淺析樁端后注漿技術(shù)在沖（鉆）孔灌注樁中的應(yīng)用

摘要：文章通過對沖鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量的分析，結(jié)合工程實(shí)例詳細(xì)介紹了樁端后注漿施工技術(shù)，并通過注漿效果和樁基試驗(yàn)分析，表明樁端后注漿技術(shù)能有效改善樁土界面條件，提高單樁承載力和減少樁基沉降。

關(guān)鍵詞：樁端后注漿；施工工藝；靜荷載試驗(yàn)

中圖分類號：TU753.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006—8937（2012）23—0159—02

沖（鉆）孔灌注樁單樁豎向承載力較高，因此，沖（鉆）孔灌注樁適應(yīng)于不同地質(zhì)條件，噪音低，不會對周圍環(huán)境造成較大影響，并且其施工較為簡單，不會產(chǎn)生擠土效應(yīng)等，該樁基礎(chǔ)施工技術(shù)在各種建筑工程中被廣泛應(yīng)用。但是沖孔灌注樁在施工過程中也存在著一些不足之處：首先，其在成孔過程中因?yàn)榫哂休^大的泥漿比，因此很多泥漿會由于重力作用而沉淀，在成孔之后其孔底會沉積一層0.4 m左右難以清除的沉渣。其次，樁側(cè)泥皮過厚，導(dǎo)致側(cè)摩阻力明顯下降。樁端后注漿技術(shù)能有效解決上述存在的問題，因此，該技術(shù)被不斷推廣應(yīng)用。本文針對廈門某工程，對其工程中樁端后注漿技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

1 工程概況

廈門某工程位于集美區(qū)杏林灣集美新城核心區(qū)，地下一層，地上4～23層，由4棟單體組成，總建筑面積124 900 m2（其中地上97 602.22 m2，地下27 297.78 m2）。主體結(jié)構(gòu)為框架—剪力墻—核心筒體系，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為二級，純地下室部分基礎(chǔ)采用靜壓預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼PHC管樁，主樓部分基礎(chǔ)采用沖（鉆）孔灌注樁，樁徑為1000 mm，共532根，樁身砼強(qiáng)度等級為C35，沖（鉆）孔灌注樁成孔控制條件：以樁長和樁端進(jìn)入持力層的長度為雙控條件，有效樁長≥26 m ，進(jìn)入持力層深度≥1.0 m，單樁豎向抗壓承載力極限值為13 000 kN。

設(shè)計(jì)要求沖（鉆）孔灌注樁持力層為中風(fēng)化花崗巖層■。根據(jù)工程地質(zhì)情況分析，本工程土質(zhì)為素填土①、淤泥{2}、中粗砂{3}、粉質(zhì)粘土{4}、中粗砂{5}、殘積土層、脈巖殘積粘性土■、全風(fēng)化花崗巖■、全風(fēng)化脈巖■、砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖■、土狀強(qiáng)風(fēng)化脈巖■、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖■、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化脈巖■、中風(fēng)化花崗巖■及中風(fēng)化脈巖■等土層，且淤泥質(zhì)土、殘積砂質(zhì)粘性土土層偏厚。設(shè)計(jì)要求本工程沖（鉆）孔灌注樁采用樁端后注漿施工工藝，通過樁底后注漿固化沉渣（虛土）和泥皮，并加固樁底和樁側(cè)一定范圍的土體，以大幅提高樁的承載力，增強(qiáng)樁的質(zhì)量穩(wěn)定性，減少樁基沉降。

2 后注漿施工工藝流程

施工工藝流程為：施工參數(shù)選擇→沖（鉆）孔成孔→清孔、驗(yàn)孔→注漿管埋設(shè)、下鋼筋籠→灌注樁樁身砼、養(yǎng)護(hù)→注漿管壓水開塞→制漿→注漿→達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)定注漿量和終壓→封孔→沖（鉆）孔灌注樁檢驗(yàn)。

3 后注漿施工方法和技術(shù)要求

3.1 設(shè)定合理的注漿參數(shù)，選擇合適注漿方式

首先，經(jīng)過商議，該工程中注漿方式為間歇式，實(shí)際注漿時間比間歇時間短。對于灌注性不良的樁基，可以采用連續(xù)小量方式灌注；可在2 d后進(jìn)行注漿作業(yè)，最晚不能在一個月以后。確保注漿量在75 L/min以內(nèi)。在確定注漿量時，一般來說，單樁應(yīng)該根據(jù)其樁身長度、直徑、樁基的承載力以及土層的性質(zhì)，注漿方式等進(jìn)行選擇，并按照工程指導(dǎo)書中的公式進(jìn)行計(jì)算，該項(xiàng)目每一根樁基所采用的注漿量為2 t。實(shí)際注漿量可以根據(jù)施工現(xiàn)場需要以及地質(zhì)條件進(jìn)行合理調(diào)整。

其次，后注漿中施工工藝各項(xiàng)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)對于提高單樁的承載力具有重要意義，因此，應(yīng)該注重水灰比以及注漿壓力等的設(shè)計(jì)。水灰比一般不能太大或太小，前者會導(dǎo)致注漿困難，后者會促使水泥的離析。本工程中根據(jù)工程實(shí)際，最終確定水灰比為0.5左右，一般采用普通的硅酸鹽水泥。另外，注漿壓力的設(shè)計(jì)也是重點(diǎn)內(nèi)容之一。在控制注漿質(zhì)量的過程中一般采用雙控方法，即注漿壓力和注漿量同時控制。將注入水泥的量作為主要控制，并輔助以泵送終止壓力的控制，如果注漿量尚未達(dá)到預(yù)先的設(shè)定量，可以繼續(xù)壓漿，但是當(dāng)壓力升到一定程度時則需停止。因?yàn)樽{壓力太大的話，不僅會導(dǎo)致水泥漿離析的現(xiàn)象，不利于管道的暢通，也會對碎石層起到一定的擾動作用，使得整個樁體都向上浮動。在計(jì)算注漿的終止壓力時，需要根據(jù)注漿點(diǎn)的深度以及土層的性質(zhì)來加以確定，并根據(jù)規(guī)范的計(jì)算公式，本項(xiàng)目中經(jīng)過試驗(yàn)和計(jì)算，得出容許的注漿壓力為8 MPa左右。

總的來說，工程中各項(xiàng)參數(shù)確定會由于地質(zhì)條件、工程實(shí)際等條件不同而產(chǎn)生差異，因此，需要首先預(yù)定各項(xiàng)參數(shù)，并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果對其進(jìn)行調(diào)整，以確保注漿參數(shù)的科學(xué)合理，確保施工的質(zhì)量。

3.2 制作注漿管

注漿管的制作一般跟鋼筋籠的制作同時進(jìn)行。本工程中選用的注漿管的長度為6 m，管壁厚度為2 mm，注漿管的直徑為50 mm，材料是鍍鋅鋼管，在管道連接的時候利用絲扣進(jìn)行連接。制作完畢之后，在進(jìn)行加工之前，應(yīng)該對注漿管的質(zhì)量進(jìn)行再次檢查，確保其不存在裂縫，不出堵塞或者空洞的現(xiàn)象。通常來說，每一根樁需要在其軸心對稱的兩端分別布置一根注漿管，并確保在連接每一節(jié)注漿管的絲扣時，其加工長度在30 mm以上，確保注漿管的連接質(zhì)量和穩(wěn)固性。同時設(shè)計(jì)要求在注漿管的底部設(shè)置一個逆止閥，確保注漿閥可以承受的靜水壓力在1MPa以上，同時，在注漿閥外部應(yīng)該有一定剛度材料的保護(hù)層，以有效抵抗砂石及其他硬質(zhì)物對注漿閥的刮撞。在確定注漿管的長度時，應(yīng)該依據(jù)其樁深，通常比地面高出400 m左右。

3.3 安裝注漿管

在安裝注漿管之前應(yīng)該對其進(jìn)行試水試驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)水位出現(xiàn)下降現(xiàn)象或者管內(nèi)的水柱灌不起來的情況，應(yīng)該對連接處進(jìn)行詳細(xì)檢查，查看密封性能，如果性能不良的，應(yīng)及時更換，并再次進(jìn)行試水試驗(yàn)之后安裝。注漿管應(yīng)對稱綁扎于加勁箍內(nèi)側(cè)，和鋼筋籠的主筋靠在一起，并綁緊，在每一道加勁箍的地方固定綁扎點(diǎn)，確保綁扎點(diǎn)距鋼筋籠底部在150 mm左右。注漿管之間采用絲扣接頭進(jìn)行連接，并采用麻絲或者膠帶等在絲扣連接的地方纏繞擰緊，可以采用鐵絲將其和鋼筋籠固定在一起，每隔兩米綁扎一次。在安裝注漿管的時候應(yīng)該使其隨著鋼筋籠緩慢進(jìn)入，不能采用強(qiáng)力下放注漿管，以免損壞注漿管底端部上的逆止閥，避免將泥沙灌入注漿管中將其堵塞。并用堵頭將注漿管的上口封閉，防止泥沙或者其他物質(zhì)掉落到注漿管中，堵塞注漿管。在放置完鋼筋籠之后應(yīng)該進(jìn)行二次清孔，并在灌注砼之前對注漿管內(nèi)的水面進(jìn)行再次檢查，如果發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象較為嚴(yán)重的，則可能是因?yàn)樽{閥發(fā)生了破壞或者是注漿管發(fā)生了斷裂，這時候應(yīng)該沿著樁身的孔壁安裝另一根備用的注漿管，注漿管平面布置如圖1所示。

3.4 科學(xué)掌握注漿的時間和順序

在樁身混凝土養(yǎng)護(hù)2 d之后，可以先用清水將注漿管道壓通，然后將孔底的沉渣清洗出來，在養(yǎng)護(hù)一周后再進(jìn)行注漿。如果太早注漿，可能會導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度不足，從而不利于保護(hù)樁底的穩(wěn)定性；太晚注漿的話，則會導(dǎo)致注漿的不通暢，可能引發(fā)一定事故。因此，應(yīng)該科學(xué)掌握注漿的時間。注漿的先后順序也是決定注漿質(zhì)量的重要內(nèi)容。一般來說，為了提高注漿的均勻性，可以采用間歇式的注漿方式，在注漿過程采用兩根樁，進(jìn)行間歇循環(huán)注漿，也就是先灌注第一根A管，將其注漿量確定為總量的75%，然后灌注第二根的A管，再灌第一根、第二根的B管，按照這樣的順序進(jìn)行注漿，有利于確保同一根樁基的兩根不同管在注漿時具有一定的時間間隔，該間隔一般在0.5～1 h以上。

3.5 控制終止注漿

注漿過程應(yīng)詳細(xì)做好施工的各項(xiàng)記錄，一般來說，需要記錄的內(nèi)容有：注漿開始和結(jié)束的時間，注漿的壓力，注漿的量以及注漿過程出現(xiàn)的各種異常狀況，采取的處理措施等。一般來說，只要每一根樁達(dá)到以下條件中的一項(xiàng)，就可以終止。即：注漿量及壓力符合工程設(shè)計(jì)要求；注漿量與工程設(shè)計(jì)值接近，但是其壓力值大于設(shè)計(jì)壓力；注漿壓力沒達(dá)到設(shè)計(jì)水平，但是注漿量比設(shè)計(jì)值超出一倍以上；注漿壓力和總量均沒達(dá)到設(shè)計(jì)的水平，但是實(shí)行間歇式的注漿方式之后樁的四周不斷涌出水泥漿。

3.6 樁端后注漿效果與試驗(yàn)樁檢測分析

本工程沖（鉆）孔灌注樁施工完成后，532根鉆孔灌注樁終孔深度平均為31.5 m，最小終孔深度為26.8 m，最深終孔深度為41.3 m，注漿情況匯總?cè)绫?所示。

樁基施工完后，選靜載荷試驗(yàn)樁6根，低應(yīng)變檢測樁237根，占總樁數(shù)的44.5%。經(jīng)廈門市建筑工程檢測中心進(jìn)行樁基靜載和低應(yīng)變檢測，6根靜載試驗(yàn)樁結(jié)論單樁豎向抗壓極限承載力符合設(shè)計(jì)要求，低應(yīng)變檢測結(jié)論I類樁228根，占試驗(yàn)樁總數(shù)的96.2%。由工程樁靜載和低應(yīng)變試驗(yàn)結(jié)果說明，經(jīng)過我們的技術(shù)處理，樁的沉降量明顯降低，單樁豎向承載力明顯提高，施工完全達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。

4 結(jié) 語

綜上所述，通過本工程的樁端后注漿技術(shù)的應(yīng)用，可以解決樁底沉渣過厚及樁周泥皮過厚的固有工藝缺陷，改善樁周土界面條件，減少沉降，大幅度提高單樁承載力。

參考文獻(xiàn)：

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