鉆孔灌注樁后注漿法施工技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用分析

■郭海龍

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)勘查院 河南洛陽471023）

鉆孔灌注樁后注漿法施工技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用分析

■郭海龍

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)勘查院 河南洛陽471023）

本文以義馬市供水公司綜合樓為例，闡述了后注漿技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用，并對后注漿技術(shù)適用的地質(zhì)條件,加固機(jī)理,參數(shù)的確定,施工工藝進(jìn)行分析，對其前景進(jìn)行了展望。

高層建筑灌注樁后注漿施工技術(shù)承載力特征值

1　引言

近年來隨著的經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各大、中城市高層、超高層建筑如雨后春筍拔地而起。而相應(yīng)的凸顯出地基基礎(chǔ)方案選取及地基處理措施科學(xué)采用的重要性，在豫西地區(qū)高層建筑經(jīng)驗(yàn)中，鉆孔灌注樁后注漿措施采用比較廣泛，工藝、技術(shù)相對較成熟。本文作者從事巖土工程勘察工作多年，尤其在高層建筑方面更深有體會(huì)?？茖W(xué)合理的施工工藝，既能縮短工期、降低成本，又能滿足設(shè)計(jì)要求，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2　義馬市供水公司綜合樓成功事例

（1）工程概況。義馬市供水公司綜合樓主樓地上28層，地下1層，高度83.20m，基礎(chǔ)埋深4.9m，均布荷載520kPa。該工程巖土工程勘察等級為乙級，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為乙級，建筑抗震設(shè)防等級為丙類建筑。

（2）方案選取。義馬市供水公司綜合樓主樓地上28層，1層地下室，高度83.20m，基礎(chǔ)埋深4.9m,均布荷載520kPa。結(jié)合勘察單位地質(zhì)報(bào)告，擬建主樓不易采用天然地基淺基礎(chǔ)方案。最終經(jīng)多方論證⑥層卵石層在場區(qū)內(nèi)分布均勻、穩(wěn)定，且承載力相對較高，可作為樁端持力層。該工程主樓部分采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)上的筏板基礎(chǔ)方案。

表1　單樁豎向承載力特征值計(jì)算表

由上表可知，計(jì)算出的單樁豎向承載力特征值不能滿足上部荷載要求。該工程若采用加長樁長的施工方案，則其一單樁成孔需穿透兩層卵石層，施工難度較大；其二單樁過長其相對成本較高，施工周期較長。后設(shè)計(jì)為鉆孔后注漿法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，28層主樓采用樁筏基礎(chǔ)時(shí)，單樁豎向承載力特征值不應(yīng)小于2650KN。最終經(jīng)檢測，該工程共布置的537根基樁，I類樁530根，II類樁7根，無III類、IV類樁，單樁豎向抗壓承載力特征值為2650KN，完全滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)驗(yàn)算，其亦滿足下臥層及沉降計(jì)算要求。并使得整個(gè)工程基礎(chǔ)施工工期較前期方案提前21天，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

3　后注漿技術(shù)在工程中的具體應(yīng)用

3.1適用的地質(zhì)條件

該施工方法可用于各類鉆、挖、沖孔灌注樁及地下連續(xù)墻的沉渣、泥皮和樁底、樁側(cè)一定范圍土體的加固。其加固層可以土類、砂類、卵礫石，粗粒土較細(xì)粒土效果好。義馬市供水公司綜合樓鉆孔灌注樁樁端采用第⑥層卵石層為樁端持力層，其下部⑦層粉質(zhì)粘土層為第四系中更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土層，地質(zhì)年代老，承載力特征值相對較好，其樁端以下不存在軟弱下臥層，較適宜采用該技術(shù)。

3.2加固機(jī)理

鉆孔樁后注漿技術(shù)分為樁端注漿和樁側(cè)注漿兩種。后注漿技術(shù)提高樁承載力的機(jī)理如下：（1）沉渣和松動(dòng)土體被重新膠結(jié)，裂隙被充填，從而有效地提高樁底的剛度和強(qiáng)度。（2）因漿液的擴(kuò)散滲透，在樁端附近形成一定范圍的膠結(jié)囊體，增大持力層的受力面積，起到了端承擴(kuò)大頭的作用。（3）在壓力作用下，部分漿液沿樁土界面上浸，使下部樁體與泥皮及土體膠結(jié)成整體，使樁端下部樁側(cè)摩阻力得到正常發(fā)揮。（4）在漿液中摻入膨脹劑或采用膨脹水泥，樁底的膠結(jié)體在固結(jié)過程中產(chǎn)生微膨脹，對樁端產(chǎn)生一定的預(yù)壓力，尤其是在高壓作用下，樁端介質(zhì)的壓縮變形提前完成，減少了樁在同一樁頂荷載作用下的樁頂豎向位移，從而達(dá)到提高單樁承載力的目的。

3.3注漿施工工藝

（1）施工工藝流程。樁位放線、開挖漿池→護(hù)筒埋設(shè)→人工挖孔→鉆機(jī)就位、孔位校正→鉆進(jìn)、清除廢漿泥渣→清孔換漿→終孔驗(yàn)收→注漿管綁扎→下鋼筋籠、注漿管、鋼導(dǎo)管→投碎石→檢查鋼筋籠頂標(biāo)高→砼灌注→成樁砼養(yǎng)護(hù)→注漿施工（2）施工工藝。①工藝選擇：a、根據(jù)現(xiàn)場場地的土層特點(diǎn)、樁基設(shè)計(jì)要求及注漿后單樁抗壓豎向承載力要求，本基樁工程采用樁端注漿工藝。b、單樁水泥用量按每組樁0.8t、1.0t、1.2t考慮。②注漿管布置：a、注漿管采用2 根φ25鋼管，用套管連接。b、兩根端壓管底部置于樁頂，上部超出地面200mm。c、注漿管隨鋼筋籠下放，逐根用鐵絲擰緊固定在鋼筋籠外側(cè)，在下放過程中注入清水并檢查連接密封情況，若發(fā)現(xiàn)漏水應(yīng)將其提出重接，確保注漿管路密封。③注漿控制原則及控制方法：注漿總體控制原則：實(shí)行注漿量與壓力雙控，但由于樁端進(jìn)入持力層（卵石層）不小于600mm，卵石層滲透性強(qiáng)，所以將以注漿量控制為主。④注漿控制設(shè)置與制作：注漿管采用2φ25鋼管，用錘子將鋼管的底部砸成尖形開口并焊牢，鋼管底端長350～500mm左右鉆若干個(gè)φ10小孔，做好花管，然后在每個(gè)小孔中放上圖釘，再用絕緣膠布夾膠帶包裹，以防小孔被澆樁的砼阻塞。每根管底連接注漿閥門，注漿管順鋼筋籠主筋固定在鋼筋籠上，注漿管與管間用螺紋接，移動(dòng)鉆機(jī)、灌注砼時(shí)不得損壞注漿管。

3.4后注漿施工控制措施

（1）注漿器在埋置前，必須采用橡膠皮密封，嚴(yán)禁泥漿或水泥漿進(jìn)入注漿管。安置前應(yīng)事先注滿水。（2）在鋼筋籠調(diào)放及灌注過程中，必須保證接頭的密封性，嚴(yán)禁劃傷、劃破注漿管及注漿管。（3）注漿前頭部高出作業(yè)面0.2m，并用堵頭密封。（4）投石后，用測繩在不同方向探測碎石實(shí)際上升高度。保證孔底碎石0.5m，且分布均勻。（5）注漿前，要用測繩探測注漿管內(nèi)是否有異物，若發(fā)現(xiàn)異?？上认氯胨苓M(jìn)行沖洗，直至?xí)惩?。?）注意檢查壓力表，保證能反映真實(shí)情況。（7）嚴(yán)格控制水灰比（0.5～0.55），漿液進(jìn)入儲(chǔ)漿桶時(shí)要用16目紗網(wǎng)過濾，且兩次過濾。（8）注足水泥漿后，關(guān)閉設(shè)在管上端的逆止閥，封壓時(shí)間30min，待其壓力消散后，再卸掉閥門。

4　結(jié)束語

工程地質(zhì)條件不同，其基礎(chǔ)方案選取也大不相同；在有可選擇性方案時(shí)，其各種效益的對比分析就顯得尤其重要，既能滿足設(shè)計(jì)要求，又能創(chuàng)造較好的效益，必然是首選之項(xiàng)。建設(shè)工程中勘察、設(shè)計(jì)部門及施工單位都應(yīng)廣泛征取意見，并結(jié)合相關(guān)成功經(jīng)驗(yàn)將鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)進(jìn)行推廣。其意義深遠(yuǎn)，而前景廣闊。

[1]義馬市供水公司綜合樓巖土工程勘察報(bào)告.洛陽.河南省洛陽豫西水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察公司，2007.

[2]義馬市供水公司綜合樓工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工方案.鄭州.中建七局第四建筑有限公司，2008.

[3]地基基礎(chǔ)工程檢測報(bào)告.鄭州.黃河物探研究院（河南）有限公司，2008.

TU745.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-373-1