淺談后注漿法在鉆孔灌注樁施工中的應(yīng)用

李書(shū)東

（廣西金利建設(shè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530000）

鉆孔灌注樁，因具備施工簡(jiǎn)單、對(duì)地層適應(yīng)性強(qiáng)、造價(jià)經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)得以廣泛應(yīng)用。但隨著我國(guó)城市建筑的不斷發(fā)展，對(duì)樁基礎(chǔ)的承載力提出了更高的要求，這在一定程度上提高了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，如因孔底沉渣難處理干凈而降低端阻；因泥漿護(hù)壁而降低側(cè)阻；泥漿護(hù)壁及清孔不徹底，常在樁周及樁底形成軟弱層等，這些都直接影響了鉆孔灌注樁的承載力。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)可很好的解決鉆孔灌注樁施工工藝本身的缺陷，并提高樁的承載力。因此，本文將重點(diǎn)談?wù)労髩簼{法在鉆孔灌注樁施工中的應(yīng)用。

1 后注漿法的概念

鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)是指樁身砼達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，通過(guò)預(yù)置于樁底或樁側(cè)中的壓漿管道，用高壓泵將特殊配方的水泥漿（或其他化學(xué)漿液如硅酸鹽）壓入樁周或樁端土層中，使樁底沉渣及樁周土間的泥皮隱患、施工樁孔時(shí)樁端受到擾動(dòng)的持力層得到有效的加固或壓密，從而提高鉆孔灌注樁的單樁承載力。其使用范圍主要為樁底，后注漿技術(shù)對(duì)持力層為卵礫石層最為有效，其注漿后比注漿前單樁豎向極限承載力可提高30 %以上；粉砂土持力層亦有效，黏土持力層主要對(duì)沉渣和泥皮固結(jié)有效，也能對(duì)群樁的變形進(jìn)行控制。常見(jiàn)的注漿方式分為：樁端注漿、樁側(cè)注漿及樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿。

2 后注漿法的機(jī)理

2.1 樁端注漿

樁端壓漿，即在樁端壓注水泥漿液，漿液首先滲透到最疏松的樁端沉渣間隙中，與沉渣相結(jié)合，凝結(jié)成一個(gè)強(qiáng)度高、化學(xué)性能穩(wěn)定的水泥結(jié)塊，能消除孔底沉渣的不良影響；在粘性土、粉土、粉細(xì)砂中進(jìn)行樁端注漿時(shí)，若漿液壓力達(dá)到劈裂壓力，則土體產(chǎn)生劈裂破壞，漿體沿劈裂縫隙滲入土體填充空隙，并擠密樁側(cè)土，促使土體固結(jié)成水泥復(fù)合體，從而提高注漿區(qū)的土體強(qiáng)度及樁端阻力；水泥漿液進(jìn)一步向樁端持力層中滲透、擠密、填充及固結(jié)，大幅度地提高持力層的強(qiáng)度和變形模量，并在樁端形成擴(kuò)大頭，增大了樁端的承壓面積，提高了鉆孔灌注樁的樁端承載力；對(duì)于泥漿護(hù)壁灌注樁，注入樁端的漿液，在壓力作用下，會(huì)沿著樁土間泥皮上滲到樁端以上一定高度范圍內(nèi)，膠結(jié)泥皮，并充填樁身與樁周土體間的間縫，漿液固結(jié)后調(diào)動(dòng)起更大范圍內(nèi)的樁周土體參與樁的承載，提高樁側(cè)磨阻力；在注漿壓力作用下，樁端注漿擴(kuò)散滲透到地基土一定范圍，使樁端地基土壓縮變形部分在施工期內(nèi)完成，減少日后使用期的豎向壓縮變形。

2.2 樁側(cè)注漿

樁側(cè)壓漿可以破壞和消除泥皮，充填樁側(cè)的間隙，提高樁側(cè)混凝土與周?chē)馏w間的粘結(jié)力，消除樁側(cè)泥皮存在對(duì)樁側(cè)摩阻力的影響，從而提高樁基承載力。當(dāng)漿液壓力很大時(shí)，漿液可滲透到土體中，與樁側(cè)土體結(jié)合，相當(dāng)于增大了樁徑，從而也能提高單樁承載力。

2.3 樁側(cè)樁端聯(lián)合注漿技術(shù)

樁側(cè)樁端聯(lián)合注漿，即對(duì)同一根樁同時(shí)采用樁端注漿和樁側(cè)注漿，以提高承載力。其注漿效果優(yōu)于樁端與樁側(cè)分別注漿的樁，可獲得更大的極限承載力；其注漿順序，宜先自上而下逐段進(jìn)行樁側(cè)注漿，最后進(jìn)行樁端注漿。但由于此技術(shù)含量要求較高，因此在選用此注漿法施工時(shí)應(yīng)慎重。

3 后注漿法在鉆孔灌注樁施工中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 壓漿管

壓漿管宜用直徑為25 mm的鍍鋅鋼管或黑鐵管制成，接頭采用絲扣連接，兩端采用生膠帶封嚴(yán)。對(duì)于超長(zhǎng)樁，考慮到管內(nèi)摩阻力對(duì)壓力的影響，黑鐵管直徑可為30 mm或38 mm，分別置于鋼筋籠兩側(cè)，壓漿管應(yīng)進(jìn)入沉渣或樁尖土300 mm～400 mm。壓漿管在最下部20 cm制作成壓漿花管，為防止樁身混凝土漿液堵塞壓漿管，在放壓漿管之前應(yīng)采用生膠帶、橡膠帶密封。

在壓漿管的布置上，可將2 根壓漿管對(duì)稱綁在鋼筋籠外側(cè)，待成孔后清孔、提鉆，下鋼筋籠時(shí)，可將其與鋼筋籠一起吊放；下放中，鋼筋籠不得扭曲，以免造成壓漿管在絲扣連接處松動(dòng)；當(dāng)鋼筋籠下到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)將注漿管頂部用堵頭密封，防灌注混凝土?xí)r砂漿等物堵塞注漿管。

3.2 壓水試驗(yàn)

成樁后至注漿實(shí)施前，應(yīng)先通過(guò)壓水試驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)樁底樁側(cè)的可灌性，探明并疏通注漿通道，檢查注體是否串氣等，提高樁底樁側(cè)可灌性。一般情況下，壓水宜按2級(jí)～3級(jí)壓力順次逐級(jí)進(jìn)行，并要求有一定的壓水時(shí)間與壓水量，壓水量一般控制在0.6 m3左右。

3.3 最佳注漿時(shí)間

注漿施工宜在成樁后1周～3周內(nèi)進(jìn)行。注漿過(guò)早，會(huì)導(dǎo)致因樁側(cè)阻力溢出地面；注漿過(guò)晚，可能難以形成混凝土注漿通道，導(dǎo)致漿液向遠(yuǎn)方流失，從而使樁中心形成低強(qiáng)度區(qū)。

3.4 注漿壓力

注漿壓力與地質(zhì)的滲透性、漿液濃度有關(guān)。當(dāng)樁底樁側(cè)的可灌性好，注漿壓力低；若可灌性較差，注漿壓力則高。由于灌漿的擴(kuò)散半徑與灌漿壓力的大小密切相關(guān)，因此在灌漿時(shí)一般采用“一次升壓法”和“分級(jí)升壓法”?！耙淮紊龎悍ā?，即當(dāng)正常壓力下注入速度緩慢時(shí)，可提高壓力盡量使一些細(xì)小的裂隙不致在低壓下提前被封堵，可較多地灌入一些漿液；“分級(jí)升壓法”，即在正常壓力下就很容易將漿液較輕松地壓入時(shí)，說(shuō)明巖層吸漿量大，這時(shí)可改用較低一級(jí)的壓力進(jìn)行注漿，于吸漿量逐漸減少時(shí)，再加一級(jí)壓力，如此反復(fù)升高壓力，直至達(dá)到規(guī)定的壓力。但在灌注時(shí)，一定要控制好注漿壓力，避免因注漿壓力過(guò)小，對(duì)樁端土、樁周土加固范圍滲入充填強(qiáng)度、深度小，加固作用小；注漿壓力過(guò)大，則有可能損壞注漿管。

3.5 注漿部位

出漿口以單向截流閥為佳。在樁底注漿，出漿口宜埋入樁底以下土中的一定深度，一方面可避免出漿口被水泥漿包住，同時(shí)也可以讓水泥漿充分加固樁底沉渣或虛土。對(duì)于樁側(cè)注漿，出漿口宜選在砂性土層，因?yàn)樵谠撏翆訕兜哪ψ枇p失最大，對(duì)該部位進(jìn)行加固效果最好。

3.6 注漿濃度

在樁底樁側(cè)注漿的不同階段，調(diào)配不同濃度的注漿漿液，并采用相應(yīng)的注漿壓力。漿液的濃度控制原則一般為：先稀后濃。先灌注稀漿的目的在于稀漿的流動(dòng)性好，裂隙無(wú)論寬窄，均易進(jìn)漿，先將細(xì)縫填灌充實(shí)，而后漿液再逐級(jí)變濃，使中等或較大的裂隙也得到充實(shí)。另外，為增加漿液的流動(dòng)性，可加入適量的木鈣等減水劑，同時(shí)也可加入少量的漿液懸浮穩(wěn)定劑，提高漿液的結(jié)石率。一般情況下，常使用3個(gè)級(jí)別的水灰比。

3.7 注漿材料和注漿量

注漿漿液采用水泥漿，水泥品種為425普通硅酸鹽水泥。

合理的注漿量應(yīng)由樁端樁側(cè)土層類別與狀態(tài)，樁徑、樁長(zhǎng)和承載力注漿后的增幅等諸因素來(lái)確定。在注漿實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)對(duì)注漿壓力、漿液濃度、注漿方法等諸因素的調(diào)控，將所需注漿量灌注到設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，一般漿液濃度和注漿量大，注漿壓力高，加固效果就好。

3.8 注漿節(jié)奏

注漿節(jié)奏，即為了使有限漿液盡可能充填并滯留在樁底樁側(cè)有效空間范圍內(nèi)，在注漿過(guò)程中實(shí)行間歇注漿。間歇時(shí)間的長(zhǎng)短需依據(jù)壓水試驗(yàn)結(jié)果而定，并在施注過(guò)程中依據(jù)注漿壓力的變化，判斷樁底樁側(cè)可灌性現(xiàn)狀加以調(diào)節(jié)。需注意的是，一定要掌握好間歇注漿的節(jié)奏，避免因間歇停注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而出現(xiàn)通道堵塞等情況。

4 后注漿技術(shù)的合格檢測(cè)

（1）樁端和樁側(cè)的注漿量應(yīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)值。

（2）樁端、樁側(cè)壓漿量不少于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的60 %，而壓漿泵壓力達(dá)到35 MPa時(shí)亦可視為合格，可結(jié)束壓漿工作。

（3）能否進(jìn)入持力層是鉆孔灌注樁能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵，因此，在施工完畢后，應(yīng)對(duì)鉆孔的成孔質(zhì)量和混凝土鉆孔灌注樁的完整性全部進(jìn)行檢測(cè)； 基樁高應(yīng)變承載力的檢測(cè)數(shù)量不應(yīng)少于20 %；當(dāng)抽測(cè)承載力不合格的樁數(shù)超過(guò)30 %時(shí)，應(yīng)加倍重新抽測(cè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，后注漿技術(shù)在鉆孔灌注樁的應(yīng)用，不僅可以克服鉆孔灌注樁自身的缺點(diǎn)，使樁底、樁側(cè)土體得到加固，從而提高鉆孔灌注樁垂直承載力及減小承載力離散性；其在提高樁的極限承載力的同時(shí)，還可減少樁數(shù)、樁徑、樁長(zhǎng)、縮短工期、節(jié)省投資，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。但要注意的是，因后注漿法是一種新工藝，其技術(shù)含量要求非常高，這就需要在施工中要工藝合理、措施得當(dāng)、管理嚴(yán)格、施工精心，只有這樣才能得到預(yù)期的效果。而且在選擇何種方式進(jìn)行后注漿的問(wèn)題上，更應(yīng)慎重。