建筑工程樁端后壓漿施工技術(shù)

張快樂 付永玉 尚艷飛

摘要：市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)創(chuàng)造了條件,這使得社會(huì)的高層建筑數(shù)量不斷增多,但建筑物的荷載卻變得逐漸加大,這就給鉆孔樁承載力性能提出更大的要求。實(shí)際施工中存在砂礫碎石層、卵石層等作為持力層承載力達(dá)不到工程標(biāo)準(zhǔn)的問題,通過使用加大樁直徑或增加樁根數(shù)的措施能增強(qiáng)承載力,盡管這一方案能滿足施工標(biāo)準(zhǔn),但其在施工周期、成本造價(jià)上存在不足。最近幾年,使用樁端和樁側(cè)后壓漿技術(shù)增強(qiáng)灌注樁的承載力則是一種新突破。本文分析建筑工程樁端后壓漿施工技術(shù)，探討了施工中出現(xiàn)的問題和處理措施。

關(guān)鍵詞：建筑工程樁端后壓漿施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU198文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

樁端后壓漿技術(shù)是建設(shè)部近年來正在推廣的十項(xiàng)新技術(shù)之一，其技術(shù)原理是在灌注樁成樁、樁身混凝土達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，采用高壓注漿泵通過預(yù)埋注漿管注入水泥漿液或水泥與其它材料的混合漿液，漿液滲透到疏松的樁端虛尖中，結(jié)合形成強(qiáng)度較高的混凝土；隨著注漿量的增加，水泥漿液不斷向由于受泥漿浸泡而松軟的樁端持力層中滲透，在樁端形成“梨形體”，增加了樁端的承壓面積，相當(dāng)于對(duì)鉆孔樁進(jìn)行擴(kuò)底。當(dāng)“梨形體”不斷增大時(shí)，滲透能力受到周圍致密土層的限制，使壓力不斷升高，對(duì)樁端土層進(jìn)行擠壓、密實(shí)、充填、固集，將使樁底沉渣、樁端受到擾動(dòng)的持力層得到有效的加固或壓密，使樁土間界面的幾何和力學(xué)條件得以改善，提高了樁端土體的承載力，從而大幅度提高了單樁承載力。因此，對(duì)其在實(shí)踐中的應(yīng)用及效果進(jìn)行科學(xué)基礎(chǔ)上的分析研究有極強(qiáng)現(xiàn)實(shí)意義。

一、建筑工程樁端后壓漿施工技術(shù)

1.樁底壓漿的工作機(jī)理。鉆孔灌注樁樁底壓漿技術(shù)是指在鉆孔灌注樁成樁后，通過預(yù)留在樁身的壓漿管，將水泥漿通過壓力均勻地注人樁底土層，對(duì)樁底沉渣及樁底附近的樁周土層進(jìn)行一系列作用，改善持力層受力狀態(tài)和荷載的傳遞性能。通過樁底球形體擴(kuò)張作用、樁周增加摩擦作用、樁底清渣固結(jié)作用和樁底產(chǎn)生群樁加強(qiáng)作用大幅提高樁的承載能力，減少基礎(chǔ)的沉降量。

（1）樁底球形體擴(kuò)張作用。鉆孔灌注樁一般用錐形鉆頭，所以樁底呈圓錐狀，將樁底簡化為半球體。壓漿孔在樁底形成擴(kuò)散點(diǎn)，在壓力作用下漿液從擴(kuò)散點(diǎn)在土層空隙中向外擴(kuò)散，漿液擴(kuò)散量等于半球形孔穴體積的變化量。樁底壓漿通過滲透、劈裂、擠密和膠結(jié)作用形成樁底球形體增大了樁底受力面積，球形體由樁中間向四周密實(shí)程度逐漸減小。

（2）樁周增加摩擦作用。鉆孔灌注樁施工過程中的泥漿護(hù)壁降低了樁體與樁周土體的摩阻力，樁底壓漿在壓力作用下，漿液從樁底沿樁側(cè)向上，通過滲透、劈裂、充填、擠密和膠結(jié)作用，對(duì)樁周(特別是碎、卵石層)泥皮置換和空隙充填，在樁周形成脈狀結(jié)石體，從而使樁側(cè)摩阻力大幅度提高。

（3）樁底清渣固結(jié)作用。以碎石層持力的灌注樁，清孔過程很難將樁底沉渣清理干凈，沉渣影響樁底承載力發(fā)揮和對(duì)沉降量的控制。樁底壓漿通過漿液對(duì)沉渣的置換、擠密和固結(jié)作用改善或消除樁底沉渣的不良影響，大大減小了樁承重后的沉降量。

（3）樁底產(chǎn)生群樁加強(qiáng)作用。在樁底，原本單獨(dú)起作用的樁通過壓漿，原來分散的樁底持力點(diǎn)通過水泥漿的固結(jié)作用，趨于形成整體，產(chǎn)生群加強(qiáng)效應(yīng)，提高了整個(gè)建筑基礎(chǔ)的承載能力。

2.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)。壓漿管長度比鋼筋籠長度多出55cm，在樁底部長出鋼筋籠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)簡易單向裝置；當(dāng)注漿時(shí)壓漿管中壓力將車胎進(jìn)裂、圖釘彈出，水泥漿通過注漿孔和圖釘?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。

（1）壓漿管的布置。將兩根壓漿管對(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。

（2）壓漿樁位的選擇。根據(jù)以往工程實(shí)踐，在碎石層中，水泥漿在工作壓力作用下影響面積較大。為防止壓漿時(shí)水泥漿液從臨近薄弱地點(diǎn)冒出，壓漿的樁應(yīng)在混凝土灌注完成3-7d后，并且該樁周圍至少8m范圍內(nèi)沒有鉆機(jī)鉆孔作業(yè)，該范圍內(nèi)的樁混凝土灌注完成也應(yīng)在3d以上。

3.注漿參數(shù)。終止注漿標(biāo)準(zhǔn)：第一單樁水泥注入量已達(dá)到2000kg；第二單樁注漿總量已達(dá)到設(shè)計(jì)量的70%，且注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)注漿壓力的150%，并維持5min以上；第三注漿總量已達(dá)到70%，且樁頂或地面出現(xiàn)明顯上抬。

4.施工中的注意事項(xiàng)。第一及時(shí)進(jìn)行注漿管的“劈裂”樁體混凝土澆筑后，在7-24 h內(nèi)應(yīng)用清水對(duì)注漿管進(jìn)行“劈裂” 和清洗，這樣可以將注漿管頭部周圍的混凝土與土體的混合物及時(shí)劈通，保證注漿通暢。如果一根注漿管埋深不夠，導(dǎo)致注漿頭部被混凝土覆蓋，無法劈通。不得不在事后改用樁側(cè)注漿進(jìn)行補(bǔ)救。第二控制好漿液的濃度。在注漿過程中，漿液受到注漿壓力與灌漿阻力的共同作用，懸浮在漿液中的水泥顆粒不斷沉積在管壁上，導(dǎo)致管道系統(tǒng)的摩擦力不斷加大，流通截面逐漸縮小，直到完全堵塞。濃度過大是導(dǎo)致堵塞主要原因。因此要控制好漿液的濃度，宜先壓稀漿后壓濃漿。水泥漿應(yīng)攪拌均勻，在抽入高壓泵之前必須進(jìn)行過濾。壓漿時(shí)先慢速壓漿逐步達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并盡可能保持壓力穩(wěn)定。

二、施工中出現(xiàn)的問題和處理措施

1.噴頭打不開。壓力達(dá)到8MPa以上仍然打不開壓漿噴頭，說明噴頭部位已經(jīng)損壞，不要強(qiáng)行增加壓力，可在另一根管中補(bǔ)足壓漿數(shù)量。

2.出現(xiàn)冒漿。漿從地面上冒出，說明樁底已經(jīng)飽和，可以停止壓漿；若從本樁側(cè)壁冒漿，壓漿量也滿足或接近了設(shè)計(jì)要求，可以停止壓漿；若從本樁側(cè)壁冒漿且壓漿量較少，可將該壓漿管用清水或用壓力水沖洗干凈，等到第2d原來壓人的水泥漿液終凝固化、堵塞冒漿的毛細(xì)孔道時(shí)再重新壓漿。

3.單樁壓漿量不足。壓漿時(shí)最好采用整個(gè)承臺(tái)群樁一次性壓漿，壓漿先施工周圈樁形成一個(gè)封閉圈，再施工中間，能保證中間樁位的壓漿質(zhì)量，若出現(xiàn)個(gè)別樁壓漿量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，可視情況加大臨近樁的壓漿量作為補(bǔ)充。

4.壓漿管接頭焊接時(shí)應(yīng)小心，防止電焊時(shí)焊穿管壁。在土內(nèi)長度范圍內(nèi)的壓漿管接頭應(yīng)該錯(cuò)開，接頭盡量置于土內(nèi)上半部，并做鋼筋籠加以保護(hù)。

5.壓漿前測(cè)樁頂標(biāo)高，可以測(cè)定壓漿后樁是否有浮起現(xiàn)象，并進(jìn)行分析處理。當(dāng)樁頂泥漿冒泡和有抬高現(xiàn)象說明樁有微量浮起，這時(shí)應(yīng)停止壓漿待過1h-1.5h水泥漿靜止后再重新壓漿，這樣漸停漸注，當(dāng)注至設(shè)計(jì)要求水泥量后停止壓漿，可以防止樁浮起。

綜上所述，樁底后壓漿技術(shù)施工設(shè)備簡單，施工方便，對(duì)以碎石層為持力層的灌注樁，提高承載力和減小沉降量很有意義。在碎石層含有粘性土的情況下，通過研究計(jì)算，制定周密的施工方案和有針對(duì)性的技術(shù)措施同樣能夠達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，特別是對(duì)于沉降控制要求較高的高層建筑有著廣闊的應(yīng)用前景。

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