四川首例后注漿鉆孔灌注樁工程探討

李衛(wèi)華 徐可 劉建偉

中國水電基礎(chǔ)局有限公司 天津 301700

1 工程概況

南充某項(xiàng)目是在四川首次采用該技術(shù)的工程。該項(xiàng)目部分樓盤建筑在河道回填區(qū)，回填層最厚達(dá)20m；基礎(chǔ)采用板筏和灌注樁，成樁后采用注漿法對樁底、樁周接觸帶進(jìn)行處理，以增加承載力。工程區(qū)地質(zhì)情況自上而下分述如下：①回填層：主要由黏性土、泥巖碎塊石等組成，混有塊石；塊石含量約15%～45%，粒徑約為20mm～750mm，個(gè)別粒徑超過1m，鉆探揭露厚度15.0～20.40m。②粉質(zhì)黏土層：呈可塑狀態(tài)，干強(qiáng)度中等，韌性中等。鉆探揭露厚度1.20～11.20m，平均厚度4.91m；層頂深度0.00～18.90m，層底深度1.60～24.00m。③粉土層：濕，稍密，干強(qiáng)度低，韌性差，鉆進(jìn)過程中有塌孔現(xiàn)象；鉆探揭露厚度1.20～6.70m，平均厚度3.02m；層頂深度2.70～24.00m，層底深度5.50～26.30m。④基巖：泥巖，主要成分為黏土礦物，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造；強(qiáng)風(fēng)化帶巖層裂隙發(fā)育，巖芯破碎，呈薄餅狀，巖質(zhì)軟，厚度4.10m～5.90m。泥巖之下中風(fēng)化帶巖層裂隙較發(fā)育，巖芯較完整，呈短柱、長柱狀，巖質(zhì)較硬[1]。

2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)要點(diǎn)

項(xiàng)目特殊之處有兩點(diǎn)，一是上覆土較新較厚，最厚的地方達(dá)20米；二是樁端持力層初定為泥巖，該層巖質(zhì)軟，黏土含量高。單樁承載力特征值的設(shè)計(jì)需求為5000kN，因?yàn)樵诋?dāng)?shù)貨]有經(jīng)驗(yàn)，需要通過工藝性試驗(yàn)來確定各種參數(shù)。試驗(yàn)樁樁徑1.0米，樁長30米，樁端入巖3.0米。在試驗(yàn)樁模型中，樁頂以下20米范圍為新填土，該層土尚未完成固結(jié)，在實(shí)際應(yīng)用中將產(chǎn)生負(fù)摩阻力，因此樁側(cè)注漿孔應(yīng)低于該層土的層底，這樣能達(dá)到使用最少的漿液達(dá)到最大的側(cè)摩阻力。在實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)立一道樁側(cè)灌漿孔，位于樁底以上8米處。樁側(cè)設(shè)2根注漿管（其中1根備用），長度為距樁頂22m；樁端設(shè)2根注漿管，長度為樁頂至樁底，沿鋼筋籠圓周對稱設(shè)置[2]。4根試驗(yàn)樁基本情況如下：

表1 試驗(yàn)樁基本情況

試驗(yàn)完成后檢查結(jié)果表明：樁身完整密實(shí)，混凝土與基巖結(jié)合緊密。經(jīng)試驗(yàn)確定的注漿壓力為：終止注漿壓力樁側(cè)不小于1.5MPa，樁端不小于3MPa；注漿量樁側(cè)700kg，樁端1500kg。

3 后注漿主要注意事項(xiàng)

第一，注漿管單向閥的制作與安裝。在注漿管底部設(shè)置單向注漿閥。注漿閥花管管徑與連接注漿管的套管一致，高度60cm，開孔孔徑8mm，沿軸向間距10～15cm，梅花形布置，共布置4排，每排4個(gè)孔。將管內(nèi)鐵屑清除干凈后，在開孔處加圖釘，然后用防水膠布、橡皮等嚴(yán)密包裹注漿管，以防止樁身混凝土水泥漿堵塞注漿管。管閥底口采用厚度不小于8mm的鋼板焊接封堵。第二，后注漿施工要求。注漿作業(yè)點(diǎn)與成孔、成樁作業(yè)點(diǎn)之間的距離不小于10m，且該區(qū)范圍內(nèi)的混凝土灌注完成時(shí)間在2天以上。注漿順序?yàn)橄葮秱?cè)注漿，后樁端注漿，樁側(cè)樁端注漿間隔時(shí)間不宜少于2h；樁端2根注漿管如一根管注漿已達(dá)到設(shè)計(jì)量，則另一根可不再注漿。群樁注漿先外圍后內(nèi)部。第三，壓力注漿。確認(rèn)注漿管路暢通后即可開始壓力注漿。除粉土層外，其他地層正式注漿前采用2:1的稀漿初灌。灌漿壓力無明顯升高，灌入量達(dá)到200L后即可開始灌注標(biāo)準(zhǔn)漿液；達(dá)到以下條件之一時(shí)，注漿可結(jié)束：①注漿總量及注漿壓力均達(dá)到設(shè)計(jì)值；②注漿總量達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%，且注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值的120%，并維持5min以上。

4 工程難點(diǎn)及對策

本工程鉆孔灌注樁施工過程中也遇到些難點(diǎn)：①在回填層內(nèi)鉆孔容易漏漿、塌孔，特別是回填層與原始地層交界的部位和大量塊石架空的部位；②在泥巖內(nèi)鉆進(jìn)時(shí)出現(xiàn)鉆具打滑、吸鉆、糊鉆等情況，造成工效降低；③孔底沉渣厚度需控制在5cm范圍內(nèi)，施工技術(shù)質(zhì)量要求較高。

針對施工難點(diǎn)采取的主要措施是：①使用正電膠改善泥漿的固壁性能；對易塌孔的部位先使用沖擊鉆機(jī)穿透架空層，用沖擊鉆鉆頭將地層擠密后再使用旋挖鉆機(jī)施工。②在泥巖中鉆進(jìn)時(shí)，一方面采用高速切削方式鉆進(jìn)；二方面優(yōu)化鉆齒的長度、角度和布置，減少鉆頭底刃的接觸面積，增加切削能力。③采用旋挖鉆機(jī)初步清底后，再用氣舉反循環(huán)法徹底清孔的工藝可保證沉渣厚度符合設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)束語

實(shí)踐證明，旋挖和灌注樁后注漿兩項(xiàng)先進(jìn)工藝相結(jié)合具有明顯的優(yōu)勢；首次在南充地區(qū)回填架空地層中應(yīng)用取得了良好的效果，既加快了施工進(jìn)度，又保證了工程質(zhì)量，使灌注樁的施工達(dá)到了新的水平，為灌注樁施工新技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。泥巖作為持力層有很強(qiáng)的可灌性，且可使灌注樁的承載力得到提升，為該地區(qū)的樁基施工提供了更多的選擇依據(jù)。