談樁端后注漿施工技術(shù)在建筑樁基工程中的應(yīng)用

張文擴 (山東菏建建筑集團有限公司，山東 菏澤 274000)

隨著我國城市發(fā)展進(jìn)程的加速，各種高層建筑陸續(xù)出現(xiàn)，而基于現(xiàn)代都市化的房屋建筑因為占地問題，開發(fā)商往往都是想盡辦法節(jié)約建筑占地空間，通過提高土地的利用率來達(dá)到此目的，但樓層越高往往潛在的風(fēng)險性也就越大，同時，樓層的增高對于建筑物的樁基承載能力也提出了更高要求。樁端后注漿技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用正是迎合了這一建筑目標(biāo)和要求，且可以進(jìn)一步提升樁基的承載能力，提高建筑物的安全性，保障人們的生命財產(chǎn)安全。

1 灌注樁后注漿施工技術(shù)概念和優(yōu)勢分析

1.1 概念分析

作為一種輔助工藝，灌注樁后注漿施工技術(shù)的原理具體表現(xiàn)在：在鋼筋籠側(cè)面和底面預(yù)先埋設(shè)好注漿管，于成樁后的30d以內(nèi)實施高壓注漿，并且借以擠密、填充、劈裂等多種作用，充分與其周圍土體融合，從而起到固化樁側(cè)泥皮及樁底沉渣的作用，進(jìn)一步提升樁體的承載力，防止工程施工中出現(xiàn)不均勻沉降問題等。當(dāng)前，在建筑工程中灌注樁后注漿技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，該技術(shù)包含了側(cè)復(fù)式后注漿施工技術(shù)、樁底后注漿施工技術(shù)以及樁側(cè)后注漿施工技術(shù)等。

1.2 應(yīng)用優(yōu)勢分析

（1）應(yīng)用范圍廣。灌注樁后注漿技術(shù)可以適用于各類水文地質(zhì)環(huán)境中，比如強風(fēng)化巖層、中風(fēng)化巖層等，同時，運用聲波透射法檢測后注漿預(yù)埋內(nèi)導(dǎo)管，完全可以保證樁的完整性，且成樁以后的強度往往要高于截面鋼筋，而且還可降低施工成本。

（2）節(jié)約工程造價。在建筑施工中應(yīng)用灌注樁后注漿施工技術(shù)，除了能保證工程質(zhì)量以外，還可以有效地縮短樁長，減少樁徑，如此既可以縮小工程量，又可以降低工程難度，同時，又可以加速施工進(jìn)度，縮減材料成本及人工成本，經(jīng)濟效益非常可觀。

（3）提高樁的承載力，固化周遭泥皮和沉渣等，科學(xué)降低樁基沉降量[1]。

2 灌注樁后注漿施工工藝的分類

依據(jù)差異化的區(qū)域地質(zhì)環(huán)境及不同的施工環(huán)境，可將注漿樁技術(shù)分為兩種類型：①前處理注漿樁。這種類型的注漿樁是利用鉆機設(shè)備完成的，它是在澆筑混凝土樁體前，于樁端和孔壁上實施注漿工藝，借壓力作用完成。具體來說，這種技術(shù)的應(yīng)用原理即依據(jù)測試螺旋鉆頭的深度，待設(shè)計深度達(dá)到特定值時，會從鉆頭處噴射出混凝土或水泥漿，之后再進(jìn)行注漿處理，在混凝土與水泥漿慢慢注入的過程中，基本就完成了新型樁體；②后處理注漿樁。這種方法相對來說比較簡單，且其具備成型的成孔設(shè)備，待確定好注漿位置之后，于樁側(cè)土層完成注漿。其原理主要是借助鋼筋頂層震動器的震動最終達(dá)到灌注的目的，工藝流程可以概括為：下電鉆頭→轉(zhuǎn)動螺旋外管→邊灌注邊提升螺旋外管→拔鉆→清理地面泥土→沉入鋼筋籠。通常來說，經(jīng)后處理的注漿樁，灌漿過程中無須專門的機具，僅使用普通電鉆便可以完成注漿，便捷性較高。根據(jù)樁端預(yù)留壓力可以將注漿裝置的型式分為：①預(yù)留承壓包；②預(yù)留特殊注漿位置；③預(yù)留注漿通道；④預(yù)留壓力注漿室；⑤預(yù)留注漿空腔[2]。

3 樁底后注漿提高樁基承載力的機理

樁底壓力注漿技術(shù)改變了原始樁底及樁周土質(zhì)的混合作用，該技術(shù)的核心是建立在物理力學(xué)原理上，勘察周圍土質(zhì)境況及接觸條件，以最終改變灌注樁的承載能力。通常來說，由于受到壓力作用的影響，漿液會自動運行至指定位置，注漿過程對于樁底土體性質(zhì)和性能、樁的長度、時間和壓力、量度等均有要求和規(guī)定。比較常用的漿液可以分為三種：劈裂注漿、滲透注漿、壓密注漿。另外，樁底壓力注漿往往會提高樁端的阻力，究其原因在于：①為樁底增加預(yù)應(yīng)力；②形成了樁底擴大頭；③樁端土體土質(zhì)有所改善[3]。

4 工程概況

某高層建筑地上高度16層，地下一層，群樁基礎(chǔ)，且以砂礫碎石層作為持力層，樁長16m，深入碎石層1.5m。試樁檢測及計算后，最終得出的數(shù)據(jù)表明，深入到地面樁端無法適應(yīng)樓層承重的需要，而后由施工方和建設(shè)單位一起決定采取鉆孔灌注樁樁端后壓漿技術(shù)以完成樁基加固工作，目的是為了借以改變持力層物理力學(xué)性能，進(jìn)一步提高單樁承載力。明確施工方法以后，在施工中完成樁基的加固，同時達(dá)到樓層承重的需求。以此為例，施工過程中運用鉆孔灌注樁技術(shù)，以砂礫碎石層作為樁端持力層，且此時要求灌注樁樁徑為800mm，樁長16m，樁基深入地下1m，按照實際設(shè)計要求，最終計算得到單樁承載力應(yīng)達(dá)到5000kN，因而原來的樁基其承載力不能滿足要求。

5 樁端后壓漿施工工藝

5.1 施工準(zhǔn)備工作

首先，按照具體的施工要求及施工現(xiàn)場的條件狀況，做好施工前的準(zhǔn)備工作，且要求合理配置工作人員，認(rèn)真了解施工中所需的材料和器具，確保施工順利進(jìn)行；其次，鉆孔灌注樁注漿技術(shù)應(yīng)用過程中一般要運用以下幾種工具：水泥攪拌機、注漿泵、大批量的輸漿管、2～3個高壓閥門、2～3個壓力表。上料攪拌過程中，工作人員一定要嚴(yán)格控制好水泥漿的配比，按程序完成水泥上料操作；壓漿操作人員的主要工作是負(fù)責(zé)連接輸漿管及樁兩側(cè)壓漿管，確保施工順利進(jìn)行；電工和機械工分別負(fù)責(zé)施工場地的電路維修及電力供應(yīng)、施工現(xiàn)場機械的日常維護(hù)工作，給施工過程營造有利的施工環(huán)境，保證施工能夠順利開展；最后，根據(jù)工種不同劃分為以下幾種類型：現(xiàn)場指揮，其工作主要是施工現(xiàn)場施工人員的組織管理及協(xié)調(diào)工作，合理規(guī)劃工作全局；技術(shù)員，這部分工作人員的主要工作內(nèi)容是施工當(dāng)中的技術(shù)操作，包含指導(dǎo)施工、樁基壓漿計量、質(zhì)量控制、技術(shù)交底及各環(huán)節(jié)施工技術(shù)的應(yīng)用等，作為整體工程施工的基礎(chǔ)性保障。

5.2 施工流程

5.2.1 壓漿管的制作

結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況，選擇合適的壓漿管直徑以滿足施工要求，此外，壓漿管材質(zhì)必須是黑鐵管，需要使用絲口將其連接起來，再將其堵嚴(yán)實，需在壓漿管下部位置制作壓漿噴頭，必須保證壓漿噴頭上的壓漿孔維持合理的數(shù)量及間距，于外側(cè)密封后制作成比較簡單的壓漿噴頭。

5.2.2 布置壓漿管

壓漿技術(shù)實施過程中，壓漿管的布置是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，所以在布置壓漿管時應(yīng)該遵循牢固實用的原則，一般來說采用的是三根一體的方式。此外，必須嚴(yán)格控制壓漿管的長度，低樁需由樁底延伸35cm，高樁延伸50cm，以保證其穩(wěn)固性。一般來說，使用鋼筋籠對稱布局以確保能夠維持管和管之間的有效連接，而樁頂端注漿管被固定在鋼筋籠中。

5.2.3 壓漿樁位的選擇

在該工程中，通過技術(shù)人員分析和驗證之后發(fā)現(xiàn)，該建筑樓層碎石層的含量分別為50%、70%，且呈現(xiàn)出硬塑狀沒有膠結(jié)的粉質(zhì)黏土，受到壓力作用的影響，水泥漿受到的影響比較大。然而為了避免一些臨界點處壓漿時水泥破出地面，因此要合理選擇樁位，且樁位周圍要盡量避免存在鉆孔或地質(zhì)結(jié)構(gòu)不完善的問題。

5.2.4 水泥漿的制作

用于壓漿的水泥漿的構(gòu)成材料主要采用P.0425硅酸鹽水泥，水灰比1，然后再用篩網(wǎng)過濾水泥，避免出現(xiàn)結(jié)塊或是水泥堵塞壓漿管。

5.2.5 壓水試驗

待壓漿管布置成型之后，一般會進(jìn)行壓水試驗，即注入泥漿前往現(xiàn)有壓漿管中注入清水進(jìn)行試驗。壓水試驗的目的：①注入清水的過程能夠沖洗底層泥漿，確保潔凈的環(huán)境；②疏通壓漿管道，檢測壓漿泵是否能正常工作，施工參數(shù)設(shè)置得是否正確，一旦發(fā)現(xiàn)存在問題則必須及時進(jìn)行調(diào)試或改正，保證工程的施工質(zhì)量。

5.2.6 壓漿施工

通常都是一次性給承臺群樁進(jìn)行壓漿，由四周向中間靠攏。為確保漿液能充分在土層之間擴散，一般使用兩根樁進(jìn)行循環(huán)壓漿，即先對兩根樁基的A管壓漿，注入70%漿液之后，結(jié)束A管壓漿工作，然后再完成B管的壓漿，間隔時間維持30min～60min之間，原因是使?jié){液充分在土層中擴散，以進(jìn)一步提升土層強度。

5.2.7 壓漿量、壓漿壓力和壓漿控制標(biāo)準(zhǔn)的制定

鑒于壓漿量尚未形成一個比較成形的計算標(biāo)準(zhǔn)，因此需要結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況及日常施工經(jīng)驗合理控制壓漿量。為保證壓漿質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格控制壓漿時的壓力，壓力太大容易導(dǎo)致壓漿管爆裂，壓力太小則容易導(dǎo)致因為壓漿不到位而影響到整體的施工質(zhì)量。此外，壓漿控制標(biāo)準(zhǔn)同樣是有規(guī)定的，壓漿過程一定要科學(xué)控制壓漿量及壓漿壓力，先考慮壓漿量，然后考慮壓漿壓力，若壓漿不存在比較明顯的吃漿現(xiàn)象時即可停止壓漿。

5.2.8 質(zhì)量檢測

待壓漿結(jié)束之后，一般施工單位都要對施工工程質(zhì)量進(jìn)行檢測，主要檢測內(nèi)容包括水泥、水、外加劑等原材料以及施工設(shè)計參數(shù)、施工器械質(zhì)量等，同時又要檢測加固的實效，借以鉆芯取樣的方法檢測兩根以上樁體的牢固程度，且還要檢測樁基底部土層密實度、漿液分布均勻度等，檢測完畢后出具相應(yīng)的檢測報告[4]。

6 壓漿施工中出現(xiàn)的問題和處理措施

6.1 噴頭難以打開

如果在注漿過程中輸入的壓力足夠大，但是噴頭仍然不能正常工作，則說明此噴頭已損壞，如果通過強行施壓來解決這個問題已經(jīng)不可取了，此時需要另換一根噴頭之后再工作。

6.2 出現(xiàn)冒漿

所謂冒漿現(xiàn)象，即壓漿時水泥漿沿樁側(cè)或其他部位冒出來。假如遇到水泥漿是從地面冒出來，那么說明此時的注漿作業(yè)已經(jīng)達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)的施工要求，此時便可以停止注漿。然而，若水泥漿由被噴壓的樁柱噴出來，但是噴出的量不大，此時應(yīng)用清水清洗泥漿，待次日即可重新壓漿。

6.3 單樁壓漿量不足

壓漿通常都是采用一次性壓漿，為了不影響壓漿施工過程中壓漿樁的壓漿質(zhì)量，可將施工區(qū)域的樁基生成一個包圍圈。假如遇到單個樁壓漿量不達(dá)標(biāo)，則可結(jié)合情況用臨近樁的壓漿量來對中間樁的壓漿量進(jìn)行補充[5]。

7 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展，陸續(xù)有很多新的技術(shù)和材料被用于建筑施工中，極大地提高了整體工程的施工質(zhì)量。特別是在建筑施工中應(yīng)用灌注樁后注漿施工技術(shù)，不僅成功地解決了灌注樁體自身潛在的沉渣及泥皮等一些問題，同時，也進(jìn)一步提高了建筑工程樁基的承載力?；诖?，這種技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，但實際施工過程中依然會遇到各種問題，為此需要進(jìn)一步對灌注樁后注漿施工技術(shù)進(jìn)行研究，優(yōu)化施工工序，繼而全面提升工程的施工質(zhì)量，助推行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。