某地下空間綜合利用工程鉆孔灌注樁后注漿施工工藝及質量控制

陳碩 張華魁 周州

【摘要】隨著我國的快速發展，建筑物規模的不斷擴大，設計采用的鉆孔灌注樁也越來越多，同時對樁基礎的承載力要求越來越高。因此鉆孔灌注樁后注漿工藝對工程建筑就顯得尤為重要，該工藝能顯著提高鉆孔灌注樁豎向承載力，具有優越的經濟合理性和技術可行性，但因后注漿施工工序復雜，且涉及到隱蔽工序較多，施工質量不宜控制。本文結合工程實例對鉆孔灌注樁后注漿施工工藝和質量控制要點進行分析和總結。

【關鍵詞】鉆孔灌注樁;后注漿;施工工藝;質量控制

Abstract： with the rapid development of our country， the scale of buildings has been expanding， and more and more bored piles have been designed and used. At the same time， the bearing capacity of pile foundation has become more and more demanding. Therefore， the grouting process after drilling and pouring piles is particularly important for engineering buildings. This technology can significantly improve the vertical bearing capacity of burrowing piles， which has superior economic rationality and technical feasibility. However， due to the complexity of the grouting construction process， And involves the concealment process more， the construction quality is not suitable to control. This paper analyzes and summarizes the construction technology and quality control points of grouting after bored piles with engineering examples.

Key words： quality control of grouting construction process after bored piles

1、工程概況

1.1工程概況

某地下空間綜合利用工程總建筑面積約9.2萬平方米。開挖深度14.95～16.95米，結構為地下三層，基礎結構形式為樁基礎+筏型基礎，主體結構采用框架結構。本工程內所有樁基均采用鉆孔灌注樁，直徑為800mm，有效樁長36m，總樁數2221根。樁端持力層為第（15）層粉質粘土層，所有樁兼作抗壓樁和抗拔樁，抗壓單樁豎向承載力特征值3300KN，抗拔單樁豎向承載力特征值2100KN。

1.2后注漿設計概況

（1）本工程采用樁端樁側復式注漿，第一注漿面在工程樁樁頂標高下10m，第二注漿面在工程樁樁頂標高下22m，第三注漿面為樁端注漿。

（2）后注漿導管采用Φ32mm、厚3.0mm鋼管與鋼筋籠及加勁鋼筋綁扎固定或焊接，每注漿面沿鋼筋籠圓周對稱設置 2根，共計6根。

（3）注漿水泥采用P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，漿液水灰比根據本場地土的飽和度及滲透性暫定為：0.55。

（4）單樁注漿量根據“《建筑樁基技術規范》6.7.4條”按下式估算：Gc=apd+asnd

ap=1.7? as=0.65? n=2? d=0.8

Gc=2.4t

其中樁端注漿量為1.36t;樁側注漿量為1.04t（以水泥質量計）。

2、后注漿施工工藝

2.1后注漿施工工藝流程

2.2后注漿施工工藝要點

2.2.1注漿管制作

注漿管采用直徑Φ32mm、壁厚3.0mm鋼管。其結構制作共分為三部分，包括端部花管、中部直管和上部帶絲扣的接頭。

花管段直徑采用Φ25 mm或Φ30 mm。花管段必須包裹密實，且使用鐵絲扎緊，防止因混凝土或泥漿進入花管堵塞注漿管。

注漿頭的制作采用打孔包扎法。首先使用鐵錘將鋼管底端砸成尖形開口，然后以鋼管底向上40cm左右進行點焊4排小孔，每排為4個Φ8mm的小孔，然后在每個小孔中放置圖釘，圖釘起到單向閥作用，再用絕緣膠布纏繞包裹，以防小孔因混凝土或化學泥漿進入注漿管，導致注漿管堵塞。

樁側注漿管固定在鋼筋外側，與鋼筋籠主筋使用扎絲綁扎在一塊，隨鋼筋籠一起下孔，注漿管端部采用三通式接頭，接頭與Φ25帶鋼絲注漿軟管連接，繞鋼筋籠外側環形布置，鋼絲注漿軟管每隔20cm進行打孔，打孔后使用膠帶密封，放置滲漏。

2.2.2注漿管安裝

注漿鋼管埋設應豎直，與鋼筋籠主筋綁扎固定，與鋼筋籠一并下孔;每下一節鋼筋籠時注意檢查接頭密封性，以免泥漿或混凝土進入注漿管導致堵管;注漿管應高出自然地面300mm且臨時封閉，樁身空孔部分的注漿管不宜設置接頭。

注漿鋼導管接頭可采用絲扣連接或套管電焊連接，采用套管電焊連接必須連續密閉，焊縫飽滿均勻，焊縫必須飽滿、連續，不得有孔隙、砂眼，每個焊點檢驗合格后方可進行下一道工序。

2.2.3壓漿設備及壓漿管的安裝

高壓壓漿泵系統的選型：

高壓壓漿泵是實施后壓漿的主要設備，高壓壓漿泵采用BW-320型高壓注漿泵，功率30kW，壓漿泵監控壓力表為16MPa抗震壓力表，壓力表標定完成后方可使用。

2.2.4清水開塞

成樁2-5天后，使用高壓水管連接注漿管進行清水開塞，清水開塞壓水量一般控制在0.6m3，壓水壓力不小于8MPa，壓水時間宜為3-5分鐘。開塞采用逐步增壓法，當流量突增，壓力變小時，表示注漿管已開塞。

2.2.5漿液配置

水灰比按設計要求（0.55）。首先計算儲漿桶體積，按照水灰比0.55與儲漿桶體積計算出需要的用水量和水泥量。在儲漿桶外使用皮桿每隔10cm標識出，然后向里加水，計算每加10cm水需要加入的水泥，不斷加入水和水泥的同時不停進行攪拌。

2.2.6注漿

注漿管開塞后應立即開始注漿，原則上開一根注漿管注一根注漿管，不得一次性大面積開塞。注漿宜于成樁2天后且樁身強度達到設計強度的70%后開始，注漿作業離鄰樁成孔點距離不小于8米。壓漿導管與注漿管采用絲扣連接，保證連接密實性，連接完成后開始注漿，注漿采用逐步增壓，當壓力達到設計要求或注漿量滿足要求后視為注漿完成，停止注漿。

注漿采用先外圍，后內部，先樁端、后樁側順序。

2.2.7注漿終止條件

注漿總量和注漿壓力均達到設計要求3MPa;

注漿總量已達到設計要求75%，且注漿壓力超過設計值。

3、后注漿施工過程質量控制

3.1施工準備

對施工作業人員進行技術交底;

進場材料完成復試，檢驗合格后方可使用;

注漿施工前提供水泥材質檢報告、水泥合格證、水泥原材送具有資質的試驗室進行檢測，檢測合格后方可使用，注漿泵壓力表進行標定、試注漿記錄及工藝參數、后注漿施工方案及技術交底、后注漿失敗預案等。

3.2注漿管埋設

注漿管共三個斷面，第一注漿面在工程樁樁頂標高下10m，第二注漿面在工程樁樁頂標高下22m，第三注漿面為樁端注漿;每個斷面均設置兩根注漿管，樁端注漿管放置鋼筋籠內側，剩余四根注漿管放置鋼筋籠外側，與鋼筋籠主筋使用扎絲進行綁扎牢固，壓漿管應沿鋼筋籠圓周對稱設置，注漿管與鋼筋籠一同放置孔內，邊下放鋼筋籠邊接長壓漿管。

3.3漿液拌制控制

水灰比按設計要求（0.55）。首先計算儲漿桶體積，按照水灰比0.55與儲漿桶體積計算出需要的用水量和水泥量。在儲漿桶外使用皮桿每隔10cm標識出，然后向里加水，計算每加10cm水需要加入的水泥，不斷加入水和水泥的同時不停進行攪拌，攪拌時間不少于3min。

3.4過程控制

施工過程中對注漿管原材、注漿管安裝質量應進行檢查驗收;對水灰比、水泥用量、注漿壓力、注漿開始和結束時間等關鍵參數及時記錄。

4、后注漿失敗分析及處理方法

4.1注漿管堵塞

原因分析：

①注漿管連接接頭處理不當，導致接頭處連接不嚴;注漿端頭未封閉密實，導致混凝土等進入注漿管;

②其他因素，如：旋挖鉆機等機械移動對注漿管碾壓，導致樁頂注漿管破壞;注漿管頂部未封閉密實，導致雜物通過樁頂注漿管進入注漿管，導致堵塞等等。

處理方法：

①本工程為三個注漿面，共設置六根注漿管，如遇到注漿管堵塞，及時打開備用注漿管，進行注漿。

②若因機械原因導致樁頂上部注漿管堵塞，可以將工程樁兩側土方向下挖，挖至完整注漿管且注漿管內部疏通為止，然后進行注漿作業。

4.2注漿中斷

原因分析：

①主動中斷，即因施工過程中非因外界因素而導致注漿中斷的現象。如：長時間注漿還未見注漿量的減少且注漿壓力達不到設計要求，地面出現冒漿現象等;

②被動中斷，因設備故障、材料供應不足、停水停電等原因造成的注漿中斷，注漿過程中應盡量避免被動中斷的現象。

處理方法：

對于主動中斷注漿的，應該注漿停止一段時間后重新進行注漿，需將注漿管內漿液使用清水沖洗，沖洗至注漿管底部，然后重新進行注漿。

4.3冒漿

冒漿是指在注漿過程中，水泥漿通過地面冒出地面的一種現場。注漿過程中出現冒漿現象，將注漿改為間歇注漿，即停止一段時間后再進行注漿，如此反復進行間歇注漿，直至達到設計要求注漿量為止。

4.4注漿量達不到設計要求、或注漿壓力達不到結束要求

對此可以采用下列方法進行處理：

①降低注漿壓力，減少注漿量，持續注漿，使漿液填充土壤孔隙，防止串漿。

②調整水泥漿的水灰比，加大水泥用量，在水泥漿內加入外加劑或在水泥漿內摻入水玻璃等，控制漿液的膠凝時間。

③采用間歇注漿的方式進行施工。確定間歇注漿時間，注漿中斷一定時間，使漿液顆粒在土壤內膠凝沉淀，一段時間后再進行注漿，依次進行，達到注漿目的。

結語：

綜上所述，鉆孔灌注樁后注漿技術是一項目前較為推廣的新型施工技術，通過對土體的注漿加固處理增大灌注樁的單樁承載力，從而滿足結構設計承載力要求。長遠來看，此項技術不但可以加快工程實施進度，同時保證質量的基礎上也能產生良好的經濟效益。但由于后注漿施工技術應用所處工程施工環境各不同，同時后注漿施工又處于新技術應用推廣的上升期，許多數據參數及經驗仍需不斷進行完善，從而形成一套完整的施工技術指導體系。本文主要結合工程實例，闡述本工程后注漿施工過程中的施工技術應用及質量控制情況，為今后類似工程后注漿施工積累經驗。

參考文獻：

[1]《建筑地基基礎設計規范》2012年8月.

[2]《建筑基樁檢測技術規范》2014年10月.

[3]《地下防水工程質量驗收規范》2012年10月.

[4]《鄭州市三環快速化工程樁基后注漿設計施工與質量檢驗指導手冊》2012年8月.

[5]《鄭州綜合交通樞紐東部核心區地下空間綜合利用工程B區結構詳圖》2016年9月.