灌注樁后注漿加固技術(shù)的應(yīng)用

□杜紹彥（河南省通許縣大崗李鄉(xiāng)政府）

灌注樁后注漿加固技術(shù)的應(yīng)用

□杜紹彥（河南省通許縣大崗李鄉(xiāng)政府）

灌注樁成孔后清空不徹底、鉆頭鉆孔時(shí)對(duì)孔壁土層的擾動(dòng)和后期孔壁泥漿干縮以及樁身混凝土凝固干縮造成的樁側(cè)空隙，在樁基承載時(shí)出現(xiàn)沉降從而造成樁基承載力的減弱。通過(guò)在鋼筋籠上預(yù)埋注漿管和注漿閥，利用高壓注漿泵在樁身混凝土凝固后對(duì)樁底和樁底后注漿，對(duì)樁底沉渣空隙和樁側(cè)泥皮空隙、土層將漿液滲入、劈裂、填充、擠密等作用與樁體周圍土層結(jié)合為一體，從而增強(qiáng)樁側(cè)阻力和樁端承載力，減小沉降提高單樁承載力。

灌注樁后注漿技術(shù)；單樁承載力；應(yīng)用

0 前言

隨著我國(guó)大橋、特大橋及高層、超高層建筑大量建設(shè)，大承載力灌注樁作為基礎(chǔ)使用也越來(lái)越廣泛應(yīng)用，而樁基的質(zhì)量問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響其承載力效果，由中國(guó)建筑科學(xué)研究院地基基礎(chǔ)研究所研發(fā)的“灌注樁后注漿技術(shù)”在工程中的使用，解決了樁基施工中之前難以避免的諸多質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)在滿足工程承載力要求的基礎(chǔ)上，也起到了節(jié)約能源的作用。

1 工作機(jī)理與工藝要求

灌注樁后注漿技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)樁底沉渣層和填入的粗粒石層及樁側(cè)泥土層進(jìn)行劈裂、滲透注漿，在樁端沉渣及后填粗粒土層和樁側(cè)泥土層加入水泥漿液，達(dá)到樁端沉渣粗粒石層密實(shí)堅(jiān)硬，同時(shí)也能產(chǎn)生“擴(kuò)底”效果，使樁端承載力提高；在樁側(cè)泥土層注漿，漿液通過(guò)劈裂縫隙滲入土中填充縫隙使土體固結(jié)提高土體的強(qiáng)度，并擠密樁身與土層空隙，達(dá)到樁側(cè)泥土層密實(shí)并與樁身緊密結(jié)合，增加樁側(cè)摩擦力提高樁基承載力。根據(jù)工程具體情況，在滿足樁基承載力要求的前提下，考慮工程地點(diǎn)土質(zhì)特點(diǎn)、含水量多少、鉆孔質(zhì)量控制等因素，樁底注漿和樁側(cè)注漿可同時(shí)使用，也可分別單獨(dú)使用。

使用該技術(shù)須在成孔后在孔底填入粗粒石形成注漿室，沉渣與粗粒石層的厚度應(yīng)≥500 mm，以保證樁端注漿的效果質(zhì)量；樁身鋼筋籠須下至樁底，使預(yù)埋注漿管能夠固定在鋼筋籠上伸至樁端粗粒石層，注漿管采用Φ2.50 cm或Φ3.00 cm鋼管或黑鐵管，注漿管的下端設(shè)置出漿孔段并用膠帶或塑料膜纏繞包住，阻止混凝土擠入注漿管同時(shí)保證注漿時(shí)漿液能沖破膠帶或塑料膜進(jìn)入土層；出漿孔處安裝單向截流閥，阻止樁身灌注混凝土?xí)r漿液進(jìn)入注漿管內(nèi)堵塞注漿管、注漿時(shí)漿液也不會(huì)回流。出漿孔段埋入粗粒石層，粗粒石應(yīng)在鋼筋籠下至孔底、注漿管埋設(shè)完畢后填入以形成注漿室，然后方可進(jìn)行混凝土灌注。根據(jù)需要采取一種或多種方法的復(fù)合使用，達(dá)到注漿的質(zhì)量以提高樁基的承載力為目的。

2 主要技術(shù)內(nèi)容

以在鋼筋籠上固定預(yù)埋注漿管和注漿閥的進(jìn)行后注漿的方法為例。樁基成樁后，待樁身混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度（以標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度達(dá)到C20以上為參考），進(jìn)行樁底、樁側(cè)或樁底樁側(cè)共同注漿，加固樁底沉渣和樁側(cè)泥土，增強(qiáng)樁側(cè)土層對(duì)樁身的阻力和樁端的承載力，減少樁身沉降，提高單樁承載力。在優(yōu)化工藝參數(shù)的條件下，可使單樁承載力提高80%左右，根據(jù)地下土質(zhì)顆粒大小不同，粗粒徑土層注漿后摩阻力增大幅度較多，細(xì)粒徑土層注漿后摩阻力增大幅度較少，采用兩種或多種注漿方法復(fù)合注漿效果優(yōu)于單種注漿方法。達(dá)到樁基沉降能減少30%左右的效果。

根據(jù)樁基承載力設(shè)計(jì)要求，充分考察土質(zhì)性質(zhì)，樁長(zhǎng)、樁徑和樁基使用功能（抗壓、抗拔）等參數(shù)因素，論證采取樁底注漿、裝側(cè)注漿、樁底樁側(cè)復(fù)合注漿方式，通過(guò)試注漿效果分析，確定注漿方案，報(bào)經(jīng)設(shè)計(jì)、建設(shè)單位等有關(guān)部門后實(shí)施。根據(jù)已批準(zhǔn)方案選擇注漿泵、注漿導(dǎo)管。注漿漿液水泥使用PO42.50普通硅酸鹽水泥或更優(yōu)質(zhì)水泥，所用水的水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)要符合混凝土拌合要求；地下水位以下注漿漿液水灰比控制在0.45～0.70之間，地下水位以上注漿漿液水灰比控制在0.70～0.90之間；注漿壓力的要求：軟土層注漿壓力為2 MPa、硬土層注漿壓力為4～8 MPa、風(fēng)化巖層注漿壓力為10～16 MPa；注漿量根據(jù)樁徑、樁長(zhǎng)、土質(zhì)的類別、土質(zhì)的飽和度、樁基承載力增幅大小等因素進(jìn)行計(jì)算并通過(guò)試注漿最終確定。

計(jì)算公式為：Gc＝αpd（樁端）+αsnd（樁側(cè)） （1）

式中：αp＝1.50～1.08；αs＝0.50～0.70；n一樁側(cè)注漿斷面數(shù)；d一樁徑（m）。

3 使用范圍及注漿條件、要求

該技術(shù)適用于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁、干作業(yè)鉆孔、挖孔灌注樁及挖孔灌注。

為達(dá)到提高樁基承載力的目的，保證樁基后注漿的合理、有效，首先要對(duì)注漿目標(biāo)的地質(zhì)特征、地下水質(zhì)情況、地下埋設(shè)物的分布狀況、以及工程周圍建筑、構(gòu)筑物環(huán)境、環(huán)保要求進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和分析，在掌握相關(guān)資料并進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行注漿設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括注漿壓力、漿液水灰比、漿液濃度、注漿后土層強(qiáng)度、注漿率、注漿量以及注漿效果。根據(jù)注漿設(shè)計(jì)并通過(guò)注漿試驗(yàn)確定注漿各參數(shù)和工藝標(biāo)準(zhǔn)：一是注漿管的埋設(shè)：樁徑600 mm以下的樁基應(yīng)在樁身中心埋設(shè)一根注漿管，先在樁身中心造一注漿孔直至樁端持力層一定的深度，然后埋入注漿管至孔底；樁徑600 mm以上的樁基應(yīng)埋設(shè)兩根或多根注漿管并在樁身一周均勻布置。注漿管的注漿孔段須用膠帶或塑料布包裹封閉注漿孔（設(shè)置單向截止閥的利用截止閥封閉注漿孔）。二是壓水試驗(yàn)：注漿前應(yīng)對(duì)注漿管進(jìn)行壓水試驗(yàn)，以達(dá)到疏通注漿管的作用，并通過(guò)壓水試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證注漿設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)注漿參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。三是試注漿：試注漿過(guò)程中，密切關(guān)注注漿壓力、漿液濃度、注漿率和注漿量，實(shí)時(shí)依據(jù)注漿情況進(jìn)行變化調(diào)整，合理控制各參數(shù)以達(dá)到注漿效果，注漿一定時(shí)間后對(duì)樁身承載力進(jìn)行壓力檢測(cè)，驗(yàn)證注漿效果。四是根據(jù)壓水試驗(yàn)、試注漿過(guò)程取得的實(shí)際注漿參數(shù)進(jìn)行工程注漿：操控過(guò)程中若出現(xiàn)注漿壓力急劇變化，則可能出現(xiàn)堵管、冒漿或漏漿現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)更換或疏通注漿管、在漿液中加入適量的添加劑或采取間斷式注漿，保證注漿持續(xù)進(jìn)行，達(dá)到注漿效果。在注漿起始和中間注漿及注漿收尾不同的階段，應(yīng)對(duì)漿液濃度進(jìn)行由稀到濃逐步調(diào)整，使注漿由滲透性強(qiáng)的稀漿擴(kuò)大樁端、樁側(cè)注漿范圍到利用濃漿提高注漿區(qū)域加固區(qū)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換，有利于提高整體注漿效果。五是，注漿工藝流程及順序：①造孔→②高壓水洗孔→③注漿管埋設(shè)→④壓水試驗(yàn)→⑤制漿→⑥注漿→⑦達(dá)到予定注漿量和終壓→⑧封孔→⑨鉆孔檢驗(yàn)。若檢驗(yàn)不合格，應(yīng)重新進(jìn)行該過(guò)程進(jìn)行注漿。根據(jù)工程樁周圍環(huán)境進(jìn)行合理安排順序，先對(duì)靠近河流一側(cè)和建、構(gòu)筑物一側(cè)的邊樁進(jìn)行注漿封閉土層，防止?jié){液外流。隨后進(jìn)行中間樁注漿，適當(dāng)加大其注漿量，在控制注漿總量基礎(chǔ)上最大限度提高注漿效果。

4 結(jié)論

一是通過(guò)對(duì)樁端注漿加固，達(dá)到了提高單樁承載力的目的，避免了因單樁承載力不夠重新補(bǔ)樁的重大損失，節(jié)約項(xiàng)目工程成本約200萬(wàn)元，同時(shí)保證了項(xiàng)目工程進(jìn)度，為項(xiàng)目按期竣工投產(chǎn)起到保證性的作用，創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過(guò)大量的工程實(shí)踐證明，采取后注漿技術(shù)對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理，應(yīng)用該技術(shù)提高單樁承載力的效果以縮小樁徑和樁長(zhǎng)，能節(jié)約大量的資源。二是在后注漿技術(shù)實(shí)施的過(guò)程中，先設(shè)計(jì)、試驗(yàn)，施工過(guò)程根據(jù)實(shí)時(shí)情況調(diào)整各技術(shù)參數(shù)，熟練運(yùn)用注漿漿液的性質(zhì)、注漿壓力的調(diào)整十分重要，后注漿施工須有經(jīng)驗(yàn)的熟練工程師和技術(shù)工人進(jìn)行施工。三是后注漿施工運(yùn)用高壓注漿泵、高壓注漿導(dǎo)管，使用電源較多，水泥漿腐蝕性較強(qiáng)等，存在較多安全危險(xiǎn)源。施工過(guò)程中嚴(yán)禁非施工人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，施工人員必須做好安全防護(hù)，施工設(shè)備、實(shí)施必須經(jīng)檢查合格，防護(hù)設(shè)施齊全。施工前編制安全方案、應(yīng)急預(yù)案，保證后注漿施工順利進(jìn)行。

編輯：劉長(zhǎng)垠

U445.55

：B

：1673-8853（2017）02-0075-02

2016-12-28