樁端注漿加固技術在基礎加固工程中的應用

謝琛琦（甘肅省地質礦產勘查開發局第一地質礦產勘查院，甘肅　天水　741020）

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樁端注漿加固技術在基礎加固工程中的應用

謝琛琦
（甘肅省地質礦產勘查開發局第一地質礦產勘查院，甘肅天水741020）

摘要：某建筑物采用機械成孔灌注端承樁基礎，施工完成后單樁豎向抗壓靜載荷試驗發現工程樁單樁承載力特征值達不到設計要求，分析了造成樁基承載力低的可能原因和注漿加固提高樁基承載力的原理，并采用樁端注漿加固技術對工程樁樁端進行注漿加固處理，改善了樁端土層的工程力學性質，提高了工程樁單樁承載力，使單樁承載力特征值達到了設計要求。

關鍵詞：基礎加固；注漿加固技術；灌注端承樁；承載力

灌注端承樁是工程建筑中常用的一種基礎形式，但在灌注樁基礎施工中，由于地質條件復雜、施工和管理等問題，可能會出現樁身混凝土離析、樁底沉渣過厚和樁長不夠等質量問題導致樁基承載力達不到設計要求，必須進行樁端注漿加固處理。本文以某建筑物樁基礎樁端注漿加固為例，對樁端注漿加固技術提高樁基承載力的加固原理、施工方法、施工注意事項等作了說明，并根據現場施工對該工程鉆孔灌注樁的樁端注漿加固效果進行了評價。

1　工程概況

某建筑物位于天水市麥積區穎川河河谷二級階地后緣，地上11層，地下1層，結構形式為鋼筋混凝土剪力墻結構，建筑設計總高度32.35m，建筑面積為6284.00m2，基礎形式為機械成孔灌注端承樁，共設計工程樁97根，持力層為圓礫層，樁端進入持力層的深度不小于1m，工程樁單樁承載力特征值為1277kN。樁基采用旋挖鉆孔施工，樁基工程完成后，業主委托檢測單位在工程場地中隨機抽取三根工程樁進行了單樁豎向抗壓靜載荷試驗，試驗結果見表1。通過樁基載荷試驗發現工程樁單樁承載力特征值為894.0-1149.5kN，達不到單樁承載力特征值1277kN的設計要求。為此，施工單位擬對工程樁樁端進行注漿加固處理。

表1　單樁豎向抗壓靜載荷試驗承載力特征值

2　樁端注漿加固方案設計

2.1原因分析

為了找出工程樁單樁承載力特征值偏小的原因，在場地內選取了16條工程樁進行鉆芯取樣分析，鉆芯發現工程樁底3.3m范圍內不同程度存在中砂及粉質粘土透鏡體，經調查分析，該透鏡體為樁基施工過程中樁孔內出現縮徑塌孔現象所致。

2.2注漿原理

最初漿液在壓力作用下，克服各種阻力而滲入孔隙和裂隙，壓力越大，吸漿量及漿液擴散距離就越大。隨著壓力的不斷增大，漿體內形成結石體和網脈狀骨架網，起到充填和固結支撐作用，從而達到加固目的。漿液克服地層的初始應力和抗拉強度，引起土體結構的破壞和擾動，使地層中原有的孔隙或裂隙擴張，或形成新的裂縫或孔隙，從而使低透水性地層的可灌性和漿液擴散距離增大。最終漿液在待加固體內形成結石體和網脈狀骨架網，起到充填和固結支撐作用，從而達到固化加固目的。

2.3加固方案

樁端注漿加固方案總體思路是通過在每個工程樁中心采用鉆孔成孔，成孔深度進入樁端以下3m，埋設注漿管后進行孔內壓力注漿，利用水泥漿充填土體內的孔隙，粘結固化土體，達到提高土體密實度及強度的目的，從而改善樁端土層的工程力學性質，提高工程樁單樁承載力，使工程樁單樁承載力特征值達到設計要求。

2.4施工方法

1）注漿孔位布置：注漿孔在工程樁中心布置。2）注漿孔參數：孔徑：110mm，深度約16.5m，保證進入樁端以下地層3m，干燥無泥漿護壁成孔。

3）注漿管制作：注漿管采用DN40鋼管，鋼管底部5m管壁外按120度平面角度點焊Φ18的螺紋鋼筋。底部3m管壁按梅花狀鉆設直徑8mm的漿液溢流噴射孔，間距50mm。

4）注漿前壓水實驗：注漿前壓水實驗是樁底注漿一道重要工序。除起到一般注漿工程的三個作用外（即檢查設備及系統的密封性與完好率，確定注漿初壓及確定注漿起始濃度和注漿配合比，）在樁底注漿中還有三個重要作用：①疏通注漿通道；②將沉渣及泥層中的細粒部分壓至加固范圍內；③壓水量一般控制在0.2方以內，壓水時間1～2min，以壓通為準（即壓通后泵壓明顯下降）。

5）漿液配制：采用普通硅酸鹽42.5R單基水泥漿，配合比為:水泥（1.0）：水（0.4～0.7）（根據試驗而定）。

6）注漿：通過注漿孔利用注漿管及高壓注漿泵，采用低流量的方式勻速將漿液注入土體，待注漿參數達到以下指標方可停注：注漿壓力穩定在1.2～2.0MPa且持續時間大于20min。

7）封填注漿孔口：注漿結束后防止孔內壓力大發生孔口返漿現象，造成孔內壓力及漿液損失影響注漿效果，應封閉地表以上注漿管保持孔內壓力2h后，清除孔口雜物，恢復地表原樣。

8）工藝流程

①造孔→②注漿管埋設→③高壓洗孔→④封孔→⑤壓水試驗→⑥制漿→⑦注漿→⑧達到預定停注要求→⑨鉆孔檢驗。若檢驗合格，結束該樁注漿加固。若不合格，重復①→⑨步驟直至合格為止。

3　施工注意事項

3.1施工注意事項

1）鉆孔結束孔內沉渣不得大于0.2m。

2）注漿管應對準鉆孔輕緩下入孔內，嚴禁大力強行壓入孔內。3）拌制好的漿液放置時間超過1h應作廢漿處理。4）注漿過程應低流量勻速注入土體內，嚴禁大流量快速注漿，影響注漿效果。

5）若注漿過程有漏漿跑漿現象，應反復間隔多次補漿，間隔時間不宜超過2h。

3.2注漿施工特殊情況處理

1）防止串漿的主要措施

①加大第一次序孔間的孔距。

②適當地延長相鄰兩個次序先后施工的間隔時間，待前一次序孔注漿的漿液基本凝固后，再開始后一序孔的鉆注工作。

③發生串漿后，如串漿孔具備注漿條件，可以同時進行注漿，但應一臺泵注一孔，否則應將串漿孔用堵塞塞住，待注漿孔注漿結束后，串漿孔再行掃孔、沖洗，而后繼續鉆進和注漿。

2）大量漏失

發生大量漏失時，采用以下原則進行處理：

①采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇注漿的方法進行灌注。

②必要時，可注入砂漿或其它惰性充填材料。③采用水泥-水玻璃處理。

4　施工效果評價

根據前述施工方法和注意事項，對工程樁樁端注漿加固處理施工完成后，業主委托檢測單位在工程場地中重新隨機抽取三根工程樁進行了單樁豎向抗壓靜載荷試驗，試驗結果見表2，通過樁基載荷試驗發現工程樁單樁承載力特征值均達到1277kN的設計要求。

表2　單樁豎向抗壓靜載荷試驗承載力特征值

5　結束語

樁端注漿加固技術具有對施工場地條件要求低，工程效率高，造價低，施工周期短，施工工藝簡單，所需機械設備配置簡易，主要材料易于采購，同時對周邊環境影響小的特點。在本工程實例中，通過樁端注漿加固技術對工程樁樁端

進行注漿加固處理，達到了“安全、經濟、保障工程樁單樁承載力滿足設計要求”的總體目標。

參考文獻：

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［4］金建明，陳赟，王仕方．鉆孔灌注樁樁底后注漿效果分析［J］．工業建筑，2002（7）：41－44.

中圖分類號：K826.16