超長沖孔灌注樁樁端后注漿施工技術在福晟·錢隆廣場工程項目中的應用

吳華晨

(福建六建集團有限公司 福建福州 350001)

超長沖孔灌注樁樁端后注漿施工技術在福晟·錢隆廣場工程項目中的應用

吳華晨

(福建六建集團有限公司 福建福州 350001)

樁端后注漿為隱蔽工程，注漿后漿體在地底的活動過程無從觀察。為了控制超長沖孔灌注樁樁端后注漿的施工質量，通過文獻資料法、統計及調查分析法研究分析出質量問題存在的具體施工環節，通過控制注漿管套管及連接施工質量、采取正確的焊接方式、控制注漿管連接垂直度等措施，有效保證了注漿量、注漿壓力和持荷時間，從而控制了超長沖孔灌注樁樁端后注漿的施工質量。實踐中采取文獻資料法、統計及調查分析法制定施工技術措施，使施工技術的應用具有針對性和科學性。

超長；沖孔灌注樁；樁端后注漿；注漿量；注漿壓力

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引 言

在建筑市場蓬勃發展的今天，超高層建筑越來越多的出現在公眾視野，而樁基礎是超高層建筑能平地而起并可靠抵抗各種荷載效應的基石。沖孔灌注樁因其具有單樁承載力高、抗震性能好、沉降小的特點，在超高層建筑基礎工程中的應用是很普及的。由于沖孔灌注樁的主要成型工序是在水下進行，其施工過程無法觀察，尤其是超長沖孔灌注樁，其樁底沉渣不易清理，樁身泥皮影響側摩阻力進一步發揮仍然是超長沖孔灌注樁的通病，而較好地采用樁端后注漿技術可解決這一難題。

1 工程概況

福晟·錢隆廣場工程項目為超高層建筑，由三層地下室、塔樓及局部裙房構成，塔樓地面以上為50層，至大屋面高度為218.7m，采用混合結構體系(鋼管混凝土柱-鋼框架梁-混凝土核心筒)。塔樓樁基采用沖(鉆)孔灌注樁，樁徑為1000mm，樁長55～75m，持力層為層(中風化花崗巖)，樁端進入持力層約1m，成孔深度最深達到86m，為超長灌注樁。樁端注漿采用樁身均勻設置3根注漿管，兩用一備，鋼管內徑50MM，壁厚≥3.5MM。根據福建巖土工程勘察研究院提交的《福晟·錢隆廣場工程地質勘察報告(工程編號11591029)》進行仔細分析，了解塔樓范圍內地質情況：

塔樓范圍內共8個剖面，抽取5個地質剖面圖(圖1～圖5)進行土層分布情況統計分析，得出土層情況分布表(表1)：

圖1 地質剖面圖

圖2 地質剖面圖

圖3 地質剖面圖

圖4 地質剖面圖

圖5 地質剖面圖

土層厚度3?3′剖面5?5′剖面7?7′剖面12?12′剖面15?15′剖面平均厚度雜填土2715151921194粉質粘土2521221727224淤泥1231281421431051282中砂2823162343266淤泥質土1462422412172252142卵石2282121621721631874砂土狀強風化786384687273碎塊狀強風化119148159961521348中風化花崗巖持力層累計厚度774852841755808806

從(表1)中可以看出，該工程持力層為中風化花崗巖層，中間穿過中砂層、卵石層，需有效防止注漿在樁側發生漏漿。本工程砂層厚度較小，塔樓范圍內的樁設計是以端承為主，故主要考慮到超長孔樁成孔質量的不穩定性、孔底沉渣不易清理給成樁質量帶來的影響，而采用樁端后注漿可以在很大程度上消除、減弱該不利影響，提高樁的承載力。

2 樁端注漿原理

圖6 樁端注漿示意圖

(1)樁端注漿(圖6)可以改善持力層條件，提高樁的承載力。樁端注漿可以對樁底沉渣進行固結，并通過滲透、劈裂和擠密作用使樁端持力層在一定范圍內形成漿液和土的結合體，從而改善持力層的物理力學性能，恢復和提高了持力層土體強度。

(2)樁端注漿可以大幅度提高樁身側摩阻力，樁端注漿在壓力作用下，漿液從樁端沿樁側向上，通過滲透，劈裂，充填，擠密和膠結作用，對樁周泥皮進行置換和空隙充填，在樁周形成肪脈石體，如同樹根植入土中，從而使樁側摩阻力大幅度提高。

(3)樁端注漿可以改善持力層受力狀態，樁端注漿通過滲透、劈裂、充填、擠密和膠結作用形成樁端擴大頭增大了樁端受力面積，并且注漿可以對持力層進行加固并改善其受力狀態。

3 樁端后注漿施工工藝

對于超長樁，考慮到管內摩擦阻力對壓力的影響，本工程采用3根內徑50mm，壁厚≥3.5mm的鋼管作為注漿管，注漿管上口宜高出地面20cm，下口距離孔底30～50cm，出漿口采用膠帶或塑料膜包裹，伸入孔底沉渣中。管與管之間采用套管焊接，注漿管需用10#～12#鐵絲,每間隔2～3m對稱綁扎在鋼筋籠主筋上, 注漿管與主筋的綁扎連接必須牢固可靠,嚴禁在主筋與注漿管間采用電焊連接，避免主筋及注漿管焊傷且造成滲水滲漿，安裝完成，應并分別檢查各根注漿管的通水性。

(1)灌注樁成樁后的7～8h內，應采用清水進行開塞。注漿作業在成樁2周左右開始，且樁身砼達到設計強度的70%后方可注漿，注漿宜低壓慢速。

(2)注漿前應進行壓水試驗，壓水量一般控制在0.04～0.08m3以內。壓水時間1～2min。該試驗一方面可疏通注漿通道，檢查三根注漿管的聯通性，以便采取措施充分發揮三根管的可灌性，另一方面可將沉渣及泥皮中的細粒部分推至加固范圍外。若只有一根管可灌漿，應調整注漿工藝參數，使注漿均勻有效。

(3)注漿以可注入為準，盡可能采用濃漿、低壓慢注及間歇注漿，以利于定量水泥漿體留駐樁底有效范圍內。

①漿液濃底(水灰比)：1:1～0.5:1，先稀后濃。可灌性較差樁適用較稀漿。

②水泥漿攪拌時間：1～3min。

③注漿時間：間歇注漿，每樁注漿時間1～1.5h，其中間歇時間大于等于實注時間。可灌性較差樁須小泵量連續灌注。

④注漿順序：先注場地周邊的樁孔，由外而內逐層內推，最后注場地中央部分樁孔。

(4)樁端注漿終止標準采用注漿量和注漿壓力雙控原則，以注漿量(水泥用量)控制為主，以注漿壓力標準為輔。當注漿量達到4000KG時，可終止注漿；當注漿壓力>3MPa并持荷3min，且注漿量達到要求量的80%，也可終止注漿。否則需要采取補救措施。

4 質量控制措施

通過對多個已施工工地施工情況的調查發現，影響超長沖孔灌注樁樁端后注漿施工質量的主要問題是注漿管預埋質量差，因此本工程在施工過程中主要通過控制注漿管套管及連接施工質量、采取正確的焊接方式、控制注漿管連接垂直度等措施，以保證注漿量、注漿壓力和持荷時間，從而控制超長沖孔灌注樁樁端后注漿的施工質量。

4.1 注重質量教育、控制注漿管套管及連接施工質量

(1)在施工前及過程中應注重對注漿管操作工人進行質量教育、技術交底。通過集中教育，強調工程的質量目標，說明樁端后注漿在整個樁基施工質量中的重要性，提高工人質量控制意識。并對套管長度、施焊方法等工藝加強技術交底，明確要求，在套管加工時由專人進行現場指導，發現問題立即指出整改。并成立獎懲制度，對施工過程進行考核，以提高工作動力。

(2)加強對套管加工的監督，參照水電規范，確保套管長度符合1.5～2D，確保注漿管搭接的位置處于套管的中部，且在注漿管對接時進行檢查，保證兩根注漿管緊密接觸后才允許工人進行焊接。

通過質量教育、簽訂獎懲措施、派專人監督，提高工人質量意識，嚴格規范套管加工制作長度，保證注漿管在套管內的有效連接。

4.2 采取正確的焊接方式

(1)現場管理中加強注漿管與套管連接位置的檢查，即鋼筋加工場焊接的套管應位于下端注漿管上，確保現場焊接的注漿管是采用立焊的方式。立焊的焊縫質量基本滿足要求，但仰焊的焊縫因操作空間的原因會有部分存在焊縫不飽滿的情況。

(2)由于現場焊接接頭的質量相較于直接在鋼筋加工場焊接的接頭質量大打折扣，故應減少現場焊接的接頭數量，確保接頭質量。注漿管長度為6m，鋼筋籠長度一般為9m或12m，可將兩根6m注漿管先連接成12m，固定于鋼筋籠上。

(3)注漿管現場焊接時，派專人在旁檢查焊縫質量，對每一根管的焊渣都要敲干凈，確保焊縫飽滿，無焊渣、氣孔等。

(4)注漿管每一段對接完成后，立即往里注水，觀察水位是否下降，若水位平穩則表示注漿管連接質量良好。另注水還可以保護注漿管，注水檢查完后應在上端加蓋保護。

現場焊接的焊縫應飽滿，無焊渣、氣孔等缺陷，在注漿管里注水后，應未見水位下降。

4.3 控制注漿管連接垂直度

(1)現場管理人員對鋼筋籠加工過程進行跟蹤檢查，在需要固定注漿管的鋼筋籠處焊接一小段鋼筋頭做記號，以確保注漿管跟隨鋼筋籠下籠連接時，上下兩根注漿管處于垂直連接狀態。

(2)將底籠的注漿管與鋼筋籠點焊，確保注漿管底部的穩定性。

(3)超高層建筑多為多層地下室，故空孔部分較深。三層地下室空孔部分的注漿管長度可達19m，且因無鋼筋籠可以依附，故多呈現三根扭在一起的現象。為解決這一問題，對空孔部分的注漿管外部采用箍筋固定位置，每2m設置一個加勁箍。

通過上述措施，可保證注漿管在對接時傾斜較小，基本處于垂直狀態，對接效果好。

5 樁端后注漿施工效果

(1)對該工程已完成的150根超長沖孔灌注樁樁端后注漿施工進行統計，其中93根樁基注漿量(水泥用量)達到4000KG，壓力值在2.5～3MPa之間，另外57根壓力值>3MPa并持荷3min，注漿量(水泥用量)為3200KG，注漿效果良好。

(2)在靜載試驗中，抗壓試樁單樁豎向抗壓極限承載力為22000kN，樁長長達80m以上，而樁頂沉降量僅10MM左右，樁底注漿效果良好，達到了設計要求。

6 結束語

本文針對超長沖孔灌注樁后注漿施工的難點、特點采取行之有效的施工措施，提高了超長沖孔灌注樁樁端后注漿的施工質量。可以得出如下結論：注漿管施工質量的好壞，直接影響樁端注漿的施工質量，只要有效控制注漿管套管及連接施工質量、采取正確的焊接方式、控制注漿管連接垂直度等，即能大大提高樁端后注漿的施工質量，從而提高樁端阻，樁端阻與樁側摩阻的發揮趨于同步，而且使樁側摩阻有所提高。文中關于提高超長沖孔灌注樁樁端后注漿施工質量的施工方法和管理經驗，為今后類似樁基施工過程提供了參考。

[1]劉利偉.高壓注漿與灌注樁在止水帷幕中的應用[J].科技創業家.2012.4 [2]李雷生.沖孔灌注樁的質量通病與防治[J].廣東建材.2010.7.

Application of Super Long Bored Pile End Post Grouting Construction Technology in the "Fullsun Qianlong Square" Project

WUHuachen

(Fujian Liujian Group Company Limited, Fuzhou 350001)

Research purposes: Control of super long bored pile post grouting construction quality; Research methods: The pile end post grouting technology for concealed works, slurry is not observed in the bottom grouting process, by using the methods of literature, statistics and analysis to research and analysis of specific aspects of the construction quality problems, in order to achieve the ideal effect through the grouting quality control of each construction link; The results of the research: Through the control of grouting pipe connection sleeve and construction quality, the proper welding manner is adopted, control of grouting pipe connection between such measures, effectively guarantee the quantity of grouting, grouting pressure and holding time, so as to control the super long bored pile post grouting construction quality; The conclusion of the research: Should take the literature method, survey method and statistical analysis to formulate the construction technicalmeasures,make the application of the construction technology of the targeted and scientific.

Super long; bored pile; the pile end post grouting; grouting quantity; grouting pressure

吳華晨(1978.6- )，男，工程師。

2015-04-23

TU74

A

1004-6135(2015)05-0061-04