鋼筋混凝土灌注樁后壓漿施工技術(shù)研究

靳力勇

【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑工程成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，現(xiàn)階段，鉆孔灌注樁作為樁基工程中的主導(dǎo)樁型在工程實(shí)踐中應(yīng)用的也越來(lái)越廣泛，但由于鉆孔灌注樁施工過(guò)程中形成的泥皮阻礙了樁身與樁周土的結(jié)合，降低了摩擦系數(shù)，從而導(dǎo)致了樁側(cè)阻力的減小，而清孔不徹底常在樁底形成較厚的沉渣（虛土），使得鉆孔灌注樁的樁端阻力未能有效地發(fā)揮，造成鉆孔灌注樁承載力偏低?；诖?，本文就鋼筋混凝土灌注樁后壓漿施工技術(shù)進(jìn)行分析與研究。

【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土；灌注樁；后壓漿

引言

鋼筋混凝土灌注樁后壓漿施工技術(shù)，利用預(yù)先設(shè)置在樁身內(nèi)的壓漿管，在灌注樁成樁過(guò)程中，將水泥漿液注入樁端與土層之間，加固樁端松軟持力層，增強(qiáng)了樁的端阻力、提高了豎向承載力，減少了建筑物的沉降，改善了樁的受力特性，是能減少工程投資的一種先進(jìn)技術(shù)。

1.后壓漿技術(shù)作用機(jī)理

后壓漿技術(shù)，是針對(duì)傳統(tǒng)灌注樁施工工藝存在的缺陷而發(fā)展起來(lái)的一種施工工藝，它是指鉆孔成樁后，利用預(yù)埋在樁身的注漿管，通過(guò)地面壓力系統(tǒng)，將以水泥為主劑的固化液（純水泥漿或含外加劑的水泥漿）經(jīng)樁端注漿裝置均勻地注入樁端或樁側(cè)地層。根據(jù)漿液性狀、土層特性和注漿參數(shù)等不同，壓力漿液對(duì)樁端土層、樁端沉渣及樁端、樁側(cè)附近土體起到滲透、充填、壓密、劈裂及固結(jié)等不同作用，改變土體的物理力學(xué)性能，從而提高樁的承載力。水泥漿液的作用形式主要表現(xiàn)以下幾種。

1.1樁土間的縫隙得到了處理。成樁過(guò)程中，樁土之間不可避免地存在著縫隙，使得樁側(cè)的摩阻力減小，采用樁底壓漿技術(shù)，水泥漿液可由樁底進(jìn)入樁四周的泥皮縫隙中，填充了縫隙，還滲入到周圍的土體中，增大了樁與樁周土體之間的摩擦系數(shù)，提高了樁的承載力。

1.2沉渣和泥皮的固化效應(yīng)。由于沉渣強(qiáng)度較低，加之水泥漿本身的性質(zhì)，采用樁底壓漿后，漿液對(duì)樁底沉渣和樁周泥皮會(huì)起到加固作用，粗顆粒沉渣會(huì)成為中低強(qiáng)度的混凝土，細(xì)顆粒沉渣或虛土?xí)还袒癁榫W(wǎng)狀結(jié)石復(fù)合土體。

1.3對(duì)樁端持力層起到了加固作用。樁底的壓力灌漿，使?jié){液沿持力層的孔隙，由樁底向其周圍輻射，擠掉孔隙中的地下水和氣泡，此時(shí)漿液貫通形成了一體，客觀上起到了加固的作用，可有效地減小沉降量。

2.工程概況

鉆孔灌注樁后壓漿是在灌注樁施工中將鋼管沿樁鋼筋籠外壁埋設(shè)，待樁混凝土強(qiáng)度滿足要求后，將水泥漿液通過(guò)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(gè)高強(qiáng)度的結(jié)合體。某地區(qū)配套生產(chǎn)生活設(shè)施基礎(chǔ)采用后壓漿鉆孔灌注樁，共336根，鋼筋混凝土灌注樁施工完成后，采用2根端壓漿管和2根側(cè)壓漿管進(jìn)行壓力灌漿加固地基，其中端壓漿管布置在樁底，側(cè)壓漿管底端在距樁底15m處，每根灌注樁的樁端截面壓漿量為2t。壓漿管采用φ25.4mm鋼管，壁厚≥3mm，注漿采用P.O42.5水泥，水灰比控制在0.5～0.6之間，注漿時(shí)間在樁體施工完畢2～3d后進(jìn)行，注漿壓力控制在3.0～10.0MPa之間。

3.灌注樁后壓漿技術(shù)施工工藝

根據(jù)場(chǎng)地現(xiàn)狀和設(shè)備條件，后壓漿技術(shù)采用的工藝流程包括三個(gè)體系：

3.1樁土體系：設(shè)置到達(dá)樁端和樁側(cè)土的通道，即采用人工鉆孔的辦法或樁身混凝土澆注前預(yù)埋設(shè)管道通達(dá)樁側(cè)土層面或樁端土層內(nèi)，且端部應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的擴(kuò)散器。這是注漿前的準(zhǔn)備工作，也是注漿開(kāi)始的關(guān)鍵步驟。

3.2泵壓體系：在通道形成且樁身混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后，將樁頂?shù)耐ǖ揽谂c注漿泵連結(jié)，先灌水試壓試驗(yàn)，觀察壓水參數(shù)和系統(tǒng)反應(yīng)，再通過(guò)注漿泵把可凝固漿液壓入樁側(cè)和樁端土層內(nèi)，實(shí)現(xiàn)樁側(cè)和樁端注漿的目的。

3.3漿液體系：漿液是發(fā)揮注漿作用的主體，一般由凝固材料制成，分無(wú)機(jī)與有機(jī)兩類。建筑工程上大多以水泥為主劑，輔以各種特殊的外加劑以達(dá)到改性的目的。

混凝土鉆孔灌注樁后壓漿的施工技術(shù)就是通過(guò)兩根平行鋼管（鍍鋅管）插入孔底一定深度，另兩根管分別設(shè)置在孔間的不同土層處，然后將配制好的一定數(shù)量、一定比例的水泥漿在一定壓力下，通過(guò)這些管，泵入樁底和樁側(cè)，劈裂樁底成渣和臨近土體，并沿著樁端和撥身軸向、徑向滲透擴(kuò)散，從而使樁端的成渣、樁側(cè)泥漿護(hù)壁隱患得到根除，提高了混凝土鉆孔灌注樁的樁端承載力和樁周土層的側(cè)摩阻力，減少樁基的沉降變形。

其具體操作如下：

1）按鉆孔灌注樁規(guī)范要求進(jìn)行成孔，并在成孔之前或同時(shí)按規(guī)范要求制作鋼筋籠。

2）后壓漿技術(shù)的樁端壓漿管道選用直徑為32mm的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鍍鋅管或黑鐵管，以便于利用超聲波檢測(cè)儀在此導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)行樁基完整性檢測(cè)。兩端加工連接絲扣。

3）將兩個(gè)樁端壓漿器采用絲扣連接的方法分別接在樁端壓漿管道上，并對(duì)稱地綁扎在最下一節(jié)鋼筋籠的內(nèi)側(cè)，且樁端壓漿器超出鋼筋籠底部300～500mm。

4）樁側(cè)壓漿管選用直徑為20mm國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鍍鋅管或黑鐵管，兩端加工連接絲扣。

5）鉆孔灌注樁成孔完成后，進(jìn)行清孔，然后提鉆，下鋼筋籠。邊下鋼筋籠邊接壓漿導(dǎo)管。下籠結(jié)束后，在孔口壓漿導(dǎo)管口擰上堵頭，以免雜物掉入壓漿導(dǎo)管內(nèi)而使管路不暢。

6）二次清孔，并按設(shè)計(jì)要求灌注混凝土。樁身混凝土養(yǎng)護(hù)8～10d后可以進(jìn)行樁身超聲波檢查，確認(rèn)樁體混凝土質(zhì)量可靠后方可進(jìn)行壓漿，也可以待樁基靜載荷實(shí)驗(yàn)和樁身無(wú)損測(cè)試后進(jìn)行后壓漿工作。

7）安裝壓漿設(shè)備，鋪設(shè)壓漿管路。后壓漿的裝壓泵選用BW-150型或SGB6-10型泥漿泵或泵壓值超過(guò)l0MPa的柱塞式泥漿泵，要求排漿量大于5m3/h，性能穩(wěn)定，輸漿軟管宜選用耐壓值超過(guò)l0MPa的鋼絲編織高壓膠管。

8）攬制水泥漿液，注漿材料為水泥漿液，使用525#普通硅酸鹽水泥，水灰比控制在0.4～0.7，壓漿過(guò)程根據(jù)水泥漿比重控制水灰比，嚴(yán)禁水泥漿離析或沉淀。

9）壓水試驗(yàn)是在壓漿前向壓漿導(dǎo)管內(nèi)壓注清水，檢查壓漿管路的暢通情況，提高漿液的可灌性，當(dāng)確認(rèn)壓漿管路暢通時(shí)方可進(jìn)行壓漿。

10）壓漿過(guò)程。壓漿順序?yàn)槭紫葘?shí)施灌注樁上側(cè)壁壓漿，上側(cè)壁壓漿完畢半天后，對(duì)灌注樁下側(cè)壁注漿，在下側(cè)壁注漿完畢半天后，對(duì)樁端進(jìn)行注漿。初注時(shí)一般壓力較小，隨注漿過(guò)程的進(jìn)行，漿液也由稀到稠，注漿過(guò)程中要注意注漿壓力、注漿量和注漿軟管的變化。

11）壓漿以注漿壓力和注漿量雙向控制。灌注樁上下側(cè)壓漿每根管分別達(dá)到1～3t水泥量或注漿壓力達(dá)到10MPa（瞬間壓力達(dá)到15MPa），以其中一項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到后可結(jié)束壓漿工作，同時(shí)用百分表檢測(cè)樁和樁周土層的上抬量。

結(jié)束語(yǔ)

灌注樁后壓漿裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單、安裝方便、成本較低、可靠性高，壓漿管壓漿后可取代等強(qiáng)度鋼筋。后壓漿施工于成樁后3～5天，不與灌注樁作業(yè)交叉，對(duì)注漿量和注漿壓力進(jìn)行雙向控制，易于保證施工質(zhì)量。灌注樁后壓漿技術(shù)能明顯改善樁的端承力及樁側(cè)摩阻力，提高單樁承載力，減少樁頂沉降。承載力的提高，可以適當(dāng)縮短樁長(zhǎng)、減少樁的數(shù)量，降低施工難度，縮短工期，節(jié)約投資，應(yīng)用前景廣闊。

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