橋梁工程大直徑超深鉆孔樁樁底壓注漿施工技術(shù)

王金柱

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

目前，很多橋梁都采用鉆孔樁作為基礎(chǔ)，一些大型與特大型橋梁的鉆孔樁樁徑和樁長都很大，因此對施工提出了很高要求。對此，某些工程采用樁端后注漿技術(shù)來保證樁身強(qiáng)度，彌補(bǔ)因樁徑和樁長較大存在的弊端。為使樁端后注漿發(fā)揮出應(yīng)有的作用效果，需要結(jié)合工程實際情況，探究合理有效的施工技術(shù)。

1 工程概況

某公路工程合同段總長約2.4km，路線范圍內(nèi)分布的橋梁均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，共152根，樁長為85～125m，樁徑為2.5～2.8m。為保證樁基承載力，避免產(chǎn)生太大的沉降，采用后注漿技術(shù)，通過樁底壓漿來保證承載力。如果在現(xiàn)場施工時因地質(zhì)原因不得不設(shè)置新樁，則同樣進(jìn)行后注漿。

2 施工工藝

該工程后注漿所用注漿管為聲測管，一根樁布置三根，為60mm管徑無縫鋼管。管兩端分別設(shè)置直徑為4～6mm的小孔，同時用橡膠皮對兩端進(jìn)行包裹并用鐵絲將其綁扎緊固，避免泥漿對孔道造成堵塞。聲測管的長度應(yīng)比鋼筋籠長20cm左右，并在兩端使用螺紋堵頭進(jìn)行封堵，其上端應(yīng)比鉆孔平臺略高[1]。

施工需按照以下工藝流程進(jìn)行：鉆進(jìn)成孔→鋼筋籠制安與注漿管放置→灌漿導(dǎo)管放置→二次清孔→檢查孔底沉渣厚度與泥漿指標(biāo)→混凝土灌注→灌注完成后24h通過壓漿管注入壓力水，導(dǎo)致橡膠皮被沖破→超聲波檢測混凝土實際強(qiáng)度不低于設(shè)計要求后，開始向管內(nèi)壓漿，具體的壓漿量根據(jù)樁徑確定，實際注漿壓力保持在8MPa水平后，穩(wěn)壓10min→完成壓漿后移動到下一個樁位，采用相同的方法再次壓漿，通常情況下循環(huán)壓漿要控制在4h以內(nèi)。

2.1 漿液

（1）本次樁底壓漿所用漿液主要由水泥、膨潤土、水與緩凝劑幾部分構(gòu)成，具體的級配材料類型及比例均需通過專項試驗來確定。

（2）漿液的比重應(yīng)保持在17～18kN/m范圍內(nèi)。

（3）漿液的水灰比應(yīng)保持在0.45～0.60范圍內(nèi)。

（4）漿液的初凝時間應(yīng)控制在2～3h，并應(yīng)有良好的流動性，且泌水較小。

（5）漿液7d齡期對應(yīng)的抗壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到5MPa以上，28d齡期對應(yīng)的抗壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到C30以上。

（6）漿液配置完成后需靜置5min才可以使用，確保漿液中含有的空氣完全消除。

（7）漿液的配置需嚴(yán)格按照每個循環(huán)的設(shè)計用量進(jìn)行，并在使用前過濾漿液，以免漿液中含有雜質(zhì)堵塞壓漿孔[2]。

2.2 注漿管道

（1）注漿管道應(yīng)與超聲波管道充分結(jié)合，管道直徑根據(jù)樁徑確定，嚴(yán)格按照圖紙要求進(jìn)行加工。注漿管的長度應(yīng)比鋼筋籠長200mm，并在注漿管上開出小孔，使用橡膠皮封堵后用鐵絲將其綁扎緊固，以免雜質(zhì)對注漿孔造成堵塞。

（2）注漿管每個接口的連接都必須牢固，現(xiàn)場施工時嚴(yán)格控制質(zhì)量，避免在運(yùn)輸、下放及混凝土灌注施工中導(dǎo)致管道脫開[3]。

（3）注漿管從樁頂處露出的高度，需要由施工單位以鉆孔平臺實際標(biāo)高為依據(jù)并結(jié)合現(xiàn)場具體操作條件確定。此外，注漿管的上端要用絲口悶頭進(jìn)行封閉，下端也要進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆忾]處理。

2.3 壓漿工藝

（1）混凝土灌注完成24h后，采用壓力為2～5MPa的壓力水將注漿管管端的橡膠皮沖開。在壓力水的實際壓力明顯下降時，即說明注漿管的管段已經(jīng)被沖開，使壓力得到釋放，然后開始緩慢降低進(jìn)水壓力，避免高壓回流中攜帶雜質(zhì)導(dǎo)致堵塞壓漿孔。如果管道中依然有壓力水大量存在，應(yīng)注意不可打開閘閥，否則高壓水射出可能造成傷人事故。

（2）正式壓漿開始前，應(yīng)確保注漿管中注滿水[4]。

（3）待灌注的混凝土齡期達(dá)到14d或?qū)嶋H強(qiáng)度與設(shè)計要求相符后，開始對樁基實施超聲波檢測，經(jīng)檢測確定強(qiáng)度達(dá)到要求后開始注漿，并循環(huán)多次，最少不能少于兩次。

（4）如果鄰近樁位處在鉆孔狀態(tài)，則不可實施樁端注漿施工，否則有可能導(dǎo)致漿液穿孔。

（5）根據(jù)預(yù)定的注漿量采用注漿管循環(huán)注漿，在進(jìn)漿口處注入混合漿液時，每完成一次注漿，都應(yīng)進(jìn)行均勻減壓，以此避免壓力漿發(fā)生倒流對注漿孔造成堵塞。

（6）當(dāng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)時，說明注漿完成，可以停止該循環(huán)的注漿：壓漿管的實際注漿量達(dá)到要求；注漿管壓力達(dá)到8MPa；樁體向上浮起15mm。只要出現(xiàn)上述情況的其中一種，即說明注漿完成，可由監(jiān)理工程師進(jìn)行檢驗[5]。

3 工藝要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）注漿要在灌注完成的混凝土齡期不少于14d后進(jìn)行。注漿開始前應(yīng)做好超聲波檢測，以確定混凝土強(qiáng)度能否達(dá)到要求，經(jīng)檢測確認(rèn)達(dá)到要求后，方可開始注漿。

（2）施工前應(yīng)平整場地，同時在鉆孔位置開挖溝槽與集水坑，以免產(chǎn)生積水對正常施工造成影響。

（3）施工機(jī)具與材料的準(zhǔn)備：準(zhǔn)備1臺壓力不低于10MPa的灌漿泵，一臺灰漿攪拌機(jī)，儲漿混凝土，濾網(wǎng)，標(biāo)號為42.5的普通硅酸鹽水泥，三個堵頭和止?jié){閥，一根軟管，三個連接件（用于連接注漿管和軟管）。其他工具及材料包括焊條、綁扎用鐵絲、焊機(jī)與管鉗。

3.2 工藝要點(diǎn)

（1）如前所述，注漿管為聲測管，由以下三部分組成：端部的花管、中部的直管和上部接頭。其中，花管段需用橡膠皮進(jìn)行包裹，并用鐵絲將其包扎緊固，以免發(fā)生滲漏。

（2）利用鐵絲將三根注漿管同時綁扎于加強(qiáng)圈，在安裝注漿管的過程中應(yīng)注意管的對接必須保持連續(xù)和密封；在管的總長范圍內(nèi)利用橡膠皮進(jìn)行纏繞密封，然后用膠皮鐵絲進(jìn)行包裹，使其達(dá)到牢固。將端部的花管及注漿管均連接好以后，每節(jié)或每段都采用壓力水進(jìn)行灌水，以此確定是否處于密封的狀態(tài)。若有滲水，應(yīng)立即進(jìn)行返工處理，避免灌注材料、巖土體或地下水等進(jìn)入，導(dǎo)致管路被堵塞。

（3）壓水試驗在整個注漿過程中是一個十分重要的環(huán)節(jié)，其作用是對注漿通道進(jìn)行預(yù)壓和疏通，以此檢測確定注漿管是否可灌與保持聯(lián)通，為之后的正式注漿奠定良好基礎(chǔ)。混凝土灌注完成24h后，在管內(nèi)先壓入壓力水，待管內(nèi)壓力突然降低后，說明管道開塞，需降低進(jìn)水壓力，避免高壓回流中攜帶雜質(zhì)將壓漿孔堵塞。

（4）注漿過程中應(yīng)嚴(yán)格控制注漿壓力與所用漿液的水泥劑量及水灰比。采用壓水時的壓力作為注漿開始后的起始壓力，而終止的壓力按照起始壓力的2倍進(jìn)行控制。注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)為壓漿管的實際注漿量達(dá)到要求或注漿管壓力達(dá)到8MPa或樁體向上浮起15mm。

3.3 質(zhì)量控制

（1）在安裝注漿管之前應(yīng)先將管道中的雜物清理干凈，以免堵塞，同時對注漿頭與注漿管進(jìn)行可靠密封，避免漏漿。

（2）注漿開始前檢查整個注漿線路，包括注漿泵與攪拌機(jī)，經(jīng)檢查確認(rèn)處于良好狀態(tài)后，方可開始注漿。

（3）為使水泥漿質(zhì)量達(dá)到要求，應(yīng)嚴(yán)格計量和控制投料，確保水灰比符合要求，注意在漿液配制的過程中不可使用已經(jīng)受潮變質(zhì)的水泥。

（4）漿液水灰比要在注漿施工中做到先大后小，注漿開始時先注入一定量水灰比為1.0的漿液，以此達(dá)到良好的注漿效果。

（5）整個注漿過程必須保持連續(xù)，若因故中斷，要立即進(jìn)行處理，并恢復(fù)正常注漿，保證最終的注漿質(zhì)量。

（6）在注漿過程中還要對注漿的數(shù)量、壓力及時間等進(jìn)行記錄和控制，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即進(jìn)行處理，以免對最終的注漿質(zhì)量和效果造成影響。

（7）注漿施工中要按照設(shè)計要求控制注漿量與注漿壓力，同時綜合考慮這兩者相互關(guān)系確定完成注漿施工的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。

（8）具體的注漿順序為先對周邊樁進(jìn)行注漿，再對中間樁進(jìn)行注漿，對中間成片灌注樁進(jìn)行注漿施工時，應(yīng)呈梅花樁進(jìn)行間隔注漿。

（9）由于成樁之后的高壓注漿需要進(jìn)行一段時間，所以要有效保護(hù)伸出的注漿管，防止人為損壞，并做好屏漿。

（10）如果某個注漿管沒有實現(xiàn)開塞或?qū)嶋H注漿量無法達(dá)到相關(guān)設(shè)計要求，則需增加另外幾根注漿管的實際注漿量，以保證該樁的實際注漿量與相關(guān)設(shè)計要求完全相符，確保最終的注漿質(zhì)量。

（11）施工中使用的水泥應(yīng)在專用庫房中存儲，不可直接露天堆放，以免產(chǎn)生揚(yáng)塵，并及時清掃施工時遺撒的水泥漿，以免造成污染或意外。未用完的水泥漿盡快清運(yùn)至場外，并在施工結(jié)束后清理注漿泵、攪拌機(jī)與輸漿管等。

4 結(jié)語

綜上所述，樁端后注漿是保證鉆孔樁，尤其是超深大直徑鉆孔樁強(qiáng)度的有效措施。目前，該工程樁端注漿施工已經(jīng)完成，且經(jīng)檢查確認(rèn)其施工質(zhì)量合格，所用施工技術(shù)合理可行，可為同類工程提供參考。