建筑樁端后壓漿法施工工藝探討

董建廣

【摘要】樁端后壓漿技術(shù)應(yīng)用于灌注樁施工中，起到加固作用，可有效提高樁承載力，尤其是在提高高層建筑地基的穩(wěn)定性方面效果顯著。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；灌注樁；作用；參數(shù)；工藝

【Abstract】The pile end post mud jacking technology application in bored pile construction， the reinforcement effect， can effectively improve the pile bearing capacity， especially in the increase of high-rise building foundation stability effect.

【Key words】Construction engineering；Pile；Interaction；Parameter；Process

隨著我國(guó)建筑業(yè)的迅速發(fā)展，高層建筑項(xiàng)目越來(lái)越多，面對(duì)日益加大的建筑荷載，對(duì)于建筑基礎(chǔ)部分的承載能力提出更高的要求，特別是在一些特殊地質(zhì)條件下，要求更加嚴(yán)格。因此，樁端后壓技術(shù)在建筑工程建設(shè)中發(fā)揮了重要作用，并得到了推廣。

1. 樁端后壓漿法適用的地質(zhì)條件

樁端后壓漿法一般適用于砂礫碎石層、卵石層等地質(zhì)條件，碎石含量應(yīng)在50%以上，碎石、卵石和土的粘合力差，本身較為堅(jiān)硬，分散均勻，如果采用樁端后壓漿法，要注意其厚度能夠達(dá)到規(guī)定值。

2. 加固機(jī)理

在灌注樁施工中將鋼管沿樁鋼筋籠外壁埋設(shè)，樁砼的強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定值，把有聚合作用的漿液經(jīng)過(guò)壓力推動(dòng)，穿過(guò)管道進(jìn)入碎石地質(zhì)中，把原來(lái)沒(méi)有凝和，松散而分離的石頭，土，雜質(zhì)等粘連在一起，與泥漿融為一個(gè)硬度較大，承重能力較強(qiáng)的整體，擴(kuò)散過(guò)程本身作為根系的原理，向下方和兩側(cè)擴(kuò)展，而群樁更將底層連接起來(lái)，使所有成分融合在一起，進(jìn)而使得無(wú)法達(dá)到受力標(biāo)準(zhǔn)的碎石也具有了承載能力，在灌注樁工藝開(kāi)展時(shí)，不管怎樣進(jìn)行清孔，依然會(huì)留下沉渣，只是數(shù)量多少的問(wèn)題。初灌時(shí)，混凝土從細(xì)長(zhǎng)的導(dǎo)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(diǎn)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，提升該地區(qū)的緊密效果，使承受能力變大，漿液出現(xiàn)上泛的過(guò)程減少了泥皮問(wèn)題的產(chǎn)生，使得樁穩(wěn)定性，另外，漿液的水平滲透具有提升固體直徑的效果，這幾種方法能夠顯著提升樁的穩(wěn)固性。其效果不容忽視。

3. 壓漿參數(shù)的設(shè)定

壓漿參數(shù)主要包括壓漿水灰比、壓漿量以及閉盤(pán)壓力，因?yàn)榈刭|(zhì)條件的差異，工程的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)上也有差異，工程樁工藝開(kāi)展以前，要參照從前的工作經(jīng)驗(yàn)，初設(shè)定一個(gè)參數(shù)值，根據(jù)這個(gè)值進(jìn)行試驗(yàn)操作，試驗(yàn)得到最佳效果后對(duì)于樁的狀態(tài)進(jìn)行測(cè)驗(yàn)和記錄，得到最終參數(shù)。

3.1水灰比。 水灰比是一個(gè)范圍值，通常不應(yīng)該設(shè)置的太大或者是太小，如果太大的話，就會(huì)干擾到壓漿活動(dòng)，但是太小的話，在壓力的影響下，就會(huì)發(fā)生離析現(xiàn)象。一般數(shù)值的選取在0.4～0.5左右。

3.2壓漿量。 壓漿量是指單樁壓漿的水泥用量，它與碎石層的碎石含量以及樁間距有關(guān)，取決于碎石層的孔隙率，在碎石層碎石含量為50%～70%，樁間距為4～5m的條件下，壓漿量一般為115～210t。它是控制后壓漿施工是否完成的主要參數(shù)。

3.3閉盤(pán)壓力。 閉盤(pán)壓力是指結(jié)束壓漿的控制壓力，通常說(shuō)來(lái)，對(duì)灌注樁的壓漿量的掌握控制，一定會(huì)參照通過(guò)試驗(yàn)得到的參數(shù)值，但也應(yīng)考慮壓漿的動(dòng)力帶來(lái)的情況變化，壓漿量與計(jì)劃不符，而壓力超過(guò)時(shí)就要靜止壓漿工作，壓力太大可能發(fā)生離析而使管道無(wú)法暢通，另外，壓力太大對(duì)碎石層造成過(guò)大壓力，可能反倒推動(dòng)樁上升，一般閉盤(pán)的最大壓力應(yīng)該控制在018MPa. 參照事先計(jì)劃好的參數(shù)值（通常根據(jù)相似工程值設(shè)定），開(kāi)展樁體施工，合格后檢驗(yàn)靜載結(jié)果，并計(jì)算出本次壓漿的參照值，經(jīng)過(guò)審核判定，就可開(kāi)展工作。

4. 后壓漿施工工藝

4.1施工工藝流程。 灌注樁成孔→鋼筋籠制作→壓漿管制作→灌注樁清孔→壓漿管綁扎→下鋼筋籠→灌注樁→混凝土后壓漿施工。

4.2施工要點(diǎn)。

4.2.1壓漿管的制作。在制作鋼筋籠的同時(shí)制作壓漿管。壓漿管采用直徑為25mm的黑鐵管制作，接頭采用絲扣連接，兩端采用絲堵封嚴(yán)。壓漿管長(zhǎng)度比鋼筋籠長(zhǎng)度多出55cm，在樁底部長(zhǎng)出鋼筋籠5cm，上部高出樁頂混凝土面50cm但不得露出地面以便于保護(hù)。壓漿管在最下部20cm制作成壓漿噴頭（俗稱花管），在該部分采用鉆頭均勻鉆出4排（每排4個(gè)）、間距3cm、直徑3mm的壓漿孔作為壓漿噴頭；用圖釘將壓漿孔堵嚴(yán)，外面套上同直徑的自行車內(nèi)胎并在兩端用膠帶封嚴(yán)，這樣壓漿噴頭就形成了一個(gè)簡(jiǎn)易的單向裝置：當(dāng)注漿時(shí)壓漿管中壓力將車胎迸裂、圖釘彈出，水泥漿通過(guò)注漿孔和圖釘?shù)目紫秹喝胨槭瘜又?，而混凝土灌注時(shí)該裝置又保證混凝土漿不會(huì)將壓漿管堵塞。

4.2.2壓漿管的布置。將2根壓漿管對(duì)稱綁在鋼筋籠外側(cè)。成孔后清孔、提鉆、下鋼筋籠，在鋼筋籠吊裝安放過(guò)程中要注意對(duì)壓漿管的保護(hù)，鋼筋籠不得扭曲，以免造成壓漿管在絲扣連接處松動(dòng)，噴頭部分應(yīng)加混凝土墊塊保護(hù)，不得摩擦孔壁以免車胎破裂造成壓漿孔的堵塞。按照規(guī)范要求灌注混凝土。

4.2.3壓漿樁位的選擇。參照從前的經(jīng)驗(yàn)，水泥漿通過(guò)壓力進(jìn)入到內(nèi)層中，所進(jìn)入的面積和深度都較廣，為了杜絕某些薄弱點(diǎn)成為泥漿的突破口，灌注工藝3～7d以后才能開(kāi)始?jí)簼{，并且四周8m內(nèi)區(qū)域內(nèi)已經(jīng)停止鉆孔工藝，而周圍砼澆筑工作都要超過(guò)3 天時(shí)間。

4.2.4水泥漿液的制作。壓漿水泥漿液采用普通硅酸鹽P.O42.5制作，第一盤(pán)水灰比為0.7，第二盤(pán)加大水泥用量，水灰比變?yōu)?.5直至壓漿結(jié)束。水泥漿液應(yīng)經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)過(guò)濾，防止有未攪開(kāi)的水泥顆粒堵塞壓漿管。endprint

4.2.5壓漿施工順序。壓漿時(shí)最好采用整個(gè)承臺(tái)群樁一次性壓漿，壓漿先施工周圈樁位再施工中間樁；壓漿時(shí)采用2根樁循環(huán)壓漿，即先壓第1根樁的A管，壓漿量約占總量的70%（111 ～ 114t水泥），壓完后再壓另1根樁的A管，然后依次為第1根樁的B管和第2根樁的B管，這樣就能保證同一根樁2根管壓漿時(shí)間間隔30 ～ 60min以上，給水泥漿一個(gè)在碎石層中擴(kuò)散的時(shí)間。壓漿時(shí)應(yīng)做好施工記錄，記錄的內(nèi)容應(yīng)包括施工時(shí)間、壓漿開(kāi)始及結(jié)束時(shí)間、壓漿數(shù)量以及出現(xiàn)的異常情況和處理的措施等。

4.2.6壓漿量、壓漿壓力和壓漿控制標(biāo)準(zhǔn)。因壓漿量無(wú)成型的理論計(jì)算公式，并且不同的地質(zhì)條件壓漿量也會(huì)不同，經(jīng)專家分析論證，該工程單樁壓漿量可控制在0.8～1.2t水泥之間。壓漿壓力在1.5MPa～2.5MPa之間。壓漿時(shí)采用控制壓漿量和控制壓漿壓力的雙控辦法，優(yōu)先控制注入水泥量在0.8t～1.2t 之間，其次控制壓力，即壓漿無(wú)明顯吃漿現(xiàn)象且壓力持續(xù)上升到2.0MPa 即可停止壓漿。

5. 壓漿施工中出現(xiàn)的問(wèn)題和相應(yīng)措施

底部管閥防水膠布和密封橡皮破損。管閥加工時(shí)，要嚴(yán)格保護(hù)防水膠布和密封橡皮，在鋼筋籠吊放過(guò)程中，嚴(yán)禁扭籠、墩籠、撞籠，主要要緩慢豎直下放鋼筋籠，在鋼筋籠接近樁底時(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)扭動(dòng)鋼筋籠，在進(jìn)入土層時(shí)必須嚴(yán)防管閥受到損壞；如在澆筑混凝土過(guò)程發(fā)現(xiàn)管閥破損，應(yīng)在混凝土澆筑完畢24h后，用清水沖洗管閥，后注漿時(shí)，應(yīng)先施工該注漿孔，后再施工其它孔。

5.1噴頭打不開(kāi)。 使用超過(guò)10mpa的壓力不能打開(kāi)噴頭，則可以判定噴頭已經(jīng)出現(xiàn)故障，不能再繼續(xù)施壓，選擇其它管，使該管的缺失量得到補(bǔ)充。

5.2出現(xiàn)冒漿。 壓漿的過(guò)程會(huì)發(fā)生水泥漿液溢出的情況，如果溢出點(diǎn)在地面或者另外的樁體中出現(xiàn)，則說(shuō)明底部已經(jīng)較滿，無(wú)需繼續(xù)壓漿，如果溢出的位置是該樁的旁側(cè)，也基本可以判定為壓漿完成，如果溢出點(diǎn)在本樁旁側(cè)但是壓漿量不多，就要把該管使用潔凈水進(jìn)行沖洗干凈，第二日待已經(jīng)壓入的水泥漿發(fā)生終凝，溢出孔道已經(jīng)出現(xiàn)阻塞再行壓漿。

5.3注漿中斷。 一旦發(fā)生注漿中斷，應(yīng)立即查明注漿中斷原因，并采取排除故障的有效措施，故障排除后要盡快恢復(fù)注漿，先從注稀漿開(kāi)始恢復(fù)注漿，逐級(jí)增加漿液濃度，若注漿壓力大幅度上升，進(jìn)漿量明顯減少，短時(shí)間內(nèi)即注漿結(jié)束，很可能是雜物堵塞被注介質(zhì)內(nèi)的裂隙，此時(shí)，應(yīng)立即重新掃孔和沖洗，掃孔及沖洗后再進(jìn)行注漿，若注漿效果仍無(wú)改善，則先間歇一段時(shí)間，再在在附近鉆孔補(bǔ)注，若恢復(fù)注漿后，當(dāng)進(jìn)漿量已接近中斷前的進(jìn)漿量，則可盡快恢復(fù)到中斷前的注漿稠度。

5.4樁體上抬和地面隆起。 在進(jìn)行樁端后注漿時(shí)，應(yīng)時(shí)刻觀測(cè)地面和樁頂是否發(fā)生隆起，若發(fā)現(xiàn)地面有隆起或樁體有明顯上抬，則應(yīng)立即降低注漿壓力繼續(xù)灌注，同時(shí)查明導(dǎo)致地面隆起和樁體上抬的原因，采取相應(yīng)措施解決樁體上抬和地面隆起。

5.5注漿達(dá)不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。 壓漿過(guò)程最好一次完成，利用群樁，調(diào)整施工封閉圓，在中間開(kāi)始工作，這有助于壓漿效果的提升，如果發(fā)現(xiàn)單個(gè)壓漿量無(wú)法完成效果，可以采取以下措施解決問(wèn)題：

（1）通過(guò)采用加大水灰比來(lái)提高漿液的濃度，同時(shí)加入速凝劑（如水玻璃等），此外，要嚴(yán)格控制漿液的凝膠時(shí)間。

（2）采用間歇注漿的方式，間歇時(shí)間長(zhǎng)短和注漿材料用量需要根據(jù)地質(zhì)條件和注漿目的來(lái)決定，間歇注漿可以促使?jié){液在靜止?fàn)顟B(tài)下沉積。

（3）采取措施促使?jié){液中的顆粒盡快沉積，比如：盡量減小漿液在裂隙中的流動(dòng)速度，降低注漿壓力，限制漿液流量。

（4）對(duì)于地下水豐富的區(qū)域，宜采用反復(fù)間歇注漿辦法，對(duì)于填充注漿，可采用專門(mén)的注漿設(shè)備進(jìn)行注漿，并在漿液中加入砂等粗粒料。參考是否可以增大臨近樁的壓漿效果，彌補(bǔ)其不足。

6. 結(jié)語(yǔ)

地質(zhì)情況的不同導(dǎo)致了施工條件的不同，可以說(shuō)沒(méi)有兩個(gè)工程壓漿參數(shù)是完全一樣的，所謂的預(yù)設(shè)參數(shù)也是根據(jù)工程的相似性來(lái)設(shè)定的，最終得到的參數(shù)應(yīng)當(dāng)是試驗(yàn)樁的測(cè)定結(jié)果，我國(guó)這方面的工藝落后，因此經(jīng)驗(yàn)的積累需要時(shí)間和技術(shù)的提升，加之善于總結(jié)，最終形成完善的技術(shù)系統(tǒng)。灌注樁工藝加上后壓漿辦法，使得樁體的承受能力增強(qiáng)，效率提高，節(jié)約花費(fèi)，因此，在適當(dāng)?shù)臈l件下，進(jìn)行壓漿工藝的推廣前景良好。

參考文獻(xiàn)

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

[2]彭國(guó)婧.灌注樁后壓漿技術(shù)施工工藝探析[J].中國(guó)新技術(shù)、新產(chǎn)品2010（13）

[3]張忠苗.灌注樁后壓漿技術(shù)及工程應(yīng)用[J].建筑工業(yè)出版社，2009.

[4]石曉紅. 灌注樁后壓漿技術(shù)及應(yīng)用[J]. 山西建筑，2004.

[5]李桂池. 鉆孔壓漿成樁法施工工藝[J]. 建筑技術(shù)1993（3）

[6]朱奎，周鵬飛.鉆孔灌注樁樁底壓漿技術(shù)的應(yīng)用研究[J].巖士工程技術(shù)，2008，1

[文章編號(hào)]1619-2737（2014）04-28-335endprint