灌注樁后注漿技術(shù)在樁基工程中的應(yīng)用

張敏

【摘要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，建筑工程技術(shù)發(fā)展迅猛，灌注樁相比預(yù)制樁具有抗震性能好，不具有擠土效應(yīng)等特點(diǎn)，因而在樁基工程中應(yīng)用廣泛。本文主要介紹了灌注樁后注漿技術(shù)的作用機(jī)理，并對(duì)其設(shè)計(jì)及施工過程進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析探討。

【關(guān)鍵詞】灌注樁后注漿;樁基工程;設(shè)計(jì)施工;質(zhì)量控制

1、灌注樁后注漿技術(shù)概述

1.1灌注樁施工存在的問題

灌注樁具有適用于不同地質(zhì)條件，樁徑、樁長(zhǎng)變幅大，噪聲、震動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，但受現(xiàn)有施工工藝的限制，灌注樁在成孔過程中存在對(duì)孔壁土體產(chǎn)生擾動(dòng)、成樁后樁底沉渣無(wú)法完全清理干凈以及樁側(cè)泥皮過厚等問題，從而影響了灌注樁的豎向承載力，導(dǎo)致成樁質(zhì)量離散性大，單樁承載力較不穩(wěn)定，容易造成工程質(zhì)量隱患及基礎(chǔ)造價(jià)過高，不利于在樁基工程中的順利應(yīng)用。

1.2灌注樁后注漿的作用機(jī)理

灌注樁后注漿技術(shù)是在成樁后一定時(shí)間內(nèi)，通過預(yù)設(shè)于樁身內(nèi)的注漿導(dǎo)管及與之相連的樁端、樁側(cè)注漿閥注入一定壓力的水泥漿，漿液直接注入至需要加固補(bǔ)強(qiáng)的位置，漿液與樁端沉渣、周圍土體呈混合狀態(tài)，通過滲透、填充、壓密、劈裂、固結(jié)等效應(yīng)，固化沉渣（虛土）和泥皮，并加固樁底和樁周一定范圍的土體，增強(qiáng)樁端土和樁側(cè)土的強(qiáng)度，以大幅提高樁的承載力，增強(qiáng)樁的質(zhì)量穩(wěn)定性，減小樁基沉降。

2、灌注樁后注漿的主要方式

根據(jù)地層性狀、樁長(zhǎng)、承載力增幅和樁的使用功能（抗壓、抗拔）等因素，灌注樁后注漿可采用樁端注漿、樁側(cè)注漿和復(fù)式注漿等方式。

2.1樁端注漿

樁端注漿采用管式單向注漿筏，有別于構(gòu)造復(fù)雜的注漿預(yù)載箱、注漿囊、U形注漿管，實(shí)施開敞式注漿，其注漿用豎向?qū)Ч軕?yīng)采用鋼管，設(shè)計(jì)樁身縱筋或計(jì)算樁身配筋率時(shí)，注漿鋼管可作為樁身的縱向主筋，記取一定的安全系數(shù)替代縱向鋼筋，還可以兼做聲波透射法檢測(cè)樁身完整性的內(nèi)導(dǎo)管，做到“一管三用”。樁端后注漿管的設(shè)置數(shù)量應(yīng)根據(jù)樁徑大小確定，其數(shù)量的增加目的在于確保后注漿漿液擴(kuò)散的均勻?qū)ΨQ及后注漿的可靠性。

樁端后注漿對(duì)持力層為礫卵石層最為有效，對(duì)粉砂層也有效;而對(duì)粘性土層的后注漿主要對(duì)泥皮和沉渣固結(jié)有效，亦即主要對(duì)群樁的變形控制有效。對(duì)持力層為基巖的樁，若巖性好且沉渣能處理干凈，則沒有必要注漿;反之若巖性裂隙發(fā)育或沉渣處理難保證，則樁端后注漿仍然有效，此時(shí)主要作用是注漿后群樁的變形均勻且沉降量少。

2.2樁側(cè)注漿

樁側(cè)注漿時(shí)外置于樁土界面的彈性注漿管閥，不同于設(shè)置于樁身內(nèi)的袖筏式注漿管，可實(shí)現(xiàn)樁身無(wú)損注漿。樁側(cè)后注漿管閥設(shè)置數(shù)量應(yīng)綜合地層情況、樁長(zhǎng)和承載力增幅要求等因素確定，當(dāng)為粗粒土?xí)r，宜將注漿閥設(shè)置于粗粒土層下部，對(duì)于干作業(yè)成孔灌注樁宜設(shè)于粗粒土層中部。當(dāng)采用多斷面樁側(cè)注漿時(shí)，注漿順序應(yīng)先上后下，可以避免下部漿液沿樁周土界面上竄而冒漿。

2.3復(fù)試注漿

復(fù)式注漿包含樁端和樁側(cè)兩種注漿方式，所以工藝更為復(fù)雜，注漿效果也優(yōu)于采用單一注漿方式的樁型。對(duì)于樁長(zhǎng)超過15m且承載力增幅要求較高者，宜采用樁端樁側(cè)復(fù)式注漿。飽和土中的復(fù)式注漿順序宜先樁側(cè)后樁端，非飽和土宜先樁端后樁側(cè)。樁側(cè)、樁端注漿間隔時(shí)間不宜少于2h，以保證上部注漿體達(dá)到一定的初凝強(qiáng)度，以避免漿液上竄而冒漿。

3、灌注樁后注漿的設(shè)計(jì)與施工

3.1主要設(shè)計(jì)內(nèi)容

灌注樁后注漿工程中，單樁注漿量的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)樁徑、樁長(zhǎng)、樁端樁側(cè)土層性質(zhì)、單樁承載力增幅及是否復(fù)式注漿等因素確定。最佳注漿量是確保樁的承載力增幅達(dá)到要求的重要因素，過量注漿會(huì)增加不必要的消耗，該值應(yīng)通過試注漿確定。在實(shí)際工程中，注漿量較大的樁承載力高于注漿量較小的樁，但由于增加的幅度有限，因而存在一個(gè)最優(yōu)的注漿量。

注漿壓力是灌注樁后注漿施工效果好壞的關(guān)鍵因素之一。注漿工作壓力宜以不使地層結(jié)構(gòu)破壞或發(fā)生局部和少量破壞為前提，注漿壓力與樁長(zhǎng)、樁端（側(cè)）土層的性質(zhì)以及注漿順序、注漿節(jié)奏等有關(guān)，一般根據(jù)注漿前的注水試驗(yàn)數(shù)據(jù)和以往的施工經(jīng)驗(yàn)確定，當(dāng)樁端持力層為礫石層時(shí)，一般持力層越厚、含泥量越少、滲透性越好，那么注漿壓力較低;反之則注漿壓力越高。實(shí)際注漿時(shí)有清水開塞壓力、注漿工作壓力和終止注漿壓力三部分，這三種壓力最終確定應(yīng)通過試打樁的現(xiàn)場(chǎng)試注由多方會(huì)議紀(jì)要的方式確定，一般開塞壓力要比注漿工作壓力高。

漿液水灰比是根據(jù)大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出的，不同水灰比的漿液其特性有所不同。水灰比的大小應(yīng)根據(jù)土層類別、土的密實(shí)度、土是否飽和等諸多因素確定。漿液水灰比的控制原則一般為：依據(jù)壓水試驗(yàn)情況選擇初注水灰比，通常先用稀漿，隨后漸濃，最后注濃漿。在可注的條件下，盡量多用中等水灰比以上的漿液，以防漿液作無(wú)效擴(kuò)散。

3.2主要施工工序

灌注樁后注漿施工工序一般按下圖所示順序展開：

在上圖所示施工流程中，壓水試驗(yàn)（清水開塞）是注漿施工前必不可少的重要工序。成樁后至后注漿作業(yè)前，通過壓水試驗(yàn)來檢驗(yàn)注漿管是否暢通及土體的可注性。壓水試驗(yàn)后應(yīng)立即初注，即將配置好的水泥漿通過高壓注漿泵和預(yù)埋管注入到設(shè)計(jì)土層中。注漿時(shí)要密切注意注漿壓力、注漿量和注漿管的變化，同時(shí)用百分表監(jiān)測(cè)樁的上抬量。灌注樁后注漿順序應(yīng)針對(duì)上部結(jié)構(gòu)的整體性、地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)要求及施工工藝綜合確定，對(duì)于樁群注漿宜先外圍、后內(nèi)部。后注漿施工過程中，應(yīng)經(jīng)常對(duì)后注漿的各項(xiàng)工藝參數(shù)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)采取相應(yīng)處理措施。

4、灌注樁后注漿的質(zhì)量控制

灌注樁后注漿施工過程中，還需做好以下質(zhì)量控制措施：

（1）灌注樁后注漿大范圍施工前應(yīng)進(jìn)行試注漿，以優(yōu)化并最終確定注漿參數(shù)。

（2）注漿作業(yè)宜于成樁2d后開始，不宜遲于成樁30d后。

（3）注漿作業(yè)與成孔作業(yè)點(diǎn)的距離不宜小于8～10m。

（4）當(dāng)注漿壓力長(zhǎng)時(shí)間低于正常值或地面出現(xiàn)冒漿或周圍樁孔串漿，應(yīng)改為間歇注漿或調(diào)低漿液水灰比。

（5）灌注樁后注漿的單樁極限承載力，應(yīng)通過靜載試驗(yàn)確定。

結(jié)語(yǔ)：

灌注樁后注漿是灌注樁的輔助工法，注漿裝置安裝簡(jiǎn)便、成本較低、可靠性高，適用于各類鉆、挖、沖孔灌注樁，是一項(xiàng)非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工程技術(shù)。通過多年來在眾多樁基工程中的應(yīng)用，取得了很好的效果，并形成了一定的設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)，在樁基工程中有很大的應(yīng)用價(jià)值。

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