高壓噴射注漿技術(shù)加固樁基礎(chǔ)應(yīng)用

和海波

河南五建建設(shè)集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450000

樁基礎(chǔ)工程施工過程中具有一定的復(fù)雜性，由于其屬于隱蔽工程，導(dǎo)致施工時(shí)對(duì)地層中的具體情況掌握不透徹，如果在樁基礎(chǔ)施工過程中沒有注重施工質(zhì)量的控制和監(jiān)督，會(huì)使其埋下嚴(yán)重的隱患，最終導(dǎo)致部分樁與設(shè)計(jì)要求差異較大，例如：灌注樁樁底沉渣較厚、管樁無法穿透硬夾層等不良現(xiàn)象。與此同時(shí)，樁基礎(chǔ)工程容易受到外界因素的影響，導(dǎo)致附近的土層發(fā)生變化，使得樁側(cè)的阻力降低。最終導(dǎo)致樁基出現(xiàn)落后等不良現(xiàn)象。針對(duì)于樁基承載力降低或不符合承載力要求這一情況，傳統(tǒng)方式是通過補(bǔ)樁進(jìn)行加固，這種加固方式具有造價(jià)高、工期長等特點(diǎn)。而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，高壓噴射注漿技術(shù)逐漸被應(yīng)用，這種先進(jìn)的技術(shù)能夠在樁端或樁側(cè)進(jìn)行主講，使樁增加端阻力和側(cè)摩阻力。同時(shí)具有節(jié)約成本、加固效果好的特點(diǎn)，受到施工單位的一致好評(píng)。

1 高壓噴射注漿技術(shù)加固樁基礎(chǔ)的優(yōu)勢

高壓噴射注漿技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展衍變而來的一種注漿技術(shù)，能夠通過對(duì)樁側(cè)和樁端進(jìn)行注漿，從而提高樁側(cè)與樁端的阻力，是一種當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的注漿技術(shù)。利用高壓噴射注漿技術(shù)對(duì)樁進(jìn)行加固處理，主要是利用高壓泵實(shí)現(xiàn)漿液輸送，在通過特制噴嘴產(chǎn)生巨大的噴射流，噴射流對(duì)地層進(jìn)行切削，從而與地質(zhì)中的圖或啥進(jìn)行攪拌、凝結(jié)，從而形成強(qiáng)度較高的加固體。一般情況下，高壓噴射注漿的壓力能夠達(dá)到40MPa 左右，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際工程應(yīng)用可以看出，高壓噴射注漿技術(shù)適用于各種形式的土層，通過這種技術(shù)進(jìn)行古裝，具有強(qiáng)度高、效果好、耐久性強(qiáng)的特點(diǎn)，并且這種技術(shù)操作簡便、相對(duì)于以往的加固樁基礎(chǔ)方式而言具有噪音低、環(huán)境影響小等優(yōu)勢［1］。

1.1 高壓噴射注漿加固樁基礎(chǔ)的方式

應(yīng)用高壓噴射注漿技術(shù)時(shí)，設(shè)備和施工參數(shù)之間具有差異性，那么加固體的尺寸也會(huì)存在差異性。并且，不同的地層條件，及時(shí)通過同樣的設(shè)備展開高壓噴射注漿施工同時(shí)參數(shù)也一樣，那么加固體的尺寸也存在差異性，所以，在實(shí)際施工前，施工單位需要結(jié)合施工區(qū)域的地層條件進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，從而確定施工參數(shù)，保證參數(shù)具有科學(xué)性和合理性。

通過高壓噴射注漿技術(shù)展開樁基礎(chǔ)加固具有靈活性，不僅能夠?qū)秱?cè)進(jìn)行加固，還能夠?qū)兜准庸?，并且，在加固過程中，注漿方式還有全包圍和半包圍兩種方式，如圖1 所示。在實(shí)際施工過程中，技術(shù)人員只需要結(jié)合樁側(cè)的長度和加固要求進(jìn)行分析，從而選擇注漿方式，除此之外在利用高壓噴射注漿技術(shù)前，首先要做好準(zhǔn)備工作，對(duì)注漿孔展開施工，并且制定具有科學(xué)性和可行性的加固方案，在設(shè)計(jì)方案過程中不僅需要保證加固質(zhì)量，還要綜合考慮造價(jià)和工期等問題。

在對(duì)樁底應(yīng)用高壓噴射注漿技術(shù)時(shí)，預(yù)應(yīng)力管樁能夠直接從樁孔中心差勁土層，從而進(jìn)行注漿孔施工，灌注樁首先需要在混凝土樁身抽芯成孔［2］，進(jìn)而進(jìn)行土層注漿。

1.2 加固樁基礎(chǔ)后計(jì)算單樁豎向最大承載力的方法

通過高壓噴射注漿技術(shù)對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行加固后，樁基沿深度可以分為未加固段和加固段兩種，其中未加固段，需要有樁和樁側(cè)土界面的阻力確定樁基的承載力。而加固段需要通過樁和加固體界面或狀語樁側(cè)圖界面阻力確定樁基承載力。與此同時(shí)，需要對(duì)加固體和樁側(cè)土界面的阻力進(jìn)行驗(yàn)算。結(jié)合相關(guān)規(guī)章制度進(jìn)行分析，在計(jì)算單樁豎向最大承載力值時(shí)，需要按照公式進(jìn)行計(jì)算，通過計(jì)算取其最小值。

2 實(shí)際案例分析

圖1 樁側(cè)注漿包圍方式

2.1 案例實(shí)際概況

某住宅建筑工程的樁基礎(chǔ)在施工過程中使用PHC 500 AB 125 管樁，該管樁是平底十字形的閉口剛樁尖，長度30 米，該建筑共使用302 根樁，在具體施工過程中是通過靜壓法以梅花形布樁方式進(jìn)行施工，樁間的距離為2 米。搞工程中，土層以黏土和姜石為主，姜石的直徑大約為5 厘米左右，層底到地表大約為26米，施工現(xiàn)場場地標(biāo)高為25米。該工程在施工過程中，為了能夠使樁穿透姜石層，通過引孔施工，施工直徑為40 厘米，但是在施工過程中，依然有部分姜石層沒有達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高管樁，因此，施工將引孔的直徑增加5 厘米后繼續(xù)施工，引孔的深度是樁頂標(biāo)高下22 米［2］，引孔后，仍然有16 根樁沒有送至標(biāo)高處，通過對(duì)其計(jì)算，確定其單樁豎向最大承載值只有原設(shè)計(jì)的50%，不能夠充分滿足設(shè)計(jì)要求，因此，需要對(duì)16 根管樁采取加固處理。

2.2 加固方案

在展開樁基礎(chǔ)加固處理時(shí)，設(shè)計(jì)人員結(jié)合實(shí)際情況采取了兩種方案，第一種為補(bǔ)樁方案，因?yàn)楣軜兜撞坑锌諛犊?，因此只能夠?qū)⒖讟犊鬃鳛閺U樁進(jìn)行處理，后壓漿灌注樁滿足設(shè)計(jì)要求需要樁徑達(dá)到0.6 米，樁長達(dá)到20 米，對(duì)16 根樁進(jìn)行補(bǔ)樁處理，綜合造價(jià)大約為27 萬。第二種方案為高壓噴射注漿技術(shù)加固樁基礎(chǔ)方案，通過該技術(shù)可以將空孔封堵，原有樁可以繼續(xù)使用，綜合計(jì)算造價(jià)大概在20 萬左右。并且這一方案相對(duì)于補(bǔ)樁方案而言，施工流程簡單，加固效果好，耐久性較強(qiáng)。

2.3 采用高壓噴射注漿技術(shù)加固樁基礎(chǔ)

該工程選擇通過高壓噴射注漿技術(shù)進(jìn)行樁基礎(chǔ)加固，并采用部分包圍方式展開施工，首先需要將原有管樁下的引孔孔洞封堵，并將管樁樁側(cè)的土質(zhì)改善，從而使管樁的側(cè)阻力增強(qiáng)，有利于提高管樁的整體承載力。

該工程施工前，首先要做好準(zhǔn)備工作，材料方面，主要選擇袋裝水泥為主，并按照1.0 水灰比進(jìn)行配置，形成水泥凈漿，成孔設(shè)備方面，對(duì)成孔進(jìn)行施工的設(shè)備是地質(zhì)鉆機(jī)，注漿設(shè)備方面，需要用到空壓機(jī)、高壓注漿泵以及高噴劑等。

在具體施工過程中，需要樁將孔到管樁中心35 厘米，注漿孔的直徑為11 厘米。對(duì)主講加固底標(biāo)高的確定為從引孔的孔底標(biāo)高，以向下1 米起進(jìn)行計(jì)算，注漿范圍在13 米以內(nèi)，11米以上，并在管樁底端以上的8 米，在管樁地段以下5 米。高壓噴射注漿壓力需要大于30MPa，并且要充分保證注漿的半徑大于45 厘米，在噴射灌漿過程中水泥的用量需要每米高于或等于350 千克，保證加固體強(qiáng)度高于2MPa，由于該工程中2個(gè)注漿孔的距離比較近，為了有效避免漿液在噴射過程中穿孔，需要在施工過程中等到第一個(gè)孔內(nèi)漿液凝固后，方可以對(duì)下一個(gè)孔進(jìn)行注漿。

2.4 最大承載力驗(yàn)算

在該工程管樁加固過程中，由于使用了40 厘米與45 厘米兩種不同的引孔直徑，導(dǎo)致在計(jì)算管樁樁端阻力和樁側(cè)阻力過程中具有一定的難度，因此，在計(jì)算加固段中國管樁的側(cè)阻力過程中，只需要考慮樁和加固體界面的資歷，以及樁和樁側(cè)土界面的阻力，將其作為安全儲(chǔ)備。當(dāng)計(jì)算加固體和樁側(cè)土界面阻力過程中，只需要考利加固體側(cè)阻力以及加固體端阻力即可，通過計(jì)算，可以得出，經(jīng)過加固后的單樁豎向最大承載力均在3000KN 以上，充分說明加固后的管樁符合工程的設(shè)計(jì)需求。

3 高壓噴射注漿技術(shù)加固樁基礎(chǔ)驗(yàn)證

該工程通過高壓噴射注漿技術(shù)對(duì)管樁進(jìn)行加固一個(gè)月后，通過抽取5 根管樁進(jìn)行載荷能力試驗(yàn)，可以充分證明，引孔沒有送至標(biāo)高的管樁通過高壓噴射注漿技術(shù)加固后，均滿足設(shè)計(jì)的最終需求，通過本次驗(yàn)證，充分說明高壓噴射注漿技術(shù)加固樁基礎(chǔ)具有靈活性，并且形成的加固體具有可靠性和牢固性，與此同時(shí)，高壓噴射注漿加固樁基礎(chǔ)技術(shù)，可以適用于不同的土質(zhì)條件以及樁基形式，并且在計(jì)算最大承載力時(shí)，能夠分別結(jié)合加固段和未加固段進(jìn)行計(jì)算。與其他補(bǔ)樁方案相比，通過高壓噴射注漿技術(shù)加固樁基礎(chǔ)［3］，具有施工操作簡單、施工效率高、施工成本小等優(yōu)勢，能夠在提高自身經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上增加社會(huì)效益。

4 結(jié)語

綜上所述，高壓噴射注漿技術(shù)是一種隨著科技發(fā)展研發(fā)而來的新型技術(shù)，其具有較為廣泛的應(yīng)用范圍，并且在施工過程中具有施工簡單、安全性高、樁身強(qiáng)度大、成本造價(jià)低等優(yōu)勢，同時(shí)加固方式靈活，尤其在當(dāng)前我國社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步，工程建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大的背景下，通過高壓噴射注漿技術(shù)，能夠有效提高工程的穩(wěn)定性，因此，施工單位在施工過程中，首先需要最好施工準(zhǔn)備，明確施工流程，同時(shí)結(jié)合工程實(shí)際情況選擇科學(xué)的注漿技術(shù)，從而在提高自身經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)發(fā)揮社會(huì)效益。