淺析后壓漿旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)

■趙彥剛 ■內(nèi)蒙古北聯(lián)電能源開發(fā)公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020

旋挖鉆孔技術(shù)與后壓漿技術(shù)屬于樁基工程的先進(jìn)技術(shù)，從不同的方面解決了傳統(tǒng)鉆孔灌注樁的不足與缺陷，但又都沒有從根本上全面解決這些問題。后壓漿旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)把這兩種技術(shù)結(jié)合起來，很好地解決了傳統(tǒng)鉆孔灌注樁的不足。

1 技術(shù)特點(diǎn)

⑴后壓漿旋挖鉆孔灌注樁具有較高的承載力和較小的沉降量，且承載力均勻，離散性小。與傳統(tǒng)鉆孔灌注樁相比，可提高承載力50% ～100%。⑵施工效率高，節(jié)約工期。比傳統(tǒng)灌注樁工藝提高施工效率5～10倍，有時(shí)可達(dá)15倍。⑶有利于環(huán)境保護(hù):后壓漿旋挖鉆孔灌注樁不需要循環(huán)泥漿，鉆孔過程僅采用制備的穩(wěn)定液，其作用起穩(wěn)定孔壁和平衡鉆孔內(nèi)外水壓力差的作用，與傳統(tǒng)鉆孔灌注樁相比，泥漿的使用和排放量大大減少，避免了傳統(tǒng)鉆孔帶來的泥漿污染問題，因此有“綠色施工工藝”之美稱。⑷節(jié)約土地資源和水資源:旋挖鉆機(jī)成孔時(shí)，孔內(nèi)泥土以渣土的形式被鉆頭取上來，然后通過運(yùn)輸車輛運(yùn)送到指定地點(diǎn)，同時(shí)由于不需要循環(huán)泥漿，也就不會排放大量泥漿。⑸有利于保證樁基質(zhì)量:首先，旋挖鉆機(jī)本身配置了較先進(jìn)的監(jiān)測孔深、孔斜、對中等電子裝置。其次，旋挖鉆孔是通過筒式鉆斗多次的上下往返完成成孔作業(yè)，使得孔壁更加粗糙，孔型更加完整，特別是使用預(yù)先配置的優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定液，在孔壁不會形成過厚的泥皮。⑹可節(jié)約工程造價(jià)20% ～30%。⑺后壓漿裝置及安裝操作簡單、實(shí)用，材料易得，價(jià)格低廉，技術(shù)工藝方便，壓漿成功率可達(dá)98%以上。

2 適用范圍

適用于各類土層、砂層、卵(礫)石層、全風(fēng)化基巖等地層的鉆孔灌注樁工程。

3 工藝原理

后壓漿旋挖鉆孔灌注樁是將后壓漿技術(shù)與旋挖鉆孔技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的新的樁基技術(shù)，是提高鉆孔灌注樁承載力的較先進(jìn)的技術(shù)手段。其原理就是在充分發(fā)揮旋挖鉆孔灌注樁的優(yōu)勢同時(shí)，在旋挖鉆孔灌注樁中預(yù)埋注漿管，通過樁身的注漿管對樁側(cè)土層、樁端土或樁端沉渣實(shí)施壓力注漿，通過樁側(cè)與樁端壓漿漿液的滲透、擴(kuò)散、置換、充填、擠密和固結(jié)等一系列物理和化學(xué)作用，消除樁側(cè)泥皮、樁端沉渣、樁身混凝土收縮等影響承載力因素，同時(shí)使樁側(cè)、樁端土層得到加固，強(qiáng)度提高，從而提高樁側(cè)、樁端摩阻力，使樁的承載力得到提高。

4 工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 后壓漿旋挖鉆孔灌注樁工藝流程

4.2 后壓漿施工操作要點(diǎn)

4.2.1 后壓漿裝置及安裝

本技術(shù)的后壓漿裝置，由縱向壓漿導(dǎo)管和環(huán)向出漿軟管組成，縱向壓漿導(dǎo)管由外徑20-33.5mm的普通鋼管制作，主要作用是將漿液從地面壓入環(huán)向出漿軟管，縱向壓漿導(dǎo)管通至地面，一般高出地面20cm。環(huán)向出漿軟管由優(yōu)質(zhì)PVC管和保護(hù)裝置組成，在PVC管上向樁身外側(cè)每間隔3～5cm設(shè)置一出漿孔(對位于樁端的環(huán)向出漿軟管還應(yīng)順樁端方向設(shè)置出漿孔)，出漿孔由膠帶封纏后，外套橡膠套作為保護(hù)裝置。環(huán)向出漿軟管與縱向壓漿導(dǎo)管通過三通連接組成閉合的，可向樁身周圍出漿的后壓漿裝置。每根樁應(yīng)安裝多個后壓漿裝置，以樁端為第一個，沿樁身向上每隔6～12米安裝一個，最頂端的后壓漿裝置距樁頂不超過15米。環(huán)向出漿軟管的長度應(yīng)根據(jù)鋼筋籠的外徑確定，其形成閉合環(huán)的內(nèi)徑應(yīng)與鋼筋籠外徑相等?？v向壓漿導(dǎo)管順鋼筋籠方向與鋼筋籠綁扎一起，環(huán)向出漿軟管環(huán)繞鋼筋籠與鋼筋綁扎一起，

4.2.2 漿液配比及制備

漿液一般選用水泥漿，必要時(shí)可摻加適量的減水劑和膨脹劑，以改善漿液性能，提高注漿效率。水泥選用強(qiáng)度等級為42.5Mpa和32.5MPa的普通硅酸鹽水泥。漿液濃度選用兩種，即水灰比分別為0.6和0.8，選用稀漿是為了使?jié){液充分的滲透，注漿效果達(dá)到預(yù)期目的，稠漿是為了使?jié){液進(jìn)一步充填壓密。水泥漿液必須兩次攪拌，每次攪拌時(shí)間不少于10分鐘，攪拌采用自制的攪拌筒。第一次攪拌完成后放入另一個攪拌筒。兩次攪拌的目的是為了使?jié){液的和易性更加良好，有利于壓漿的效果。

4.2.3 壓漿壓力的控制

壓漿壓力包括開塞壓力、壓注清水壓力、壓注稀漿壓力和壓注稠漿時(shí)的壓力。(1)開塞壓力是為了開通后壓漿裝置與樁周土的連通，因此開塞壓力無需控制。(2)在注清水時(shí)的壓力應(yīng)加以控制。防止清水在過高壓力下向樁周土滲透，一般情況下應(yīng)控制在1.0Mpa左右。(3)壓稀釋漿時(shí)的壓力也應(yīng)加控制，因?yàn)閴鹤⑾{是為了使?jié){液沿樁周滲透距離更遠(yuǎn)，充填更充分，同時(shí)應(yīng)防止?jié){液隨意擴(kuò)散。一般情況下控制在1.5Mpa左右。(4)壓注稠漿時(shí)的壓力可適當(dāng)提高，因?yàn)閴鹤⒊頋{是為使?jié){液滲透進(jìn)一步充分密實(shí)，因此在注稠漿時(shí)的壓力可控制在2.0Mpa左右。壓注清水和壓漿一般選用BW-150型或BW-250型壓漿泵即可。

4.2.4 后壓漿工藝流程及后壓漿質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)后壓漿工藝流程如下圖3所示

圖3 后壓漿工藝流程圖

⑴開塞。開塞是指將安裝在樁身上的后壓漿裝置開通，使其與樁周土連通，使?jié){液能順利的通過后壓漿裝置滲入樁周土和樁側(cè)與樁周土的空隙中。⑵后注清水。后壓漿裝置開塞以后尚應(yīng)繼續(xù)保持一定的壓力，并壓注不小于5分鐘的清水。通過壓注清水，清除并沖開樁側(cè)泥皮和縫隙，保證漿液順利沿樁周流動，保證后壓漿的效果。⑶壓漿時(shí)間應(yīng)在樁身混凝土灌注完成48小時(shí)～84小時(shí)進(jìn)行。⑷壓漿時(shí)應(yīng)按著先樁上部壓漿，再樁端壓漿，最后樁中間的壓漿。⑸稀漿壓完后，應(yīng)在60min內(nèi)進(jìn)行壓稠漿。⑹壓漿終止標(biāo)準(zhǔn)。壓漿終止標(biāo)準(zhǔn)以壓漿量控制為主，壓力控制為輔。當(dāng)出現(xiàn)下列問題時(shí)，可采取如下措施予以處理。

①當(dāng)一個壓漿裝置由于壓力太高漿液壓不進(jìn)時(shí)，可通過其鄰近壓漿裝置將剩余漿液壓注完畢。②當(dāng)一個壓漿裝置壓漿量沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求壓漿量時(shí)，出現(xiàn)地面冒漿或串漿，可暫時(shí)停止壓漿，并沖洗壓漿裝置，停止60min后，再進(jìn)行復(fù)壓，如此反復(fù)直到達(dá)到設(shè)計(jì)壓漿量。③當(dāng)某個壓漿裝置達(dá)到設(shè)計(jì)壓漿量，但仍能繼續(xù)壓漿且壓力較低時(shí)，應(yīng)停止壓漿，改用稠漿繼續(xù)壓漿。

5 應(yīng)用實(shí)例

我公司利用旋挖鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)先后在不同地區(qū)完成了數(shù)十項(xiàng)工程，通過載荷試驗(yàn)對比，與傳統(tǒng)鉆孔灌注樁相比，后壓漿旋挖鉆孔灌注樁的承載力有較大幅度的提高，增幅一般在40-100%。

［1］聶建國.混凝土灌注樁后壓漿技術(shù)應(yīng)用探析［J］，山西建筑，2004年20期.

［2］黃生根，張曉煒，曹輝.后壓漿鉆孔灌注樁的荷載傳遞機(jī)理研究［J］，巖土力學(xué)，2004 年02期.