后注漿技術(shù)的施工工藝及應(yīng)用

吳鵬

摘要：近年來隨著建筑施工技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，在施工的過程中樁端注漿技術(shù)也在不斷地發(fā)展，被廣泛的應(yīng)用在各種建筑施工中。本文就灌注樁后注漿施工技術(shù)進(jìn)行分析與闡述。

關(guān)鍵詞：建筑；灌注樁；后注漿技術(shù)；施工

中圖分類號(hào)： U443.15+4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1.后注漿技術(shù)加固原理

（1）改善持力層條件、提高樁的承載力。鉆孔灌注樁成孔過程中，土體擾動(dòng)、樁底沉碴和樁周泥皮對(duì)樁基承載力產(chǎn)生嚴(yán)重負(fù)面影響。為了改善和提高樁基承載能力，采用后注漿法加固措施，可使單樁承載力提高40%～120%，粗粒土增幅高于細(xì)粒土，樁側(cè)、樁底復(fù)式注漿高于樁底注漿；樁基沉降減小30%左右?？衫妙A(yù)埋于樁身的后注漿鋼導(dǎo)管進(jìn)行樁身完整性超聲檢測，注漿用導(dǎo)管可取代等承載力樁身縱向鋼筋，從而改善持力層的物理力學(xué)性能，恢復(fù)和提高持力層土體強(qiáng)度。

（2）提高樁側(cè)摩阻力鉆孔灌注樁與樁周土體間空隙降低了樁側(cè)摩阻力；樁周泥皮阻礙了樁身與樁周土的結(jié)合，降低了摩擦系數(shù)，同樣降低了樁側(cè)摩阻力。樁底注漿在高壓作用下，漿液沿樁土界面上返，通過滲透、填充、膠結(jié)綜合作用對(duì)樁周泥土置換和空隙填充，在樁周形成脈狀結(jié)合體，使樁側(cè)摩擦阻力大幅度提高；同時(shí)漿液橫向滲透到樁側(cè)土層中也起到了加大樁徑的作用，從而改善持力層受力狀態(tài)和荷載傳遞性能。

2.后注漿技術(shù)施工原理及施工工藝

（1） 施工技術(shù)原理。灌注樁后注漿基巖補(bǔ)強(qiáng)雙液注漿方案是采用高壓旋噴鉆機(jī)清洗孔底，再利用高壓注漿對(duì)樁端的巖石裂隙、溶槽及溶溝等進(jìn)行填充、固化，保證工程質(zhì)量。

（2）灌注樁后注漿施工技術(shù)。（1）鉆孔施工：在樁身離鋼筋內(nèi)側(cè)5~10cm的距離，以120。分布三個(gè)孔，采用地質(zhì)鉆機(jī)成孔，作為注漿孔。鉆孔過程中施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制鉆孔深度，確保鉆孔深度在樁底以下≥50cm。（2）孔底清洗：采用高壓旋噴鉆機(jī)，旋轉(zhuǎn)噴射（3~5MPa）水流沖洗、清洗孔底，直至灌注樁孔底泥坯及巖粉被沖出孔底，排氣返水清澈為止。（3）注漿管埋設(shè)：每孔埋設(shè)直徑32mm鍍鋅注漿管，在底端0.1m內(nèi)設(shè)置梅花形蜂窩眼便于均勻出漿（注漿管能拔出時(shí)可循環(huán)使用）。埋設(shè)直徑25mm鍍鋅管一根在樁身底與樁孔底之間設(shè)置蜂窩眼（用于二次補(bǔ)漿）。出氣管在封口以下長度不大于0.5m。注漿管與檢測孔上部應(yīng)采用早強(qiáng)型（48h強(qiáng)度不小于C25）灌漿料進(jìn)行封堵，封口長度應(yīng)不小于2m，注漿管與出氣管應(yīng)高出孔口0.5m。（4）注漿施工：注漿采用二次注漿法，漿液先稀后濃，采用2TG60/210雙液注漿機(jī)，將配好的漿液與水玻璃分別通過注漿注漿管高壓注入孔底匯合，對(duì)孔底進(jìn)行封堵。封堵完成后撤出水玻璃注漿管，采用水泥凈漿進(jìn)行高壓灌注，控制注漿速度，待出氣管冒出水泥漿時(shí)，采用螺栓堵頭或閥門方式密封出氣口，然后繼續(xù)加壓到恒壓（6MPa），停止注漿。閥門緊閉注漿孔1h，方可斷開與高壓泥漿泵連接管路。待第一次注漿初凝后利用埋設(shè)在孔內(nèi)的鍍鋅管二次進(jìn)行補(bǔ)漿，填充第一次注漿的細(xì)小裂隙和空洞。漿液終凝后方可拆除閥門。

（3）注漿施工工藝。（1）清孔。清孔有以下兩種作用：①避免注漿時(shí)注漿管及樁底孔隙的堵塞，保證注漿能順利進(jìn)行；②將樁端夾雜在碎石、卵石中的泥質(zhì)碎屑沖洗干凈，可以提高注漿后形成的混凝土體的強(qiáng)度。清孔時(shí)先將第一根注漿管與注漿泵用注漿軟管連接，同時(shí)將其余3根注漿管的閥門打開。用注漿泵向第一根注漿管壓入清水，持壓一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩根管子有泥漿冒出。繼續(xù)持壓30分鐘這兩根管子中有清水噴出。將有清水噴出的兩根管子的閥門關(guān)閉，繼續(xù)向第一根注漿管注入清水直至第四根管子噴出清水停止清孔。（2）注漿。注漿采用三種不同配合比的水泥漿。開始注漿時(shí)為避免注漿管及樁底孔隙的堵塞注入的水泥漿水灰比為2；隨著注漿的進(jìn)行在中間階段注入的水泥漿水灰比為0.5；為提高注漿的質(zhì)量最后階段注入的水泥漿水灰比為0.45。具體的施工工藝方法如下：①開始注漿時(shí)向用注漿泵向第一根注漿管注入水泥漿，同時(shí)將其余三根注漿管的閥門打開。當(dāng)其余三根注漿管中有水泥漿噴出時(shí)將其閥門關(guān)閉，繼續(xù)向第一根注漿管注漿。當(dāng)壓力表壓力達(dá)到4MPa停止注漿，此時(shí)第一根管注漿量為1.12m3。②用注漿泵向第二根注漿管注漿。當(dāng)壓力壓力達(dá)到4MPa停止注漿，第二根管注漿量為1.96m3。③同樣向第三根注漿管注漿，壓力達(dá)到4MPa停止注漿，第三根管注漿量為2.24m3。④最后向第四根注漿管注漿，壓力達(dá)到3.5MPa時(shí)樁南側(cè)約3m地基處有水泥漿冒出。此時(shí)樁底注漿已飽滿隨即停止注漿，第四根管注漿量為1.4m3。

3.后注漿法在鉆孔灌注樁中的應(yīng)用

灌注樁后注漿(Cast-in-place pile post grouting-簡寫PPG)是灌注樁的輔助工法。該技術(shù)旨在通過樁底樁側(cè)后注漿固化沉渣(虛土)和泥皮，并加固樁底和樁周一定范圍的土體，以大幅提高樁的承載力，增強(qiáng)樁的質(zhì)量穩(wěn)定性，減小樁基沉降。對(duì)于干作業(yè)的鉆、挖孔灌注樁，經(jīng)實(shí)踐表明均取得良好成效。故本規(guī)定適用于除沉管灌注樁外的各類鉆、挖、沖孔灌注樁。該技術(shù)目前已應(yīng)用于全國二十多個(gè)省市的數(shù)以千計(jì)的樁基工程中。

單一工藝的鉆孔灌注樁，由于成孔工藝的固有缺陷，容易導(dǎo)致樁底沉渣和樁周泥膜等隱患。鉆孔灌注樁的后注漿技術(shù)是成樁時(shí)在樁底或樁側(cè)預(yù)置注漿管路和注漿裝置，待樁身達(dá)到一定強(qiáng)度后，通過注漿管路，利用高壓注漿泵壓注以水泥為主劑的漿液，對(duì)孔底沉渣和樁側(cè)泥皮進(jìn)行固化，從而消除傳統(tǒng)灌注樁施工工藝固有缺陷，達(dá)到提高樁的承載力、減少沉降量的目的。

灌注樁樁底后注漿和樁側(cè)后注漿技術(shù)具有以下特點(diǎn)：一是樁底注漿采用管式單向注漿閥，有別于構(gòu)造復(fù)雜的注漿預(yù)載箱、注漿囊、U 形注漿管，實(shí)施開敞式注漿，其豎向?qū)Ч芸膳c樁身完整性聲速檢測兼用，注漿后可代替縱向主筋；二是樁側(cè)注漿是外置于樁土界面的彈性注漿管閥，不同于設(shè)置于樁身內(nèi)的袖閥式注漿管，可實(shí)現(xiàn)樁身無損注漿。注漿裝置安裝簡便、成本較低、可靠性高，適用于不同鉆具成孔的錐形和平底孔型。

樁底后注漿管閥的設(shè)置數(shù)量應(yīng)根據(jù)樁徑大小確定，最少不少于2 根,對(duì)于d＞1200mm 樁應(yīng)增至3 根。目的在于確保后注漿漿液擴(kuò)散的均勻?qū)ΨQ及后注漿的可靠性。樁側(cè)注漿斷面間距視土層性質(zhì)、樁長、承載力增幅要求而定，宜為6~12m。

漿液水灰比是根據(jù)大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出的。水灰比過大容易造成漿液流失,降低后注漿的有效性，水灰比過小會(huì)增大注漿阻力，降低可注性，乃至轉(zhuǎn)化為壓密注漿。因此，水灰比的大小應(yīng)根據(jù)土層類別、土的密實(shí)度、土是否飽和諸因素確定。當(dāng)漿液水灰比不超過0.5 時(shí)，加入減水、微膨脹等外加劑在于增加漿液的流動(dòng)性和對(duì)土體的增強(qiáng)效應(yīng)。確保最佳注漿量是確保樁的承載力增幅達(dá)到要求的重要因素，過量注漿會(huì)增加不必要的消耗，應(yīng)通過試注漿確定。這里推薦的用于預(yù)估注漿量公式是以大量工程經(jīng)驗(yàn)確定有關(guān)參數(shù)推導(dǎo)提出的。關(guān)于注漿作業(yè)起始時(shí)間和順序的規(guī)定是大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié), 對(duì)于提高后注漿的可靠性和有效性至關(guān)重要。

4. 結(jié)語

伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，灌注樁施工技術(shù)的不斷完善，后注漿技術(shù)的利用也在不斷的完善和使用，成為當(dāng)前施工建設(shè)中的主要形式和方法。其在施工是是通過利用軋亞注漿泵壓入水泥為主的漿液對(duì)孔底和樁側(cè)泥皮進(jìn)行固化、樁端阻力及其樁側(cè)阻力的提高過程，從而達(dá)到提高單樁承載力、減少沉降量的一種先進(jìn)的技術(shù)方法和施工措施，確保施工質(zhì)量和施工效益。參考文獻(xiàn)

[1] 張忠苗《灌注樁后注漿技術(shù)及工程應(yīng)用》中國建筑出版社

[2]《鉆孔灌注樁施工規(guī)程》DB08-202-92