樁端后注漿補強處理技術(shù)

吳衛(wèi)聰

（廣州市公路工程公司，廣東廣州510075）

樁端后注漿補強處理技術(shù)

吳衛(wèi)聰

（廣州市公路工程公司，廣東廣州510075）

文中通過實例介紹樁端后注漿補強處理技術(shù)，簡述加固原理，施工流程及工藝，總結(jié)施工注意事項，以期為同類工程提供參考。

鉆孔灌注樁；注漿；補強

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會對公路交通設(shè)施的需求日益增多，要求也越來越高。大量公路橋梁投入建設(shè)，由于地質(zhì)構(gòu)造運動復(fù)雜，如果勘探設(shè)計階段布點代表性不廣泛，使橋位工程地質(zhì)縱、橫斷面圖失準(zhǔn)，容易導(dǎo)致樁端持力層位于軟弱夾層等不利巖層當(dāng)中。此類缺陷通常采用樁端后注漿補強處理技術(shù)對樁端持力層進行補強。本文結(jié)合廣明高速公路西山村高架橋6-4樁樁端后注漿補強處理的實例，介紹樁端后注漿補強處理技術(shù)。

1　工程概況

廣明高速公路西山村高架橋6-4樁，樁基為沖孔灌注嵌巖樁，設(shè)計樁徑D160 cm，樁底標(biāo)高-3 m，樁長23 m。樁基檢測報告顯示，樁身混凝土連續(xù)、完整，混凝土膠結(jié)較好，骨料分布基本均勻，芯樣表面較光滑，混凝土芯側(cè)面偶見小氣孔，其中6-4-1孔1.75～2.00 m、9.20～9.40 m見蜂窩麻面；6-4-2孔5.81～6.25 m、6.45～6.90 m、20.85～21.15 m見蜂窩麻面，混凝土芯多呈長柱狀，斷口基本吻合，樁身完整性類別為Ⅱ類；樁身混凝土芯樣試件抗壓強度代表值為29.5 MPa，滿足C25的設(shè)計要求。實際樁長長于施工記錄樁長；樁底未見沉渣；樁底持力層為中風(fēng)化花崗片麻巖；工程地質(zhì)性質(zhì)不滿足微風(fēng)化巖的設(shè)計要求。抽芯顯示樁底持力層存在缺陷，設(shè)計要求對該樁進行樁端后注漿補強處理，以提高單樁承載力。

2　加固原理

（1）改善持力層承載性能。樁端后注漿處理可以對樁底沉渣進行置換或固結(jié)，并通過填充、滲透、劈裂和擠密等作用使樁端持力層在一定范圍內(nèi)形成膠結(jié)體，改善持力層的物理力學(xué)性能，提高持力層強度，從而提高樁體承載力。

（2）形成樁端擴大樁頭。樁端注漿通過填充、滲透、劈裂、擠密和膠結(jié)作用形成樁端擴大樁頭，增大了樁端受力承載面積，從而提高樁體承載力。

（3）提高樁側(cè)摩擦阻力。樁端注漿在壓力作用下，漿液從樁端沿樁側(cè)向上，通過填充、滲透、劈裂和擠密等作用，對樁身四周泥皮進行置換或固結(jié)，在樁身四周形成膠結(jié)體，使樁側(cè)摩擦阻力大幅度提高，從而提高樁體承載力。

3　施工機械設(shè)備（表1）

表1　施工機械設(shè)備一覽

4　施工流程及施工工藝

4.1施工流程（圖1）

圖1　樁端后注漿補強施工流程

4.2施工工藝

（1）鉆孔：樁內(nèi)布置4個注漿孔，除利用抽芯在樁身形成的2個孔外，再在樁身上鉆2個孔（如圖2所示）。采用XY-1油壓鉆機，金剛石組合鉆具鉆孔，鉆孔直徑?91～?101mm，傾斜度小于0.5%，孔深應(yīng)超過處理部位1 m。

圖2　孔位布置

（2）高壓清水切割：將帶有合金噴射器的組合鉆具分別下入各孔，以高壓注漿泵提供高壓清水對各孔底缺陷部位進行高壓切割。高壓清水噴射壓力25～28 MPa，排量80 L/min左右，提升速度5～10 cm/min，旋轉(zhuǎn)速度18 r/min。找準(zhǔn)缺陷點（段），采用定點定段切割，使樁底缺陷層剝落。

（3）氣舉清渣：利用相互連通各孔，采用空氣壓縮機氣舉反循環(huán)清渣，直至無渣無泥為止?？諝鈮嚎s機排量3 m3/min，壓力0.8 MPa。

（4）埋設(shè)井口管：井口管采用鋼管，加焊鋼筋并用15 cm厚水泥砂漿埋植于井口，確保5 MPa壓力時不泄不漏。

（5）旋噴注漿：采用高強度水泥，用造漿桶造出水灰比為0.5～0.7的水泥漿，分別對各孔缺陷段進行旋噴注漿。旋噴注漿壓力2～3 MPa，提升速度15 cm/min，旋轉(zhuǎn)速度18 r/min，每孔上下反復(fù)旋噴不少于5遍。待各孔返漿后再造出水灰比為0.5左右的濃水泥漿以反推法換漿，至各孔內(nèi)返出與注入漿濃度一致，以保證補強后漿體強度。

（6）壓漿：在以上工序完成后，關(guān)閉井口，用水灰比0.5的濃水泥漿向孔內(nèi)靜壓注漿，以增加密實度。壓力為3 MPa，穩(wěn)壓20 min。

（7）孔口補漿：在水泥漿終凝前對孔口進行補漿，消除漿體回縮影響，平整孔口。

4.3施工控制主要參數(shù)及水泥漿性能指標(biāo)

（1）施工控制參數(shù)主要包括漿液水灰比、注漿量及注漿壓力3項。

①漿液水灰比。水灰比0.5～0.7，按先稀后濃原則控制；

②注漿量。設(shè)計注漿量為水泥2.5 t；

③注漿壓力。旋噴注漿壓力2～3 MPa。靜壓注漿壓力3 MPa，穩(wěn)壓20 min。

（2）水泥漿性能指標(biāo)（表2）

表2　水泥漿性能指標(biāo)

4.4施工注意事項

（1）終孔標(biāo)準(zhǔn)采用注漿壓力與注漿量雙控，其中注漿壓力是注漿效果好壞的關(guān)鍵。注漿過程壓力變化情形及原因分析如下：

①壓力有規(guī)律上升，并達到預(yù)定的要求值，表明注漿是成功的；

②壓力上升后突然下降，可能漿液遇到空隙部分，從注漿管周邊逸走，或因為漿液注速過大而擾動土層。若后來壓力再度上升，并達到預(yù)定的要求值，表明空隙部位已被漿液填滿，注漿是成功的；

③壓力逐漸上升，但達不到預(yù)定的要求值，可能是由于漿液在粘土中形成劈裂滲透，部分漿液外逸，或漿液濃度低，凝膠時間長；

④壓力上升很快，但速度上不去，表明土層密實，或漿液的凝膠時間過短；

⑤壓力反復(fù)升降，整體呈逐漸上升趨勢，可能是因為漿液的凝膠時間短；

⑥注漿開始后壓力未見上升，甚至降至初始壓力值以下并呈下降趨勢，表明漿液外逸。

（2）孔內(nèi)注漿漿液外逸嚴(yán)重，注漿壓力達不到預(yù)訂的要求值，可采取以下措施進行處理：

①降低噴射管提升速度或停止提升；

②降低噴漿壓力及流速，進行原位灌漿；

③停止注漿候凝，間隔時間一般為30～60 min；

④加大漿液濃度或摻入一定比例的水玻璃速凝溶液。

（3）原始記錄是整個工程施工過程的真實反映，是檢查和衡量施工質(zhì)量好壞的重要依據(jù)。記錄人員應(yīng)認真填寫好各項原始記錄的報表，各種數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)確、齊全。后注漿施工完成后應(yīng)提供以下資料：①水泥材質(zhì)檢驗報告；②壓力表檢定證書；③設(shè)計工藝參數(shù)；④注漿記錄；⑤后注漿作業(yè)記錄；⑥施工日記；⑦特殊情況處理記錄；⑧其它相關(guān)的質(zhì)量記錄。

5　結(jié)語

樁端后注漿補強處理后，監(jiān)理組織檢測單位進行抽芯檢測。檢測結(jié)果顯示，樁端與巖石膠結(jié)緊密，水泥注漿體28 d無側(cè)限抗壓強度為26.8 MPa，達到樁端后注漿補強處理目的及使用要求。

［1］JTG/T F50-2011.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2011.

［2］華永平.注漿技術(shù)在樁底補強中的應(yīng)用［J］.廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2007，6（3）：29-31.

［3］宋海龍.淺談沖孔灌注樁樁底持力層采用壓力注漿的補強技術(shù)應(yīng)用［J］.建材發(fā)展導(dǎo)向，2013，（1）：206-207.

Technology of Grout Injection in Pile Reinforcement

WU Wei-cong
（Guangzhou Highway Engineering Company，Guangzhou 510075，China）

This paper introduces the technology of grout injection in pile reinforcement，describes the reinforcement principle，construction process and technology，and sums up the construction precautions，which providing reference for similar projects.

cast-in place pile；grout injection；reinforcement

U445.7

A

1671-8496-（2016）-03-0052-03

2016-03-30

吳衛(wèi)聰（1989-），男，助理工程師

研究方向：路橋施工與管理