灌注樁后壓漿技術(shù)的機理與應(yīng)用研究

孫建利

（浙江有色建設(shè)工程有限公司，浙江 紹興 312000）

1 引言

為提高鉆孔灌注樁的垂直承載力，國內(nèi)外廣大工程技術(shù)人員曾采用過許多方法，后注漿法就是其中較常用且有效的一種。所謂后注漿，就是在成樁后在樁身砼達到一定強度時，通過預(yù)埋管道用高壓泵向樁的某些部位灌注水泥漿，提高局部位置的土體強度。目前后注漿有以下幾種工藝[1]：

（1）在孔底設(shè)置注漿室。采用該工藝時鋼筋籠需下到樁底。該方法工藝復(fù)雜，成本高，國內(nèi)很少使用。

（2）灌注樁成孔后,在孔內(nèi)設(shè)置注漿管，注漿管的下端設(shè)出漿口，并用膠帶或塑料膜包住。出漿口的位置高出孔底30～50cm。灌注砼前先往孔底倒入碎石或塊石，使出漿口埋入碎石或塊石內(nèi)，然后再進行砼灌筑。該方法主要用于樁底加固，在國內(nèi)已有過多次實驗或使用，但由于工藝過于簡單，容易發(fā)生出漿口堵塞導(dǎo)致注漿失敗。

（3）將注漿管固定在鋼筋籠上（鋼管或黑鐵管），出漿口采用單向截流閥并壓入樁底土中30～50cm。由于采用單向截流閥，在進行樁身砼澆注時漿液不會灌入閥內(nèi)，注漿時漿液也不會回流。該工藝由于采用單向截流閥作出漿口，注漿成功率可達97%以上，且壓力相對穩(wěn)定，注漿效果顯著[2]。

2 鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)的作用機理

2.1 改善了樁與樁底及樁周土體的咬合性能。普通鉆孔灌注樁鉆孔取土的過程，也正是樁周及樁底土體應(yīng)力釋放的過程，這一施工工序降低了樁與土體的摩擦力和端承力，這也正是普通灌注樁承載力低的主要原因，而樁底壓漿的鉆孔灌注樁，利用樁身自重使樁身周邊及樁底的土體得到預(yù)壓，回到或接近它原有的應(yīng)力狀態(tài)，從而大大改善了樁與土體的咬合性能。

2.2 較好地處理了樁底沉渣。長期以來，普通鉆孔灌注樁樁底沉渣量較大（一般厚達100～500mm），且難以檢測和處理，也正是之一原因制約了灌注樁的應(yīng)用，而采用孔底壓漿技術(shù)，能有效地清理孔底沉渣或?qū)ζ溥M行機密加固處理（見下圖3、4）

2.3 樁周泥皮及縫隙得到了處理。由于采用泥漿護壁工藝，在樁與樁周土之間，不可避免地存在著一層泥皮并有縫隙（見下圖1）。這大大減小了樁與樁周土體的摩擦力。采用孔底壓漿技術(shù)，漿液由樁底進入樁周縫隙，使樁周泥皮得到了預(yù)壓處理，改變了樁與樁周土之間的摩擦系數(shù)，圖高了樁的承載力。

2.4 對持力層起到了加固作用。樁底的壓力注漿，漿液沿持力層的孔隙，由樁底向其周圍輻射，取代原孔隙中的地下水（見下圖4），使樁基矗立在由漿液貫通而形成一體的堅固持力盤上，從而起到了加固持力層的作用。

3 樁后壓漿技術(shù)特點

相比較傳統(tǒng)常規(guī)鉆孔灌注樁的施工方法，采用樁后壓漿技術(shù)有以下優(yōu)點：（1）保留灌注樁的各種優(yōu)點；（2）采用樁端壓力壓漿工藝，可改變樁端虛土（包括孔底擾動土、孔底沉淀土、孔口與孔壁回落土等）的組成結(jié)構(gòu)，形成水泥擴大樁頭，可以解決普通灌注樁樁端有虛土這一技術(shù)難題。（3）采用樁側(cè)壓力壓漿工藝，可破壞樁土之間的泥皮，改善樁周土的物理力學(xué)性質(zhì)，從而大幅度提高樁側(cè)摩阻力；（4）壓力壓漿時，可測試壓漿量、壓漿壓力和樁頂上抬量等參數(shù)，既能進行壓漿樁的質(zhì)量管理，又能預(yù)估單樁承載力；（5）施工方法靈活，壓漿設(shè)備簡單，適應(yīng)性廣，便于普及。

樁后壓漿技術(shù)可靠，經(jīng)濟上合理，可以進一步在鉆孔樁施工中推廣使用。

4 關(guān)于后注漿法施工中的幾個問題

4.1 壓漿管和出漿口

實踐表明:壓漿管宜用鍍鋅鋼管或黑鐵管,直徑可采用Φ2.5cm或Φ3.0cm。對于超長樁，考慮到管內(nèi)摩阻力對壓力的影響，可考慮采用Φ3.0cm或Φ3.8cm。出漿閥以單向截流閥為佳,實踐證明采用該出漿閥后注漿成功率達96%以上[3,4]。

4.2 注漿壓力、速度

從理論上講，只要漿液能注入土中，易用低壓、慢速注漿，這樣可以讓漿液在樁底或樁側(cè)較均勻滲透和緩慢刺入，以得到最佳加固效果。

4.3 注漿部位

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,同時也可以讓水泥漿充分加固樁底沉渣或虛土。對于樁側(cè)注漿，出漿口宜選在砂性土層，因為在該土層樁的摩阻力損失最大，對該部位進行加固效果最好。

5 工程應(yīng)用

環(huán)球紐約國際中心是紹興市重點工程，上部42層，下部地下室為三層，主樓中設(shè)計單樁豎向承載力特征值為4500KN。其地層上部主要由沖海積粘土、淤質(zhì)類土組成；下部為坡積粉質(zhì)粘土層，基底巖性為侏羅紀(jì)熔結(jié)凝灰?guī)r。設(shè)計采用ф800的鉆孔灌注樁。由于開挖深度較深，其有效樁長較短，根據(jù)勘察報告中的估算，ф800的鉆孔灌注樁的單樁豎向承載力特征值約為3500~3800KN，達不到設(shè)計要求。

設(shè)計采用后壓漿技術(shù)，并經(jīng)過試樁來確定二者的單樁承載力特征值（135#樁采用后壓漿技術(shù)，276#樁未采用后壓漿技術(shù)，為普通的鉆孔灌注樁）。通過靜載荷試驗對比：經(jīng)過后壓漿技術(shù)處理的135#樁，其單樁豎向承載力特征值為5102KN；而未經(jīng)過后壓漿技術(shù)處理的276#樁，其單樁豎向承載力特征值為3625KN。由此可見：經(jīng)過后壓漿技術(shù)處理的鉆孔灌注樁其單樁承載力特征值有了大大的提高。采用樁后壓漿技術(shù)，可使樁基沉降大幅度減少。本次試驗顯示，不壓漿試樁加載至8000？KN時，樁底位移為33.45mm，而后壓漿試樁加載至12000？KN時，樁底位移僅為6.76mm，表明壓漿樁在承受更大荷載的情況下，沉降遠(yuǎn)小于不壓漿樁。因此，采用樁后壓漿可以有效控制高層建筑、橋梁樁基礎(chǔ)的工后沉降，這對于工后沉降要求很高的高層建筑、客用專線及高速鐵路有非常大的利用價值。

結(jié)語

樁端壓漿的鉆孔灌注樁噪音低，既滿足了設(shè)計要求，又解決了施工擾民問題。樁端后壓漿可明顯改善樁端持力層和樁周條件，提高樁端阻力和樁側(cè)摩阻力，改善荷載的傳遞性能，大幅提高單樁承載力和減少沉降量，且適用于各種土層，技術(shù)工藝簡單，施工方法靈活，壓漿設(shè)備簡單，便于普及推廣。能夠降低工程造價，同時縮短施工工期，具有顯著的經(jīng)濟效益，因此，鉆孔灌注樁后壓漿新工藝有必要在工程建設(shè)中推廣使用。

目前存在的不足之處：（1）采用后壓漿技術(shù)后，漿液在樁側(cè)、樁端膠結(jié)體的具體形狀、尺寸、強度以及漿液的影響范圍尚不確定。（2）設(shè)計中計算公式和參數(shù)的取值沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。（3）施工中如何保證壓漿質(zhì)量和樁身質(zhì)量等。

[1]王媛.鉆孔灌注樁后壓漿施工技術(shù)的應(yīng)用[J]廣東建材,2010,(07).

[2]劉金礪，祝經(jīng)成.灌注樁后壓漿技術(shù)規(guī)程[M].

[3]中國建筑科學(xué)研究院.灌注樁后壓漿（PPG）工法（YJGF04-98）[J].施工技術(shù)，2009（9）.

[4]楊波.灌注樁后壓漿法施工技術(shù)及其工程應(yīng)用[J].廣西工學(xué)院學(xué)報,2007,(S1).

[5]李龍.蔣紅星泥漿護壁鉆孔灌注樁樁底后壓漿技術(shù)的應(yīng)用[J].西部探礦工程,2003,(01).

[6]徐張建,譚新平.錨桿與壓力注漿組合對灌注樁基礎(chǔ)的加固[J].巖土工程界,2007,(03).