建筑地基處理中灌注樁后注漿工法的運(yùn)用分析

郭 寧

江蘇雙樓建設(shè)集團(tuán)有限公司

1 引言

現(xiàn)代化城市發(fā)展過程中高層建筑施工的數(shù)量不斷地增多，尤其是高層和超高樓層的建筑施工在地基處理過程中多采用灌注樁的施工方式。隨著建筑樓層層高的不斷增加，對(duì)于地基的承載能力帶來了極大地挑戰(zhàn)，相應(yīng)地灌注樁的長(zhǎng)度也隨層高逐步增長(zhǎng)。然而隨著地質(zhì)環(huán)境的影響，增加灌注樁的長(zhǎng)度不僅會(huì)增加施工工程的總量，而且對(duì)樁體質(zhì)量、工期以及成本的把控則相對(duì)變?nèi)?，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)因沉降導(dǎo)致樓體變形的問題。因此我們需要針對(duì)灌注樁后注漿工法進(jìn)行討論，通過不斷地實(shí)踐和改進(jìn)來提升該工藝的應(yīng)用效率。

2 工程概況

該項(xiàng)目工程的地基主要采用鉆孔灌注的方式，樁長(zhǎng)在51.5～51.8之間，直徑達(dá)到60cm。結(jié)合設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)要求以及造價(jià)等因素，為了滿足高層建筑單樁的承載力，該項(xiàng)目采用灌注樁后注漿施工工法進(jìn)行地基施工。

圖1

3 具體應(yīng)用方式

3.1 基礎(chǔ)設(shè)施

后注漿的施工需要借助壓力泵，同時(shí)利用注漿管將漿液注入樁基中。壓力注漿泵自身對(duì)于漿液的排漿量要求并不高。通過壓力泵的加壓方式進(jìn)行注漿能夠穩(wěn)定地將漿液注入，通常情況下注漿過程中的最大壓力值不得超出額定壓力的1.5 倍。注漿管多采用Φ31.8mm 的無縫鋼管，樁內(nèi)長(zhǎng)度控制在0.3m～0.5m之間，在樁體上方預(yù)留0.15m～0.25m的距離并在該段設(shè)置梅花注漿孔[1]。注漿口的數(shù)量控制在16 個(gè)左右。為了防止漏漿，應(yīng)當(dāng)對(duì)孔口進(jìn)行封堵。通常情況下一個(gè)樁需要配兩個(gè)注漿管同時(shí)將其與鋼筋籠固定，確保綁扎固定的對(duì)稱，將鋼筋籠放進(jìn)鉆孔內(nèi)部，而注漿管則需要一直插到樁底的虛土層或是砂層內(nèi)。

圖2

3.2 施工流程

關(guān)于灌注樁后注漿的工藝流程可見圖3。

圖3 施工流程圖

3.3 后注漿工藝應(yīng)用方式

3.3.1 設(shè)定參數(shù)

在進(jìn)行地基施工過程中，漿液的質(zhì)量和壓力值對(duì)于注漿后的固化有著非常大的影響，所以必須要對(duì)漿液的質(zhì)量、漿液的總量以及注漿壓力進(jìn)行精準(zhǔn)把控，以確保注漿后的施工質(zhì)量。該工程項(xiàng)目所處的位置的淺層結(jié)構(gòu)主要為淤泥質(zhì)土層，而在樁端則主要是粉狀的細(xì)砂經(jīng)過注漿后其密實(shí)性程度較高[2]。在注漿時(shí)只需要把控注漿壓力即可。當(dāng)壓力過大就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)樁體上升，出現(xiàn)懸空的狀況。而如果壓力過低，則漿液無法完全填充至土層影響注漿效果。

圖4

對(duì)于漿液的控制主要包括漿液的數(shù)量、配比以及漿液的性質(zhì)。漿液主要由石灰與水構(gòu)成。為了滿足注漿過程中漿液的質(zhì)量要求可以適當(dāng)添加減水劑或是早強(qiáng)劑。而決定漿液的濃度的因素主要是注水量與石灰的搭配比例。當(dāng)注漿管內(nèi)部被填滿清水，在增加壓力的過程中注漿管的注漿孔開塞，在進(jìn)行漿液注漿時(shí)需要確保注漿速度的均勻，避免漿液流量過大。在注漿過程中要依據(jù)實(shí)際需求調(diào)整注漿液的濃度、壓力和速度。

3.3.2 注漿時(shí)間

由于漿液的配比材料的原因，導(dǎo)致注漿時(shí)間具有局限性。如果注漿時(shí)間超出漿液的凝固時(shí)間就會(huì)導(dǎo)致注漿質(zhì)量下降，漿液浪費(fèi)，耽誤工期。如果注漿時(shí)間過短又會(huì)造成地基內(nèi)漿液質(zhì)量無法滿足施工要求。通常情況下，本工程的注漿施工時(shí)間多為2h-3h。所以在注漿時(shí)必須要記錄開始時(shí)間，如果灌注樁混凝土已經(jīng)成型，需要選擇使用后注漿的方式進(jìn)行基地注漿。注漿時(shí)間一定要合理，過早則會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度不足，而過長(zhǎng)又會(huì)導(dǎo)致冒漿的情況出現(xiàn)，對(duì)周圍的樁體產(chǎn)生破壞。而注漿時(shí)間過長(zhǎng)，前期注入的漿液會(huì)開始固化，導(dǎo)致注漿通道不暢甚至發(fā)生樁體位移，難以保障注漿的質(zhì)量。因此為了確保注漿的效果，通常情況下注漿作業(yè)應(yīng)當(dāng)在混凝土灌樁之后進(jìn)行。完成灌樁工作后的1周～2周時(shí)間內(nèi)開始注漿效果最佳，混凝土的自身強(qiáng)度此時(shí)可以達(dá)到70%且不會(huì)受到漿液的影響[3]。

3.3.3 定樁位

施工過程中需要施工人員參照設(shè)計(jì)圖紙對(duì)樁位進(jìn)行放樣，確保樁位符合設(shè)計(jì)要求。在樁位位置利用木樁進(jìn)行標(biāo)記，利用“十字栓樁”的辦法確定點(diǎn)位。

3.3.4 護(hù)筒埋設(shè)

選擇厚度在4mm～6mm 鋼板制作護(hù)筒效果最佳。利用鉆機(jī)對(duì)地面進(jìn)行施工，開挖坑洞的直徑要超出護(hù)筒直徑的0.2m～0.4m，確保坑洞的深度與護(hù)筒的高度保持齊平。在護(hù)筒的上方位置設(shè)置溢水口，在埋設(shè)時(shí)還應(yīng)當(dāng)做好與樁位的距離復(fù)核[3]。確保護(hù)筒的重心位置與樁體中心距離偏差值不得超出20mm。在進(jìn)行鉆孔之前需要對(duì)距離再次復(fù)核，確保距離的準(zhǔn)確性。完成護(hù)筒的固定之后需要對(duì)坑洞進(jìn)行回填，回填過程中需要對(duì)回填土的水分進(jìn)行確認(rèn)，確?；靥钔辆邆湟欢ǖ酿ば?，而且在回填過程中必須采用分層回填夯實(shí)的方式，確保最終地基的施工質(zhì)量。

3.3.5 成孔環(huán)節(jié)

在開始鉆孔之前，施工作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)借助水準(zhǔn)儀對(duì)孔洞的標(biāo)高距離進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而為后續(xù)施工控制鉆進(jìn)深度提供參考。在進(jìn)行鉆孔的過程中應(yīng)當(dāng)合理把控鉆孔速度，在不同地層選擇使用不同的鉆進(jìn)速度。在施工過程中，要始終確保鉆孔的泥漿面超出護(hù)筒頂部位置的40cm。在提鉆時(shí)應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)孔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)漿以保證泥漿的整體高度。

3.3.6 鋼筋籠施工

（1）鋼筋籠安裝和檢查。在放鋼筋籠之前需要對(duì)鋼筋籠的質(zhì)量進(jìn)行檢查，如果鋼筋籠質(zhì)量不符合規(guī)定，則需要調(diào)整后再進(jìn)行入孔。作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)按照樁號(hào)對(duì)樁入孔，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄。同時(shí)在吊裝之前對(duì)鋼筋籠的穩(wěn)定性以及相關(guān)的附著物進(jìn)行細(xì)致的檢查。

（2）鋼筋籠吊裝。吊裝工作需要安排專業(yè)人員進(jìn)行指揮，確保吊裝過程中鋼筋籠不會(huì)變形。

（3）鋼筋籠。鋼筋籠依據(jù)實(shí)際施工需要，需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行連接，連接期間要確保所有的接頭的密實(shí)程度符合施工要求。而且要對(duì)上下兩節(jié)鋼筋籠進(jìn)行編號(hào)記錄。在鋼筋籠連接過程中需要確保上下鋼筋籠主筋處于一處，并采用強(qiáng)度較高的鋼筋對(duì)鋼筋籠進(jìn)行固定和支撐。在起吊和下放作業(yè)過程中要保障速度均勻，同時(shí)不斷地調(diào)整籠體方向，確保在對(duì)接時(shí)外露的鋼筋能夠?qū)?zhǔn)接頭[4]。

3.7 水下灌注施工

（1）下導(dǎo)管施工。在導(dǎo)管正式使用之前需要對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行預(yù)前拼裝實(shí)驗(yàn)，對(duì)目前所采用的材料進(jìn)行充水加壓實(shí)驗(yàn)。當(dāng)壓力值達(dá)到0.6MPa～1MPa，停止加壓，并觀察管道是否存在出水的情況。

（2）依照鉆孔深度進(jìn)行管道匹配，確保導(dǎo)管和孔底之間的間距值達(dá)到500mm以上。

（3）完成導(dǎo)管下設(shè)工作后應(yīng)當(dāng)對(duì)孔深進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量達(dá)標(biāo)后對(duì)管道孔洞進(jìn)行清理，確保孔洞通暢，管道內(nèi)沒有沉渣。

（4）在澆筑混凝土之前應(yīng)當(dāng)在導(dǎo)管內(nèi)部隔離塞或是球膽以防止出現(xiàn)管塞的情況。完成這個(gè)工作之后便可以進(jìn)行混凝土澆筑施工。

（5）在混凝土灌注過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況控制灌注方量。確保灌注后導(dǎo)管的預(yù)埋深度超出0.8m 而且導(dǎo)管底部得到填充。

（6）依據(jù)混凝土灌注深度對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行拆除，拆除之前需要對(duì)混凝土的深度進(jìn)行檢測(cè)，確保導(dǎo)管處于混凝土面下方2m～6m的位置，整個(gè)過程中導(dǎo)管不可以被移除，需要由專業(yè)人員對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量并記錄。

（7）樁基檢測(cè)。施工作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)灌注的樁基組織進(jìn)行靜載試驗(yàn)，確保單樁樁基的承載力符合設(shè)計(jì)要求。通常情況下灌注樁在測(cè)量后會(huì)依照數(shù)據(jù)情況被分為兩類，只要符合這兩類標(biāo)準(zhǔn)要求就能夠滿足建筑施工的標(biāo)準(zhǔn)。在該項(xiàng)目中對(duì)于灌注樁檢測(cè)之后的數(shù)據(jù)為：①通過對(duì)灌注樁荷載力的檢測(cè)，我們得到了Q-S曲線值，該曲線呈現(xiàn)出緩慢浮動(dòng)的狀態(tài)，曲線上方的加載數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出平直的狀態(tài)，而且在最大加載端位置并沒有出現(xiàn)破壞的情況。同時(shí)在做極限承載測(cè)試時(shí)其數(shù)值已經(jīng)超出最大加載值，樁端的阻力承載力灌注樁承受的壓力[5]。通過對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)分析我們發(fā)現(xiàn)，后注漿灌注樁組織在實(shí)驗(yàn)測(cè)試過程中呈現(xiàn)的曲線較為平緩，這主要是由于通過灌注注漿液將樁體下端的土層、地基層以及周圍結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加固，而在注漿液凝固之后整個(gè)樁體底部的穩(wěn)定層面積擴(kuò)大。通常情況下Q-S曲線呈現(xiàn)出陡降的趨勢(shì)，此時(shí)端樁與破壞點(diǎn)數(shù)值非常接近，表現(xiàn)出端樁承載著極大地壓力近乎接近其極限值。如果樁體沉降非常明顯，則有可能是由于樁體端部存在虛土或是樁體周圍結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定導(dǎo)致的。②該工程項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的后注漿灌注樁，樁長(zhǎng)長(zhǎng)度為51.5m～51.8m，所能夠承載的壓力可達(dá)到10600kN，在荷載力的作用下其出現(xiàn)的沉降范圍被控制在9.8mm～12.4mm。結(jié)合其他工程中采用灌注樁的注漿方式分析，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)樁徑、樁長(zhǎng)度達(dá)到一致的情況下，其所能承受的承載力水平要超出其他灌注樁[6]。而且其在混凝土的使用量上也可以減少約1/3～1/5的總量，并且能夠確保施工質(zhì)量，為后期節(jié)約施工成本投入提供助力。

4 結(jié)束語

通過對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的描述我們可以得知灌注樁后注漿工法對(duì)于增強(qiáng)建筑地基穩(wěn)定性有著非常明顯地促進(jìn)作用。而且其對(duì)材料的用量也會(huì)相應(yīng)減少，縮減工程項(xiàng)目的成本投入，為企業(yè)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。建筑施工單位應(yīng)當(dāng)著重對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究，提升其應(yīng)用能力并發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)作用以此來提升工程施工的整體質(zhì)量，滿足高層建筑施工的地基穩(wěn)定性需求。