后壓漿技術(shù)在鉆孔灌注樁中的應(yīng)用

劉輝 陳婷

（中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司 蚌埠 233001）

后壓漿技術(shù)在鉆孔灌注樁中的應(yīng)用

劉輝 陳婷

（中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司 蚌埠 233001）

后壓漿技術(shù)是一種簡單易行、施工質(zhì)量容易保證、工藝先進(jìn)的樁基輔助注漿方法，它克服了鉆孔灌注樁普遍存在的沉渣難以清除、質(zhì)量難以保證的難題，不僅大幅提高單樁承載力、減少沉降量，并且縮短了樁長，可節(jié)省人力、物力及資金。

后壓漿 鉆孔灌注樁 承載力

鉆孔灌注樁單樁承載力較高，對地質(zhì)條件的適應(yīng)性較強(qiáng)，在高層建筑及橋墩工程中得到廣泛應(yīng)用。但鉆孔灌注樁在成孔過程中及成孔之后，孔底沉渣及護(hù)壁泥皮不可避免地存在，導(dǎo)致樁體承載力降低。如何提高鉆孔灌注樁的單樁承載力一直是設(shè)計(jì)、施工技術(shù)部門關(guān)注的熱點(diǎn)。

1 后壓漿技術(shù)的研究與應(yīng)用

后壓漿技術(shù)能提高單樁承載力，此技術(shù)廣泛用于生產(chǎn)實(shí)踐。其壓力盒注漿方法是：首先將帶有壓力盒和注漿管的鋼筋籠下入孔內(nèi)，然后澆灌混凝土，再以一定壓力將水泥漿壓入壓力盒，使樁底預(yù)先加載，提高樁底土體強(qiáng)度。其側(cè)壁噴射注漿方法是：將噴嘴側(cè)排壓漿管上，當(dāng)樁身混凝土硬化后，以提高壓力噴射水泥漿液，噴射的水泥漿液在樁身與樁周土體之間起固結(jié)作用。法國曾對注漿對樁體的承載力影響進(jìn)行試驗(yàn)研究，結(jié)論是：樁的極限承載力很大程度上取決于壓力注漿，采用注漿法可使樁的承載力提高一倍以上。

后壓漿技術(shù)在我國的應(yīng)用也取得了很好的效果。武漢地區(qū)首次使用后壓漿技術(shù)是漢正街改造住宅樓工程中，原設(shè)計(jì)為嵌巖樁，樁長46～52m，單樁承載力3500kN，后改用后壓漿技術(shù)，樁長減至38～45m，樁端進(jìn)入中粗砂層。經(jīng)過6組試樁對比：其中三組樁端壓漿，其承載力分別為8900kN（沉降 19.0mm）、9600kN（沉降 16.3mm）、9800kN（沉降14.6mm）；兩組樁端樁側(cè)同時(shí)壓漿，承載力為9800kN（沉降15.0mm）、13800kN（沉降 13.0mm）；一組試樁未壓漿，承載力為5500kN（沉降23.4mm）。效果非常明顯，經(jīng)過后壓漿，所有樁承載力均達(dá)8900kN以上，沉降量不足20mm，大大提高了單樁承載力，并減短了樁長，節(jié)省了大量資金、勞力及機(jī)械消耗。

2 后壓漿提高單樁承載力的機(jī)理分析

后壓漿技術(shù)就是在鉆孔灌注樁成樁之后，在樁側(cè)或樁底壓注水泥漿液，使樁底沉渣隱患得到根除，樁身強(qiáng)度得到補(bǔ)強(qiáng)，樁周土得到密實(shí)，樁身與樁周土體的結(jié)合牢固，從而使鉆孔灌注樁單樁承載力獲得提高的一種科學(xué)先進(jìn)的技術(shù)方法，其主要機(jī)理如下：

在樁底處采用壓密注漿的手段壓注水泥漿液，水泥漿液與樁底沉渣、“虛尖”、“干渣石”相結(jié)合，形成了“混凝土”，消除樁底沉渣的影響，提高樁底混凝土強(qiáng)度。

壓密注漿的效果會(huì)使樁底及樁周土體得到密實(shí)，使土體粘聚力、內(nèi)摩擦角、相對密度、標(biāo)準(zhǔn)貫入度等參數(shù)得以提高，從地基土承載力的公式可知，上述參數(shù)值的提高必然帶來樁的承載力提高，樁體承載時(shí)沉降量大為減低。

漿液在高壓泵作用下滲透至樁底土體內(nèi)，在增加土體強(qiáng)度同時(shí)，在樁底形成一個(gè)擴(kuò)大頭，增加樁底承壓面積；同樣漿液可滲透擠密樁周土體，形成竹節(jié)狀的漿泡，具有竹節(jié)樁的效應(yīng)，提高樁側(cè)摩阻力。

在樁底進(jìn)行高壓注漿，使樁身微微上抬，形成向上的反向預(yù)應(yīng)力將承擔(dān)部分荷載，從而提高樁的承載能力。

在樁側(cè)壓注水泥漿液，漿液充填樁身與樁周土體間的間隙，清除泥皮的影響，使樁身與樁周土粘結(jié)更牢固。

在樁身缺陷部分壓注水泥漿，消除蜂窩、縮徑、斷樁等缺陷，保證樁身混凝土體質(zhì)量，從而保證鉆孔灌注樁的承載能力。

3 后壓漿施工工藝

鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)是為了解決樁端沉渣過厚而導(dǎo)致樁的承載力偏低的問題，其施工工藝和施工設(shè)備如圖1所示：在澆灌樁身混凝土以前，先將底部帶有注漿系統(tǒng)的高壓注漿管（一般為底部開口或側(cè)面帶有孔眼的鋼管）與鋼筋籠綁扎一起，并使注漿管插入軟土（沉渣）中一定的深度（或投入一定高度的碎石）；混凝土澆灌完成后，待樁身強(qiáng)度達(dá)到70%，便可通過注漿管將水泥漿以一定的壓力泵入樁底，泵入的水泥漿在壓力作用下逐漸滲透到樁底松軟土層的孔隙中，甚至還可以被擠壓到原土中一定深度，起到擠壓、填塞樁底軟弱土層、增加端承力的作用，與此同時(shí)，在壓力作用下，水泥漿沿著樁側(cè)，也即樁土交界處向上蔓延滲透，使樁側(cè)摩阻力增大，從而提高單樁承載力。

圖1 后壓漿設(shè)備及壓漿工藝示意圖

3.1 施工設(shè)備

壓漿設(shè)備主要有：高壓注漿泵、水泥攪漿機(jī)、高壓膠管、注漿管、流量計(jì)和壓力表、貯漿桶等。注漿泵多以電動(dòng)式注漿泵為主，如 ZDN-25/80、YSB250/120、HGB型計(jì)量泵、YZB型注漿泵，主要是根據(jù)注漿壓力來選擇確定。

流量計(jì)通常多用雙筆自動(dòng)記錄式電磁流量計(jì)，一支筆記錄瞬時(shí)流量，另一支筆記錄穩(wěn)定注入壓力。注入量可以預(yù)置，當(dāng)要求的進(jìn)漿量達(dá)到預(yù)置數(shù)值時(shí)，可自動(dòng)顯示出累計(jì)流量，并用蜂鳴器報(bào)警。

注漿管的底口和側(cè)面噴嘴，在壓漿前用膠布纏住，以免堵塞。在樁側(cè)分段注漿時(shí)，注漿管內(nèi)須帶有孔內(nèi)注漿分隔器。

3.2 壓漿工藝

壓漿之前，先注高壓水沖破密封膠帶，打通注漿的通路。注水壓力一般為1～3MPa，漿液通路打通后，壓力下降至0.3～1MPa后注入泥漿液。在注漿過程中，注漿壓力由低至高逐漸增加，直達(dá)到設(shè)計(jì)壓力為止。根據(jù)各地地質(zhì)條件及樁身實(shí)際不同，最終灌漿壓力也不同，一般在1～10MPa之間。

水泥漿液按設(shè)計(jì)要求確定，但通常為純水泥漿或者加入一些流動(dòng)性較好的可提高強(qiáng)度的成分。如加入1%～2%的膨潤土，可增加水泥的穩(wěn)定性、防止水泥離析沉淀。壓漿時(shí)漿液是由稀至濃逐漸加級，視吸漿量大小而定，通常的水灰比為 1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1，必要時(shí)可加入少許活性硅粉及高效減水劑。

壓漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：在達(dá)到灌漿設(shè)計(jì)壓力后，以吸漿量的大小作為結(jié)束標(biāo)，即單位時(shí)間內(nèi)單位長度（或單位面積）下進(jìn)漿量小于某一值時(shí)方可終止壓漿。

在樁端和樁側(cè)都需壓漿時(shí)，為保證壓漿效果，宜先進(jìn)行樁側(cè)壓漿，后進(jìn)行樁底壓漿。側(cè)壓漿時(shí)根據(jù)樁深進(jìn)行分段壓漿，分段長度一般不大于5m，多用自下而上的分段壓漿方法。

4 結(jié)論

后壓漿技術(shù)克服了鉆孔灌注樁在采用循環(huán)工藝成孔時(shí)，沉渣難以清除，質(zhì)量難以保證的問題，提高了單樁承載力，減小了樁體沉降。

從理論和技術(shù)角度講，對鉆孔灌注樁進(jìn)行后壓漿處理，可提高其承載力，減少沉降量；所有樁壓漿后形成整片固化體，如同人造基巖，使高層建筑有堅(jiān)實(shí)的支撐依托，可使嵌巖樁成為歷史，大大加快建設(shè)速度，取得較好經(jīng)濟(jì)效果；后壓漿技術(shù)不僅保留了鉆孔灌注樁的優(yōu)點(diǎn)，而且利用預(yù)埋在注漿管上的傳感器進(jìn)行超聲波檢測，查明樁身有無缺陷及缺陷位置，實(shí)現(xiàn)樁基信息化施工，提高超深鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量。

總之，后壓漿技術(shù)簡單易行、施工質(zhì)量容易保證，經(jīng)濟(jì)效益顯著，如進(jìn)一步完善工藝，深化設(shè)計(jì)，將有不可估量的開發(fā)和應(yīng)用前景