鋼筋混凝土灌注樁后壓漿技術(shù)

錢超

摘要：鋼筋混凝土灌注樁后壓漿技術(shù)因其適用范圍廣、施工工藝簡單、加固效果好、加筋作用明顯、投資少等優(yōu)點在地基基礎(chǔ)加固中應用廣泛。本文作者根據(jù)自己多年的工作經(jīng)驗，對混凝土灌注樁后壓漿技術(shù)加固的特點，施工要點質(zhì)量控制及加固機理等結(jié)合某工程實例作以闡述，并就工程中該技術(shù)良好的加固效果予以肯定，共同行參考。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土灌注樁；后壓漿技術(shù)；地基基礎(chǔ)；加固

前言

鋼筋混凝土灌注樁后壓漿技術(shù)是利用預先設(shè)置在樁身內(nèi)的壓漿管，在鋼筋混凝土灌注樁成樁過程中，將水泥漿液注入樁端與土層之間，加固樁端（側(cè)）松軟持力層，提高了豎向承載力。本文就鋼筋混凝土灌注樁進行壓漿前后工程性狀的比較，揭示了后壓漿技術(shù)的內(nèi)在規(guī)律，在針對工程施工中常見的一些問題提出了相應的應對措施。通過實際工程應用，用數(shù)據(jù)證明了灌注樁后壓漿施工技術(shù)確實具有特定的加固作用，能夠減少樁的長度、提高樁的極限承載力、減少樁的沉降量，從而改善了鋼筋混凝土灌注樁的工程性狀，降低工程造價，是一項工藝簡單、投資較少但能創(chuàng)造較高經(jīng)濟效益的施工技術(shù)，值得推廣。

1 鋼筋混凝土灌注樁后壓漿施工技術(shù)的特點

1.1壓漿管閥的設(shè)置

在灌注樁鋼筋籠上對稱設(shè)置2根底端有類似單向閥的注漿管，單向閥伸入孔端持力層，成樁后一定時間內(nèi)，將水泥漿注入導管，經(jīng)過單向閥進入樁端持力層。

1.2施工工藝流程

1.2.1壓漿管的制作

在制作鋼筋籠的同時制作壓漿管。壓漿管采用的直徑為25㎜的鍍鋅鋼管，接頭采用絲扣連接，兩端采用絲堵封嚴。壓漿管長度比鋼筋籠長度多出550㎜，在樁底部長出鋼筋籠50㎜，上部高出樁頂混凝土面500㎜但不得露出地面以便于保護。壓漿管在最下部200㎜制成壓漿噴頭。用鉆頭在該部分均勻鉆出4排泄?jié){孔（每排4個孔，孔距50㎜，孔徑4㎜）。再用圖釘將泄?jié){孔堵嚴，外面套上同直徑的自行車內(nèi)胎并在兩端用膠帶封嚴，壓漿噴頭就形成了一個類似單向閥的裝置。當注漿時壓漿管中壓力將車胎迸裂、圖釘彈出，水泥漿通過泄?jié){孔與圖釘之間的孔隙壓入碎石層中，而混凝土灌注時該裝置又保證混凝土中水泥漿不會將壓漿管堵塞。

1.2.2壓漿管的布置

將2根壓漿管對稱綁在鋼筋籠外側(cè)（靠近樁外皮，利于后壓漿沖破混凝土保護層的約束）。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壓漿管的保護，鋼筋籠不得扭曲，以免造成壓漿管在絲扣連接處松動。噴頭部分應設(shè)置混凝土墊塊加以保護，不得摩擦孔壁以免車胎破裂造成壓漿孔的堵塞。鋼筋籠定位后，即可按照相關(guān)施工規(guī)范要求灌注混凝土。

1.2.3壓漿樁位的選擇

根據(jù)以往過程實踐，在碎石層中，水泥漿在工作壓力作用下影響面積較大。為防止壓漿時水泥漿液從臨近薄弱地點冒出，應在樁混凝土灌注完成3～7d后再壓并且該樁的周圍8m范圍內(nèi)沒有鉆孔機鉆孔作業(yè)，該范圍內(nèi)的其他樁也應在混凝土灌注完成2d以上。

1.2.4壓漿施工順序

壓漿時最好采用整個承臺群樁一次性壓漿，壓漿先施工周圍的樁再施工中間樁；壓漿時采用2根樁循環(huán)壓漿，即先壓第一根樁的A管，然后依次為第一根樁的B管和第2根樁的B管，這樣就能保證同一根的2根管壓降時間間隔30～60min以上，給水泥漿一個在碎石層中擴撒的時間。壓漿時應做好施工記錄，記錄的內(nèi)容應包括施工時間、壓漿開始及結(jié)束時間、壓漿數(shù)量以及出現(xiàn)的異常情況和處理的措施等。

2壓漿施工中出現(xiàn)的問題和相應措施

2.1噴頭打不開

壓力達到10Mpa以上仍然打不開壓漿噴頭，說明噴頭部位已經(jīng)損壞，不要強行增加壓力，可在另一根管中補足壓漿數(shù)量。

2.2出現(xiàn)冒漿

壓漿時常會發(fā)生水泥漿沿著樁側(cè)或在其他部位冒漿的想象，若水泥漿液是在其他樁或在地面上冒出，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)計要求，可以停止壓漿；若從本側(cè)壁冒漿，且壓漿量較少，可將壓漿管用清水或用壓力水沖洗干凈，等到第2d原來壓入的水泥漿液終凝固化、堵塞冒漿的毛細孔道時再重新壓漿。

2.3單樁壓漿量不足

個別的樁在壓漿量尚未達到預定值時就從樁邊向上冒漿，或由于壓力過高，造成壓漿無法進行，也會造成壓漿量不足。壓漿時最好采用整個承臺群樁一次性壓漿，壓漿先施工周圍的樁，以形成一個封閉圈，再施工中間的樁，能保證中間樁的壓漿質(zhì)量。

3鋼筋混凝土灌注樁后壓漿對樁側(cè)、樁端土的加固機理

3.1加固機理

3.1.1充填膠結(jié)效應

在砂土中實現(xiàn)滲入性注漿，土體孔隙噴漿液充填、散粒膠結(jié)在一起，土體強度和剛度大幅度提高。

3.1.2加筋效益

在粘性土中實現(xiàn)劈裂注漿，土被網(wǎng)狀結(jié)石分割并產(chǎn)生加筋作用進而生成復合土體。網(wǎng)狀結(jié)石那個使復合土體強度、變形性質(zhì)大為改善，同時，劈裂注漿過程還伴生固結(jié)和化學硬化作用。

3.1.3固化效應

樁端沉渣和樁側(cè)“泥皮”與漿液發(fā)生物理化學反應而固化。此外，不等厚度的水泥結(jié)石固著于樁端，起了一定的擴底效應，中短樁尤為明顯。

3.1.4壓密效應

土體壓密，增大了樁側(cè)、樁端阻力，對中短樁而言增強效果主要集中在樁端。

3.2壓漿作用

對于不同的土類，后壓漿的作用有以下幾種類型：1滲入型注漿，即當漿液顆粒尺寸不大于孔隙尺寸，漿液有良好的流動性能，特別是砂層，在壓力下滲入土中孔隙；2壓密性注漿，是漿液的壓力作用下，強行擠向注漿點附近的薄弱區(qū)域，形成球形漿泡，擠壓土體，壓密土體；3劈裂注漿，是帶壓漿液克服土體最小主應力面或軟弱結(jié)構(gòu)面上的初始應力和抗拉強度，使其劈裂，漿液沿劈裂面注入土體，連續(xù)不斷，則可在注漿點周圍形成網(wǎng)狀漿脈。劈裂注漿一般發(fā)生在粘性土、粉土、粉細砂中。這種情況一般發(fā)生于側(cè)樁泥皮和樁端沉渣處。這三種類型的注漿大多為交叉綜合作用。

3.3增強效應

3.3.1單樁的增強效應

后壓漿使樁端阻力增幅60～150%，細粒土增幅小于粗粒土，長樁增幅小于短樁。樁端壓漿還使?jié){液沿樁側(cè)上溢，使樁底以上10～20m范圍的側(cè)阻力增大20～80%，且粗粒土大于細粒土，增幅沿樁身上大下小。

3.3.2群樁的后壓漿效果

在土層中，群樁幾何參數(shù)相同的情況下，壓漿群樁承載力顯著高于非壓漿群樁。樁距在（3.75～7.5）d的范圍內(nèi)，其承載力增幅隨樁距的增大而提高。壓漿群樁整體變形性狀顯著，單樁的獨立沉降變形很小，承臺下土的反力小于非壓漿群樁，在相同荷載作用下，前者僅為后者的30～60%，承臺分擔荷載更小。經(jīng)壓漿處理，群樁基礎(chǔ)更接近于實體基礎(chǔ)。

4工程應用實踐

該工程位于揚州市區(qū)，是一棟以辦公為主的高層建筑。地下2層，地上16層，建筑總高為64m?？蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑700㎜，設(shè)計樁長15m，樁端以中密碎石為持力層。如按正常的摩擦、端承樁計算，單樁極限承載力小于3500KN，而設(shè)計要求必須達到5000KN。

為此，我們采用了灌注樁后壓漿施工技術(shù)。工程樁345根，共計壓入普通硅酸鹽水泥74.5t，平均單樁壓漿0.216t。經(jīng)三組靜載荷試驗和七組大應

5結(jié)束語

變實驗，壓漿后實測單樁極限承載力平均值達6740KN，承載力提高101%，經(jīng)濟效益十分顯著。工程竣工后，我們對采用鉆孔灌注樁后壓漿的該工程進行了為期三年的沉降觀測，共設(shè)置8個沉降觀測點，最小沉降量為20㎜，最大沉降量為78㎜.由此表明，后壓漿對于減小灌注樁基礎(chǔ)的沉降有顯著作用。

灌注樁后壓漿，由于具有特定的加固作用，減少了樁的長度、提高了樁的極限承載力、減少了樁的沉降量，從而改善了樁的工程性狀，減低了工程造價，是一項工藝簡單、投資較少但能創(chuàng)造較高經(jīng)濟效益的施工技術(shù)，值得推廣。