探討鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)的應用

摘要：本文敘述了灌注樁后注漿適用的地質(zhì)條件，加固機理，參數(shù)的確定，施工工藝及在實際工程中的應用，從而使工程的質(zhì)量得到質(zhì)的提升，經(jīng)濟效益也得大大提高，更加提高人民的生活質(zhì)量，防御一些工程常見的通病。

關(guān)鍵詞：灌注樁后注漿 技術(shù) 效益

一、引言

傳統(tǒng)鉆孔灌注樁施工過程中泥漿護壁及清孔不徹底，易在樁基礎周圍形成“軟套子”、“軟墊子”等現(xiàn)象，鉆孔后原土應力釋放、端阻力側(cè)阻力發(fā)揮不同步，使得樁基摩阻力未能有效地發(fā)揮，材料效率不明顯，導致樁基實際承載力偏低，額外增加了建設成本。因此，如何有效地提高樁基結(jié)構(gòu)的單樁承載力，有效控制沉降，同時保證項目施工進度，盡可能降低建設成本費用支出，一直是工程施工和監(jiān)理關(guān)注的熱點和難點之一。

近些年實踐表明，鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)在一定程度上能大幅度提高承載力，有效控制沉降，并且設備簡單，施工工藝不復雜，對各種地層有較好的適應性，具有不可替代的經(jīng)濟適用性等功能，在房屋建筑、市政工程等結(jié)構(gòu)基礎工程建設中得到廣泛應用。本文依據(jù)某一樁基工程實例，結(jié)合《建筑樁基技術(shù)規(guī)范（ JGJ 94—2008）》對鉆孔灌注樁后注漿法在樁基礎工程施工中的技術(shù)應用情況進行研究與探討，同時對鉆孔樁后注漿質(zhì)量控制指標進行技術(shù)經(jīng)濟分析。

二、鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)在我國的發(fā)展

注漿技術(shù)在國內(nèi)以水工部門應用較早，目前我國已建造30m以上的水壩近3000座，其中高于100m的高壩有20余座。水工建筑物采用灌漿技術(shù)改善復雜地基性能，解決了許多建筑物防滲和加固難題。從1964年開始，在湖南水口山礦山進行防水帷幕的注漿施工，可以說，經(jīng)幾十年灌漿工作者的努力，我國水利水電工程建設中，在灌漿工程領域已具備了眾多的材料種類和工藝技術(shù)，積累了豐富的工程經(jīng)驗，其中某些方面已達到了相當高的水平，和國際上也逐步接軌，并在某些方法上有獨到之處。然而，鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)在我國各個領域都得以廣泛的應用，在房建可以解決常見的一些通病，可以更好提高房屋建筑的安全性能，并且能延長建筑使用壽命，是建筑工程中值得研究和使用的一種技術(shù)。

三、灌注樁后注漿施工工藝

1.1 后注漿技術(shù)施工

灌注樁后注漿技術(shù)是指在鉆孔灌注樁成樁之后，通過預埋在樁身的壓漿管在一定壓力下向樁側(cè)泥皮、樁底沉渣及樁周土層中注入一定量的水泥漿液，提高樁基承載性能。當采用樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿時，為避免樁端注漿時漿液沿樁側(cè)軟弱面冒出，宜先采用樁側(cè)注漿封堵，再進行樁端注漿。同理，當采用多層樁側(cè)注漿時，宜由上向下逐層進行。

1.2 注漿參數(shù)的選擇

1.2.1 注漿量

注漿量應由樁徑、樁長、樁周土層特性以及承載力提高幅度要求等諸多方面決定，劉金礪等提出的計算公式：

樁端注漿量： GP= π（h·t·d + ξ·n·d3）× 1 000 （1）

樁側(cè)注漿量： Gs= π[t·（L - h）+ ξ·m·n·d3] × 1 000（2）

式中，d 為樁徑；L 為樁長；h 為樁底注漿時漿液沿樁側(cè)上返高度；t 為包裹在樁側(cè)的漿液厚度，其值與樁周土性狀和灌注樁施工質(zhì)量因素有關(guān)，取值范圍一般為 5 ～ 20 mm；n為樁底或樁側(cè)土的天然孔隙率；ξ 為注漿率，對于卵、礫、中砂取值范圍為 0.3 ～ 0.7，對于粘性土、粉土、粉砂中取值范圍為 0.2 ～ 0.3；m為樁側(cè)注漿花瓣橫斷面數(shù)，對于縱向波形布點情況，m值取注漿點數(shù)的 1/4。

1.2.2 注漿壓力

注漿壓力是指在不會使地表產(chǎn)生隆起和基樁上抬量過大前提下，注槳時能采用的最大壓力。注漿壓力值與土層的密度、強度、初始應力以及鉆孔深度、注漿位置、注漿次序等因素有關(guān)，其中部分因素較難準確預知，因此宜通過現(xiàn)場試驗確定?？晒嘈院玫耐翆幼{壓力一般在 4MPa以下，可灌性較差的土層注漿壓力可達 4 ～ 8MPa

1.2.3 漿液濃度

不同濃度的漿液特性有所不同：稀漿 （水灰比約為0.8 ∶ 1） 流動性強，便于滲透加固樁側(cè)、樁底松散土體；中等濃度漿液 （水灰比約為 0.6 ∶ 1） 主要起充填、壓實、擠密作用；濃漿 （水灰比約為 0.4 ∶ 1） 則對已經(jīng)注入的水泥漿液起脫水作用。因此，可以通過多次注漿，水泥漿液由稀到稠分級注入，并采用對應注漿壓力的方法，提高注漿效果。工程實踐表明，采用 0.5 ～ 0.55 水灰比的濃漿可以取得較佳的灌漿效果。

1.3 注漿適用土層

漿液在不同土層中的擴散范圍不甚相同，土顆粒越粗，漿液擴散范圍越大。樁端持力層為薄礫石層時，注漿擴散半徑可達 3.5 倍樁徑以上。在土顆粒較小的土層中，漿液分布不連續(xù)，充填不均勻，多以薄層狀分布，厚度變化較大，且漿體與土顆粒較難相互摻和。對比分析大量現(xiàn)場靜載試樁試驗結(jié)果，樁底注漿樁承載力增幅隨樁端持力層土顆粒增大而增大，礫石層是最理想的樁底注漿層。

四、鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)在建筑應用效果

4.1加固機理

在灌注樁施工中將鋼管沿樁鋼筋籠外壁埋設， 樁混凝土強度滿足要求后，將水泥漿液通過鋼管由壓力作用壓入樁端的碎石層孔隙中，使得原本松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙膠結(jié)成一個高強度的結(jié)合體。水泥漿液在壓力作用下由樁端在碎石層的孔隙里向四周擴散，對于單樁區(qū)域，向四周擴散相當于增加了端部的直徑，向下擴散相當于增加了樁長；群樁區(qū)域所有的漿液連成一片，使得碎石層成為一個整體，從而使得原來不滿足要求的碎石層滿足結(jié)構(gòu)的承載力要求。在鉆孔灌注樁施工過程中，無論如何清孔，孔底都會留有或多或少的沉渣；在初灌時，混凝土從細長的導管落下，因落差太大造成樁底部位的混凝土離析形成“虛尖”、“干碴石”；孔壁的泥皮阻礙了樁身與樁周土的結(jié)合，降低了摩擦系數(shù)，以上幾點都影響到灌注樁的樁端承載力和側(cè)壁摩阻力。漿液壓入樁端后首先和樁端的沉渣、離析的“虛尖”、“干碴石”相結(jié)合，增強該部分的密實程度，提高了承載力；漿液沿著樁身和土層的結(jié)合層上返，消除了泥皮，提高了樁側(cè)摩阻力，同時漿液橫向滲透到樁側(cè)土層中也起到了加大樁徑的作用。以上幾點均對提高灌注樁的單樁承載力起到不可忽視的作用。

4.2應用的效益

我國的高層建筑迅猛發(fā)展對地基承載力的要求越來越高，從而出現(xiàn)種種建筑的常見病害，病害主要包含兩種：砼結(jié)構(gòu)病害（主要為受力結(jié)構(gòu)部分，如地下基樁基礎、剪力墻、柱、梁等部位）；樓房墻體滲漏、施工縫滲漏，女兒墻、排水管穿墻孔滲漏等。房屋滲漏病害一般出現(xiàn)在建筑使用之后，而使用常規(guī)方法對已裝飾過的建筑結(jié)構(gòu)有較大的影響，一般會造成鑿除量大，甚至影響房屋的使用壽命。所以在基礎形式一般采取灌注樁基礎，為了滿足設計要求，灌注樁的持力層要求是較為完整的巖石層，樁長和樁徑尺寸往往做的很大，使得地下部分的造價在整個工程總造價中占有較大的份額，同時，由于樁長很長，給施工造成很大的困難。在我國有些地區(qū)，地貌屬于山前沖積平原單元，地質(zhì)在穿過粘土層后，是一層較厚的碎石層，能否將這一地層加固，達到設計要求，作為基礎的持力層呢？鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)加固樁端地基的方法，大大縮短了樁長，取得了良好的經(jīng)濟效益。

五、結(jié)語

雖然我國對注漿技術(shù)的研究和應用起步較晚，20世紀50年代初才開始起步，但是經(jīng)過經(jīng)過60多年的努力，我國在注漿技術(shù)方面已取得較大的進展，特別是在水泥注漿材料的研制方面已處于世界先進行列。多年的實踐已經(jīng)證明鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)在工程中應用的效果，其對建筑行業(yè)作用的重要性是功不可沒，以上的個人簡述希望能為以后的工程得以幫助。