淺析鉆孔灌注樁樁底后壓漿技術(shù)與應(yīng)用

劉　彬

[摘要]從工作機(jī)理、施工工藝、樁基實(shí)例、承載性能測(cè)試及機(jī)制分析幾個(gè)方面對(duì)灌注樁后壓漿技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)介紹和分析，從而得出該技術(shù)能很好地解決鉆孔灌注樁施工工藝本身存在著樁的缺陷，提高樁的承載力，并能夠節(jié)省工程成本。

[關(guān)鍵詞]鉆孔灌注樁 樁基礎(chǔ) 承載力 施工工藝

中圖分類號(hào)：TB1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0310083－01

隨著我國(guó)城市建設(shè)的不斷發(fā)展，樁基礎(chǔ)已日益成為地基上工業(yè)建筑、高層樓宇、橋梁碼頭、重型儲(chǔ)倉(cāng)等工程常用的一種深基礎(chǔ)形式，常用的樁基型式有預(yù)制鋼筋砼樁、砼灌注樁和鋼管樁等，因此對(duì)樁基礎(chǔ)的承載力提出了更高的要求。一般方法是加大加深樁身，然而這將大大提高單樁的成本和施工難度。同時(shí)由于鉆孔灌注樁施工工藝本身存在樁的缺陷，尤其是灌注樁樁底存在的沉渣很大程度上影響著樁的承載力。灌注樁后壓漿技術(shù)很好地解決鉆孔灌注樁施工工藝本身存在著樁的缺陷，并提高了樁的承載力。

灌注樁后壓漿技術(shù)是鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)主要有樁端后壓漿和樁周后壓漿兩類。所謂后壓漿，就是在鉆孔灌注樁成樁后，通過(guò)預(yù)埋于樁端或樁側(cè)的壓漿器向樁端或樁側(cè)高壓注入特殊配方的水泥漿液，在軟土地基條件下，改善鉆孔灌注樁成樁工藝，以提高樁的承載力、減少工程沉降量。

一、灌注樁后壓漿技術(shù)主要工作機(jī)理

１.高壓注入的漿液在樁周土中滲透至一定程度后，剩余漿液沿樁周孔壁上返，從而彌補(bǔ)、填充成樁中留下的缺陷，以提高樁身質(zhì)量。

２.后壓漿液可改善和根除循環(huán)介質(zhì)形成的樁與樁周土間的泥皮和孔底沉渣，密實(shí)樁周土體，恢復(fù)被擾動(dòng)和軟化的松散土體強(qiáng)度和內(nèi)聚力，這是后壓漿技術(shù)提高鉆孔灌注樁效能最主要的機(jī)理。因后壓漿可使?jié){液顆粒填充至土顆粒間孔隙中，從而改變樁間土的孔隙度和飽和度，增強(qiáng)土的物理性能。且漿液的滲入可使土顆粒間的膠結(jié)力明顯增強(qiáng)，加強(qiáng)了土體的粒狀骨架，使土體具備更堅(jiān)實(shí)的結(jié)構(gòu)，并且樁端可形成一定的擴(kuò)大頭，可改善樁的工作狀態(tài)，提高鉆孔灌注樁的承載力，降低沉降量。

后壓漿技術(shù)除可提高樁基承載能力、降低工程沉降外，在普通鉆孔灌注樁試樁結(jié)果達(dá)不到要求時(shí)，后壓漿可作為一項(xiàng)行之有效的補(bǔ)救措施。如預(yù)埋壓漿管于樁內(nèi)，當(dāng)灌注樁試成孔或試樁結(jié)果不理想時(shí)，可再壓漿以提高樁的承載力。又如當(dāng)已完工的灌注樁試樁結(jié)果不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可于成樁側(cè)打入壓漿管進(jìn)行壓漿，以提高承載力。

二、灌注樁后壓漿施工工藝

（一）灌漿設(shè)備及灌漿管的安裝

灌漿設(shè)備由配置篩網(wǎng)的貯漿斗、高壓灌漿泵、高壓膠管及預(yù)埋在樁中的灌漿管組成。根據(jù)理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可計(jì)算出泵的型號(hào)，壓力、排量、壓注時(shí)間是三個(gè)重要參數(shù)。預(yù)埋在樁中的灌漿管為DN20鍍鋅鋼管，管間用管箍連結(jié)，要求在管接頭處于承壓條件下不允許滲水滲漿。注漿管總長(zhǎng)度為漿樁長(zhǎng)與空樁長(zhǎng)加1m，注漿管對(duì)稱布置貼緊在鋼筋籠內(nèi)側(cè)，隔一段距離與鋼筋籠固定一次。注漿管在樁底設(shè)置灌漿腔，只許漿腔外噴，不許雜物進(jìn)入。地上設(shè)置止?jié){閥與高壓膠管連接，高壓膠管兩端分別與泵及灌漿管連接。

（二）漿液

采用礦渣水泥與水?dāng)嚢柚瞥伤酀{液，水灰比1:0.6，平均單樁注漿量、水泥用量根據(jù)具體工程特點(diǎn)確定。

（三）開(kāi)塞

注漿前，為了使整個(gè)灌漿路線暢通，應(yīng)先用壓力水開(kāi)塞，開(kāi)塞的時(shí)機(jī)為樁身混凝土初凝后、終凝前，用高壓水沖開(kāi)出漿口的密封裝置及樁側(cè)混凝土。開(kāi)塞應(yīng)采用逐步升壓法，當(dāng)壓力驟降，流量突增時(shí)，表明通道已開(kāi)通，立即停機(jī)，防止大量水涌入地下。

（四）灌漿

開(kāi)塞后應(yīng)立即進(jìn)行灌漿，原則上開(kāi)一管灌一管，不允許普遍開(kāi)塞。灌漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，壓力采用由小到大逐級(jí)增加的原則。

三、樁基試樁實(shí)例

東方豪庭項(xiàng)目位于天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)高檔住宅，地上28層，地下一層。剪力墻結(jié)構(gòu)，

樁基方案比較：

擠擴(kuò)樁方案考慮承力盤(pán)分別設(shè)置在粉土(4e)層和粉沙層(6b)。通過(guò)廣泛咨詢有關(guān)專家意見(jiàn)后，我們認(rèn)為這種土層中擠擴(kuò)盤(pán)的成型質(zhì)量波動(dòng)較大，容易產(chǎn)生塌孔現(xiàn)象；按照天津標(biāo)準(zhǔn)《擠擴(kuò)灌注樁技術(shù)規(guī)程》估算后發(fā)現(xiàn)，3個(gè)承力盤(pán)的端阻力貢獻(xiàn)之和高達(dá)40%Ra，樁端的貢獻(xiàn)為10%Ra，樁身側(cè)阻力貢獻(xiàn)之和為50%Ra?？紤]該場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土的強(qiáng)侵蝕性環(huán)境，且承力盤(pán)的上部多為臨空面，水下灌注混凝土的密實(shí)性又較差，一旦承力盤(pán)尖角部位的混凝土受到侵蝕性破壞，將會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)期望的基樁承載力嚴(yán)重不足，建筑的沉降將會(huì)失去控制，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)安全度造成影響。用為Φ800mm×40m的后壓漿鉆孔灌注樁，Quk=6200×1.3×800/1000=6400KN>6200

KN，照樣可以滿足設(shè)計(jì)期望的基樁承載力要求。1.3為后壓漿技術(shù)的最少承載力貢獻(xiàn)系數(shù)，采用后壓漿技術(shù)每樁混凝土增量約為6m3，后壓漿灌注樁在天津地區(qū)應(yīng)用有十幾年歷史，而且質(zhì)量的可信度很高，施工容易操作，整個(gè)樁體無(wú)明顯薄弱面，因而能保證施工質(zhì)量，確保結(jié)構(gòu)安全度。

四、承載性能測(cè)試及機(jī)制分析

1．用低應(yīng)變反射波測(cè)試，可以了解樁身完整性，同時(shí)了解樁底的沉渣情況。在實(shí)測(cè)中當(dāng)樁底的沉渣多時(shí)，動(dòng)測(cè)波形中可明顯見(jiàn)到樁底反射，注漿后再進(jìn)行動(dòng)測(cè)時(shí)，樁底反射已基本見(jiàn)不到，說(shuō)明在樁底注漿后，由于樁底沉渣中的孔隙部分被漿液所充填，散粒被膠結(jié)，土體強(qiáng)度和變形模量大幅度地提高，其ρ和V均與混凝土樁相接近，反射系數(shù)較小，動(dòng)測(cè)波形圖中反射曲線趨近于零。

2．通過(guò)對(duì)試樁的靜載試驗(yàn)（分注漿前和注漿后兩次進(jìn)行），實(shí)測(cè)Q-S曲線，注漿前、后，樁的沉降及極限承載力均有明顯改善。

采用后壓漿工法對(duì)提高基樁豎向承載力的效果是顯著的。提高幅度與采用的工藝參數(shù)、方法、持力地層條件及樁的長(zhǎng)度（入土深度）等因素有關(guān)。由于樁端持力層的壓力注漿，在樁底和樁周形成砂卵石土漿倉(cāng)，并與樁身端部膠結(jié)成整體，可視為改變樁型形成了擴(kuò)底樁。因此，注漿后提高了樁土的承載能力，增強(qiáng)了樁端持力層的剛度。由于東方豪庭項(xiàng)目采用后壓漿技術(shù)后，經(jīng)試驗(yàn)取得成功，單樁承載力至少提高30%-40％，成本可降低15%-20％，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。同時(shí)速度快，縮短了施工工期，能盡早發(fā)揮其使用功能，及時(shí)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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