應注漿壓力的方法，提高注漿效果。工程實踐表明，采用 0.5 ～ 0.55 水灰比的濃漿可以取得較佳的灌漿效果。

1.3 注漿適用土層

漿液在不同土層中的擴散范圍不甚相同，土顆粒越粗，漿液擴散范圍越大。樁端持力層為薄礫石層時，注漿擴散半徑可達 3.5 倍樁徑以上。在土顆粒較小的土層中，漿液分布不連續，充填不均勻，多以薄層狀分布，厚度變化較大，且漿體與土顆粒較難相互摻和。對比分析大量現場靜載試樁試驗結果，樁底注漿樁承載力增幅隨樁端持力層土顆粒增大而增大，礫石層是最理想的樁底注漿層。

四、鉆孔灌注樁后注漿技術在建筑應用效果

4.1加固機理

在灌注樁施工中將鋼管沿樁鋼筋籠外壁埋設， 樁混凝土強度滿足要求后，將水泥漿液通過鋼管由壓力作用壓入樁端的碎石層孔隙中，使得原本松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙膠結成一個高強度的結合體。水泥漿液在壓力作用下由樁端在碎石層的孔隙里向四周擴散，對于單樁區域，向四周擴散相當于增加了端部的直徑，向下擴散相當于增加了樁長；群樁區域所有的漿液連成一片，使得碎石層成為一個整體，從而使得原來不滿足要求的碎石層滿足結構的承載力要求。在鉆孔灌注樁施工過程中，無論如何清孔，孔底都會留有或多或少的沉渣；在初灌時，混凝土從細長的導管落下，因落差太大造成樁底部位的混凝土離析形成“虛尖”、“干碴石”；孔壁的泥皮阻礙了樁身與樁周土的結合，降低了摩擦系數，以上幾點都影響到灌注樁的樁端承載力和側壁摩阻力。漿液壓入樁端后首先和樁端的沉渣、離析的“虛尖”、“干碴石”相結合，增強該部分的密實程度，提高了承載力；漿液沿著樁身和土層的結合層上返，消除了泥皮，提高了樁側摩阻力，同時漿液橫向滲透到樁側土層中也起到了加大樁徑的作用。以上幾點均對提高灌注樁的單樁承載力起到不可忽視的作用。

4.2應用的效益

我國的高層建筑迅猛發展對地基承載力的要求越來越高，從而出現種種建筑的常見病害，病害主要包含兩種：砼結構病害（主要為受力結構部分，如地下基樁基礎、剪力墻、柱、梁等部位）；樓房墻體滲漏、施工縫滲漏，女兒墻、排水管穿墻孔滲漏等。房屋滲漏病害一般出現在建筑使用之后，而使用常規方法對已裝飾過的建筑結構有較大的影響，一般會造成鑿除量大，甚至影響房屋的使用壽命。所以在基礎形式一般采取灌注樁基礎，為了滿足設計要求，灌注樁的持力層要求是較為完整的巖石層，樁長和樁徑尺寸往往做的很大，使得地下部分的造價在整個工程總造價中占有較大的份額，同時，由于樁長很長，給施工造成很大的困難。在我國有些地區，地貌屬于山前沖積平原單元，地質在穿過粘土層后，是一層較厚的碎石層，能否將這一地層加固，達到設計要求，作為基礎的持力層呢？鉆孔灌注樁后壓漿技術加固樁端地基的方法，大大縮短了樁長，取得了良好的經濟效益。

五、結語

雖然我國對注漿技術的研究和應用起步較晚，20世紀50年代初才開始起步，但是經過經過60多年的努力，我國在注漿技術方面已取得較大的進展，特別是在水泥注漿材料的研制方面已處于世界先進行列。多年的實踐已經證明鉆孔灌注樁后注漿技術在工程中應用的效果，其對建筑行業作用的重要性是功不可沒，以上的個人簡述希望能為以后的工程得以幫助。