一種群樁持力層懸殊的處理方案
——樁底注漿與褥墊層綜合應(yīng)用

葉南杰 熊添祥

中國建筑第四工程局有限公司

一種群樁持力層懸殊的處理方案
——樁底注漿與褥墊層綜合應(yīng)用

葉南杰 熊添祥

中國建筑第四工程局有限公司

本文的研究對象是貴州省六盤水中心城區(qū)城市快線工程豆腐山互通橋群樁樁底處理技術(shù)，通過介紹樁底后注漿和褥墊層綜合應(yīng)用處理群樁持力層懸殊的方法，對以后因群樁底持力層懸殊造成的差異沉降的處理方案選擇提供參考。

樁底持力層；懸殊；樁底注漿

1 注漿與褥墊層概述

注漿又稱灌漿，它是將一定材料配制成的漿液，用壓送設(shè)備將其灌入地層或縫內(nèi)使其擴散、膠凝或固化，以達到加固地層或防滲堵漏的目的。注漿技術(shù)是一門適用性強，應(yīng)用范圍廣的工程技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于礦山、水利工程等各個領(lǐng)域。為適應(yīng)不同的工程建設(shè)需要，新型的注漿材料、先進的注漿工藝和專用的注漿設(shè)備不斷被研制出來。注漿根據(jù)被注載體、液體材料、注漿壓力大小及機理等分類。根據(jù)地質(zhì)條件、注漿壓力、漿液對土體的作用機理、漿液的運動形式和替代方式可將靜壓注漿分為：滲透注漿、壓密注漿、劈裂注漿、充填注漿、強制注漿、電動化學(xué)注漿。

2 豆腐山互通橋工程概況

2.1 工程簡介

豆腐山互通橋主線橋分為左右兩幅，橋跨徑布置為(30+40+30)m，橋長110m,采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。

橋墩采用1.4×1.6m 墩柱接承臺接1.8m樁基礎(chǔ)，樁頂設(shè)置承臺。0#、3#臺為U型橋臺接承臺，承臺下各為6根φ1.5m群樁基礎(chǔ)。

3 樁底后注漿和褥墊層綜合應(yīng)用

用樁底注漿及褥墊層綜合應(yīng)用解決因群樁底持力層懸殊造成的差異沉降問題。持力層為軟質(zhì)巖的砂巖或極松巖的強風(fēng)化砂巖，注漿時便于漿液擴散，樁底注漿強度達到后，整個持力層面容許承載力會大幅度提高，減少上部樁基受力后的沉降量；持力層為石灰?guī)r的硬質(zhì)巖，上部樁基受力后，整體沉降量極少，為均衡群樁底持力層懸殊造成的差異性沉降，在樁底持力層為石灰?guī)r等硬質(zhì)巖的樁底設(shè)置褥墊層，計算出褥墊層厚度，預(yù)設(shè)受壓后沉降量，使因群樁底持力層懸殊造成的沉降差減小到設(shè)計規(guī)范范圍內(nèi)。

4 施工工藝

4.1 施工工序

根據(jù)《鉆孔樁樁底注漿技術(shù)規(guī)程(試用稿)》以及參考周邊類似工程的施工經(jīng)驗，樁底注漿施工工藝流程如圖1：

4.2 注漿管選擇與布置

豆腐山互通橋樁基采用沖擊鉆成孔，施工過程中嚴(yán)格按照沖擊鉆成孔工藝施工。需要樁底注漿的樁基，在樁身鋼筋籠上設(shè)置φ110δ5mm鋼管及φ57δ3mm無縫鋼管。樁身砼澆注后，φ110δ5mm鋼管先作為聲測管檢測用管，樁身完整檢測合格后，再作為注漿管。

4.3 施工方法

4.3.1 注漿管加工、制作

(1)注漿管采用Φ110×5套管連接，為防止漏漿，焊縫必須飽滿、無氣孔、無毛刺；

(2)注漿管在下鋼筋籠時同時放入，注漿管采用12#鉛絲捆扎或采用點焊與鋼筋籠固定，每隔1～2米固定一道，樁基混凝土澆注前，注漿管頂采用封頭(或水泥砂漿)堵牢，在注漿管中灌滿水，避免樁基砼澆筑過程中注漿管上浮；

(3)樁基混凝土澆注強度滿足要求后，進行樁身砼完整性超聲波檢測；合格后采用鉆機在Φ110×5注漿中鉆孔，鉆孔直徑90mm，鉆孔深度根據(jù)注漿深度確認，本工程鉆孔深度5m。

4.3.2 注漿管開孔

樁身砼完整性超聲波檢測合格后，即可用一臺SGP-10型灌漿泵(最大達10Mpa，排漿量大于5m3/h，活塞式壓漿設(shè)備)壓漿，用清水開孔，以防砼包裹注漿管。

4.3.3 注漿施工

圖1

(1)水泥漿液配置及攪拌

配比：根據(jù)設(shè)計參數(shù)，425#水泥：水=1：0.5～0.7。

(2)拌制：在攪拌機內(nèi)加足水，然后邊攪拌邊加入水泥。攪拌好的水泥漿液經(jīng)濾網(wǎng)過濾后送到儲漿桶。

(3)水泥漿壓注參數(shù)

①注漿總量控制：注漿水泥量根據(jù)現(xiàn)場試注時確定。

②注漿速度：一般控制在50－80L/min，壓漿時間10－20min。

③注漿壓力：一般開始壓力2－6 Mpa，終止壓力小于2 Mpa(或已滿足單樁注漿量)。

(4)注漿施工操作

①先清理好管頭并安裝好注漿管密封裝置。

②連接高壓管，使?jié){液通過高壓泵→高壓管→密封接頭→注漿管→注入地層。

③先送清水開通，清洗通道待壓力穩(wěn)定在1～2Mpa時，把配置好的水泥漿注入地層。

④注漿量滿足設(shè)計要求時，關(guān)閉管口閥門進行迸漿。

⑤拆除注漿管道，在注漿管不冒漿后拆除密封裝置。

(5)質(zhì)量控制

①每根注漿管盡量一次注滿注足(80%的樁注漿量)，以防一次堵塞或注不下。

②用清水開塞，使管道暢通后在注漿，如開塞壓力在2～8 Mpa波動，應(yīng)多壓幾分鐘，使其慢慢開通。同時要檢查管頭的密封情況，確保管子的開通率。

③樁位較密集區(qū)注漿，易出現(xiàn)冒漿，應(yīng)跳位注漿，跳位距離不得小于3米或暫停4－6小時后在注。

④要用升級法控制注漿壓力和注漿量，防止過早冒漿，在滿足單樁注漿量時，才能增加壓力。

⑤盡可能用小水灰比、小壓力注漿，使樁端樁身漿液飽和。

(5)終止壓漿條件

以注漿水泥量滿足設(shè)計要求，終止壓漿。

4.3 質(zhì)量保證措施

⑴下注漿管前，應(yīng)認真檢查管內(nèi)是否有異物，安裝管口密封裝置前清除管口雜物，以防堵塞或進入泥漿。

⑵下注漿管時，要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，嚴(yán)防跑管，保證注漿管下入質(zhì)量。

⑶注漿前應(yīng)對注漿、灰漿攪拌機進行檢查，使其處在良好的工作狀態(tài)，確保恩能連續(xù)注漿。

⑷為保證漿液質(zhì)量，對水泥、水、添加劑采取計量投料，確保水灰比的正確性。嚴(yán)禁使用受潮過期及質(zhì)量不穩(wěn)定的水泥。

⑸注漿要連續(xù)，如因故中斷要立即處理，盡快恢復(fù)，以確保注漿效果。

4.4 異常情況補救措施

出現(xiàn)異常情況首先分析原因，并采取相應(yīng)補救措施，常見的有如下情況：

(1)壓力驟然下降

宜采用間隔注漿的方法來處理，即停注一段時間后再注。

(2)壓力驟然上升

當(dāng)注漿量相差較大時，宜提高壓力維持一段時間“開塞”，如仍無法進行，應(yīng)采取洗管法清洗注漿管。注漿量相對較少時可停止注漿。

(3)大量冒漿

采用間隔注漿法施工。

4.5 褥墊層施工

(1)需樁底設(shè)置褥墊層的樁，在沖擊鉆孔施工時，當(dāng)鉆孔深度達到設(shè)計要求時，應(yīng)對孔深、孔徑孔形、孔深、成孔豎直度及孔底沉渣厚度進行檢查，確認滿足設(shè)計要求后，請監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，監(jiān)理工程師認可后，立即進行清孔。

(2)褥墊層設(shè)置：

為避免樁身混凝土進入褥墊層，影響褥墊層調(diào)節(jié)沉降能力，需在級配碎石上鋪設(shè)隔離層。

本橋樁基為沖擊鉆成孔，清孔后，先往孔內(nèi)倒60cm厚級配碎石，然后用沖擊鉆的鉆頭下到級配碎石頂面稍加旋轉(zhuǎn)，抹平級配碎石，再向孔內(nèi)倒約20cm小碎石(瓜子片)或粗砂，再用沖擊鉆鉆頭旋轉(zhuǎn)抹平，以小碎石(瓜子片)或粗砂作為隔離層。

如采用人工挖孔成孔的樁基，可在樁底鋪平壓實的級配砂石上鋪設(shè)一層防水卷材，作為隔離層。

(3)褥墊層設(shè)置完成后，樁身按照正常灌注樁施工。

5 結(jié)語

該持力層懸殊的群樁經(jīng)過樁底注漿及褥墊層處理后，對樁基進行檢測，表明樁基承載力達到設(shè)計要求，同時施工期間及施工后的沉降計算及觀測表明，差異沉降量均在規(guī)范的容許范圍內(nèi)，效果明顯。但是，樁底注漿及褥墊層的設(shè)置均通過了專業(yè)計算，樁底巖土體性質(zhì)，注漿形式，褥墊層材質(zhì)的彈性模量及厚度，均對群樁沉降處理效果有較大影響。樁底后注漿和褥墊層綜合應(yīng)用處理群樁持力層懸殊的方案對以后類似問題處理方案選擇提供一種參考。

[1]該書協(xié)作組.巖土注漿理論與工程實例[M].北京：科學(xué)出版社.2001.4

[2]郭建平.注漿技術(shù)簡介及其發(fā)展[J].山西交通科技.2003.10

[3]張有 歐陽永龍.淺議巖土注漿加固技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].中國礦業(yè).2005.6