灌注樁樁底后壓漿質(zhì)量控制措施

羅 曉 琴

(山西省介休公路管理段，山西 介休 032000)

近年來，隨著我國橋梁建設(shè)規(guī)模越來越大，鉆孔灌注樁是橋梁建設(shè)上最常用的一種深基礎(chǔ)形式，施工噪聲低，對(duì)周邊環(huán)境影響小，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在鉆孔灌注樁施工中，由于成孔作業(yè)形成的孔底沉渣不易清除，以及采用泥漿進(jìn)行護(hù)壁形成的側(cè)壁泥皮，這些都會(huì)對(duì)樁端及樁周阻力發(fā)揮產(chǎn)生不利影響，使用后壓漿技術(shù)是解決這一問題的最有效途徑。

后壓漿技術(shù)對(duì)樁底沉渣、樁端持力層及樁周泥皮具有顯著的滲透、充填、壓密和固結(jié)效果，能有效保證成樁完整性，有效提高樁承載力，顯著減少變形。同時(shí)，還能有效縮短施工周期，還能節(jié)約材料，創(chuàng)造良好的工程經(jīng)濟(jì)效益，使用范圍廣，能適用于大多數(shù)地質(zhì)條件，得到越來越多的重視和應(yīng)用。研究表明，后壓漿技術(shù)可使單樁豎向承載力提高40%以上，樁基沉降減小30%左右，預(yù)埋的注漿管可與樁身完整性超聲檢測管合二為一。

1 后壓漿固結(jié)機(jī)理

灌注樁后壓漿技術(shù)，是近年來發(fā)展起來的樁基改良技術(shù)，就是在樁混凝土終凝到一定強(qiáng)度后，通過在樁內(nèi)預(yù)埋的注漿管，將一定比例水灰比的水泥漿用高壓泵以一定壓力壓入樁底及樁側(cè)，分為樁底和樁側(cè)后壓漿技術(shù)兩種。采用后壓漿技術(shù)，在保證施工質(zhì)量基礎(chǔ)上，能有效縮短樁長和樁徑，降低施工難度，加快施工進(jìn)程，降低材料成本和人工成本。

在成樁施工中，孔底沉渣不可避免。在初灌時(shí)，混凝土從導(dǎo)管落下，出現(xiàn)的離析容易導(dǎo)致“虛尖”“干碴石”的形成。同時(shí)，樁身與樁周土的結(jié)合受到樁側(cè)泥皮的不利影響，造成摩擦系數(shù)降低。這些不利因素均會(huì)降低樁端承載力和側(cè)壁摩阻力。后壓漿技術(shù)最顯著特性在于能夠有效提高單樁豎向承載力，固化周圍泥皮、沉渣等，減少樁基建筑物的不均勻沉降。

單樁采用后壓漿技術(shù)后，水泥漿出現(xiàn)端部擴(kuò)散，向四周擴(kuò)散具有增加端部直徑的效果，向下擴(kuò)散具有增加樁長的效果。漿液滲入樁端后，能有效固結(jié)孔底沉渣、“虛尖”及“干碴石”，使得樁端密實(shí)度大大增強(qiáng)。同時(shí)，水泥漿液填充在樁身和土層結(jié)合部，能有效消除泥皮使樁側(cè)摩阻力提高，樁身缺陷得到有效修補(bǔ)，向樁側(cè)土層中的橫向滲透也具有加大樁徑的效果。

在群樁區(qū)域來說，樁通強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，將水泥漿液壓入樁端碎石、土層孔隙中，所有漿液連成一片，使得松散的沉渣、碎石、土粒等得到有效固結(jié)，形成的高強(qiáng)度結(jié)合體能顯著提高樁基承載功能。

2 后壓漿施工要點(diǎn)

在某橋梁工程中，X號(hào)主墩由131根鉆孔灌注樁組成，樁長120 m，樁徑2.5 m～2.85 m?？孜徊课淮嬖谥煌穸鹊姆凵?、細(xì)沙、中粗沙及沙礫層，屬于易坍塌地層。在施工中，采用大功率鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，成孔作業(yè)中使用優(yōu)質(zhì)PHP泥漿進(jìn)行護(hù)壁，成樁后一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行樁底后壓漿。

后壓漿主要施工工藝：準(zhǔn)備工作→水泥漿液配制→水泥漿過濾至儲(chǔ)漿池→注漿泵與樁身壓漿管連接→打開排氣閥、放氣→關(guān)閉排氣閥、清水通管→水泥漿液壓注→質(zhì)量檢測。

2.1 壓漿前準(zhǔn)備

在進(jìn)行鋼筋籠加工時(shí)，為便于對(duì)接方便，壓漿管接頭焊接并適當(dāng)與鋼筋接頭錯(cuò)層。注漿導(dǎo)管等距離綁扎在鋼筋籠的內(nèi)側(cè)且與樁軸平行。

根據(jù)樁徑大小設(shè)置導(dǎo)管及注漿閥數(shù)量。對(duì)于樁直徑不大于1 200 mm時(shí)，建議沿鋼筋籠圓周對(duì)稱設(shè)置2根。對(duì)于樁直徑大于1 200 mm以上的，建議對(duì)稱設(shè)置3根。注漿泵(如圖1所示)是最主要設(shè)備，壓漿管路安裝完畢后，與漿液分配器連接牢固，還須對(duì)壓漿管路進(jìn)行編號(hào)并明示。

開塞時(shí)間早晚對(duì)壓漿較為關(guān)鍵。為確保壓漿管路的暢通，在樁混凝土澆筑完成后24 h～28 h時(shí)，使用壓漿泵將樁端注漿管單向閥用清水沖開。對(duì)于U型注漿管，為避免出現(xiàn)壓漿管堵塞現(xiàn)象，要求每天開泵注水循環(huán)10 min～15 min。

2.2 配制水泥漿

進(jìn)行后壓漿作業(yè)的水泥在P.O42.5以上，不得結(jié)塊。

水灰比控制是漿液調(diào)配的關(guān)鍵，確保不出現(xiàn)離析和沉淀。水灰比按0.5～0.6進(jìn)行控制，須攪拌2 min以上，確保具有良好的流動(dòng)性。將漿液注入貯漿桶(如圖2所示)時(shí)，為避免出現(xiàn)雜物堵塞壓漿孔及管路現(xiàn)象，要求使用紗網(wǎng)過濾2次。

2.3 單樁壓漿

能否順利注漿，控制好注漿時(shí)間是重點(diǎn)。當(dāng)樁身混凝土強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)值的75%以上，即可開始進(jìn)行樁端土層壓漿作業(yè)。在壓漿過程中須進(jìn)行泵壓和速度控制，實(shí)現(xiàn)持續(xù)不間斷壓漿，注漿泵壓1 MPa～5 MPa，終止泵壓6 MPa內(nèi)，壓漿速度30 L/min～40 L/min。

壓漿作業(yè)須連續(xù)進(jìn)行，盡量做到不間斷。必須間斷時(shí)，要求將間斷時(shí)間控制在30 min以內(nèi)，水泥漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要求后即告終止。當(dāng)泵壓漿達(dá)到8 MPa，而水泥量達(dá)80%以上時(shí)，可視為壓漿合格。指定專人進(jìn)行壓力和注漿量記錄。

2.4 群樁壓漿

進(jìn)行群樁壓漿時(shí)，依據(jù)“先外側(cè)，后內(nèi)側(cè)”的順序進(jìn)行，在外側(cè)隔樁進(jìn)行壓漿作業(yè)。進(jìn)行單樁壓漿時(shí)，應(yīng)確保其周圍20 m半徑范圍內(nèi)的樁混凝土灌注完畢，可對(duì)壓漿順序進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

在壓漿過程中，須進(jìn)行壓漿量與壓力指標(biāo)雙控，其中以壓漿量控制為主，壓力控制為輔。壓漿作業(yè)過程分三次循環(huán)，第一、二循環(huán)以壓漿量控制為主，第三循環(huán)以壓力控制為主。每一循環(huán)壓漿管均勻間隔跳壓，第一循環(huán)40%，第二循環(huán)40%，第三循環(huán)20%。

第一循環(huán)每根壓漿管作業(yè)完畢，用清水沖洗管路后，須間隔2.5 h～3 h再進(jìn)行第二循環(huán)作業(yè)。第二循環(huán)每根壓漿管作業(yè)完畢后，用清水沖洗管路后，須間隔3.5 h～6 h再進(jìn)行第三循環(huán)作業(yè)。在進(jìn)行第三循環(huán)時(shí)，若壓漿壓力達(dá)到控制壓力，持荷5 min且注漿量達(dá)到80%時(shí)，也可認(rèn)為滿足設(shè)計(jì)要求。

2.5 樁身檢測

在樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，在壓漿完成20 d后進(jìn)行樁身完整性和承載力檢驗(yàn)。要求承載力檢測樁數(shù)不應(yīng)小于總數(shù)1%,樁體質(zhì)量檢測根數(shù)不少于總數(shù)20%,最后復(fù)測樁頂標(biāo)高。

3 質(zhì)量控制措施

后壓漿中的質(zhì)量控制措施是確保灌注樁后壓漿施工質(zhì)量的重中之重，直接影響樁底及樁側(cè)阻力的發(fā)揮。在我國，灌注樁后壓漿工藝使用最多，但質(zhì)量難以控制，其中以壓漿量不足、導(dǎo)管安裝不合格、漿液配比不達(dá)標(biāo)三種問題最為常見，直接影響灌注樁的后壓漿質(zhì)量。

3.1 提高施工人員質(zhì)量意識(shí)

可通過開展質(zhì)量專題會(huì)議、質(zhì)量競賽評(píng)比等活動(dòng)，對(duì)成樁及后壓漿工藝中的質(zhì)量問題進(jìn)行剖析，要求進(jìn)行整改并復(fù)核。對(duì)質(zhì)量好的單位給予獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)單位給予經(jīng)濟(jì)處罰。同時(shí)，指定專人對(duì)壓漿管安裝、水泥用量、水灰比檢測、設(shè)備參數(shù)等工序進(jìn)行全程跟蹤驗(yàn)收，提高施工人員的操作、技術(shù)水平、質(zhì)量意識(shí)，為灌注樁后壓漿質(zhì)量控制打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.2 導(dǎo)管安裝不當(dāng)

主要是注漿管連接方法不當(dāng)，部分注漿管連接不牢固、不緊密的問題。注漿管在壓漿工藝中起重要作用，注漿管連接的安裝尤為重要，直接影響到后壓漿施工質(zhì)量，保證注漿管連接牢固緊密無堵塞十分重要。

改進(jìn)注漿管安裝方法，每段注漿導(dǎo)管采用套絲或焊接連接，絲扣應(yīng)使用纏生料帶連接，確保接頭牢固緊密，接頭處不滲漏。同時(shí)，注漿管須超出鋼筋籠一定距離，并伸入孔底。為避免出現(xiàn)雜物落入管內(nèi)造成堵塞現(xiàn)象，應(yīng)采用護(hù)帽將伸出地面管口封口。

3.3 注漿參數(shù)控制不嚴(yán)

在進(jìn)行正式壓漿前，通過注漿試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)壓漿參數(shù)優(yōu)化。在正式的壓漿作業(yè)中，嚴(yán)格控制注漿參數(shù)指標(biāo)，采取有效措施保證水灰比、注漿量及注漿壓力得到有效控制，是確保后壓漿質(zhì)量的關(guān)鍵。

在該項(xiàng)目中，在施工前進(jìn)行壓漿試驗(yàn)，確定每樁壓漿量及水灰比，測定出攪拌桶內(nèi)應(yīng)灌入水高度，在桶內(nèi)此水位線處焊一截鋼筋頭作為水位標(biāo)記，然后充分?jǐn)嚢杷酀{液，以有效減少水灰比誤差。

在壓漿過程中，全過程指定專人進(jìn)行記錄。終止注漿閉盤時(shí)，終止注漿條件主要有以下三點(diǎn)：1)水泥壓入量已達(dá)到預(yù)定值70%，泵送壓力超過一定值時(shí)；2)水泥壓入量達(dá)到設(shè)計(jì)值的70%，泵送壓力尚未達(dá)到預(yù)定壓力的70%時(shí)，將后續(xù)漿液的水灰比調(diào)小后，繼續(xù)壓漿直至滿足終止壓力時(shí)；3)當(dāng)水泥漿從樁側(cè)溢出時(shí)，則改為間歇壓漿，同時(shí)將后續(xù)漿液水灰比調(diào)小，直至水泥量滿足預(yù)定值時(shí)。

在后壓漿過程中，要經(jīng)常對(duì)各項(xiàng)工藝參數(shù)進(jìn)行檢查，對(duì)出現(xiàn)的異常應(yīng)及時(shí)采取處治措施。當(dāng)注漿量等主要參數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)值時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況及時(shí)采取相應(yīng)措施，以固結(jié)樁周及樁底松軟土體，提高樁端承載力和樁側(cè)阻力，確保樁承載力達(dá)標(biāo)。