鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)在超高層住宅中的運用

聶正凡 劉俊慧

1. 武漢洺悅房地產(chǎn)有限公司 湖北 武漢 430000

2. 中國水電基礎局有限公司 天津 301700

在一些超高層建筑工程施工過程中，對于地基基礎結(jié)構(gòu)的施工安全性和穩(wěn)定性要求標準相對較高，因此需要引進更加先進的樁基礎施工技術(shù)方法，保證建筑基礎施工質(zhì)量。灌注樁后注漿施工技術(shù)，在建筑基礎施工當中的應用優(yōu)勢非常明顯，通過該項施工技術(shù)的有效應用，在樁體結(jié)構(gòu)的沉降量、泥皮和沉渣問題方面可以得到有效控制，并且樁基礎成型之后承載能力得到了全面提高，為超高層住宅基礎處理提供優(yōu)化方案，降低超高層住宅基礎處理成本。

1 灌注樁后注漿施工技術(shù)及其使用優(yōu)勢分析

1.1 灌注樁后注漿施工技術(shù)

隨著我國建筑事業(yè)的不斷向前發(fā)展，一些超高層建筑數(shù)量也在不斷增多，相比于傳統(tǒng)的普通建筑，超高層住宅建筑對于工程施工基礎承載能力以及穩(wěn)定性的要求標準相對較高，必須要有效做好建筑工程的基礎施工質(zhì)量控制工作，有效解決不同類型地質(zhì)條件因素所產(chǎn)生的不利影響。在現(xiàn)階段我國很多城市超高層住宅建筑工程施工當中，對于灌注樁后注漿施工技術(shù)的應用越來越普遍，并且所表現(xiàn)出的作用和優(yōu)勢非常明顯。灌注樁后注漿施工技術(shù)主要指的是灌注的樁成樁混凝土，滿足工程施工設計標準強度之后，通過預埋在樁身內(nèi)部的注漿管以及和注漿管相連接的特效和頂邊位置的注漿閥，通過高壓注漿泵設備的使用，將預先制備好的水泥漿材料直接注入到樁體周圍的土壤當中，并且通過后續(xù)的材料緊密處理填充處理、劈裂和材料固結(jié)等多種作用，可以保證水泥漿材料與施工區(qū)域基礎土壤之間進行充分結(jié)合，可以有效提高整個樁基礎周圍土壤的承載能力和穩(wěn)定性，以此可以大大增強整個樁基的承載能力，有效控制樁基礎產(chǎn)生沉降問題和影響，保證整個高層建筑的基礎承載能力和穩(wěn)定性效果[1]。

1.2 灌注樁后注漿施工技術(shù)的使用優(yōu)勢分析

在近幾年的發(fā)展過程中，鉆孔灌注樁施工技術(shù)在我國各大土建工程施工當中應用越來越普遍，同時隨著該項技術(shù)的進一步革新和優(yōu)化，灌注樁后注漿施工技術(shù)的應用表現(xiàn)出的效果更加明顯，在我國各大超高層建筑工程基礎施工中的應用優(yōu)勢非常明顯，主要包含以下幾個方面優(yōu)勢。

第一，灌注樁后注漿施工技術(shù)的使用工作范圍更廣。灌注樁后注漿施工技術(shù)在實際使用工作過程中，可以有效應對一些比較復雜的地質(zhì)環(huán)境因素的影響，比如比較常見的一些中風化巖層地質(zhì)條件，強風化巖層地質(zhì)條件等。不但如此，通過該項技術(shù)的應用施工人員可以事先對預埋的注漿管位置進行全面的質(zhì)量檢查，以此可以保證整個預埋注漿管道完整性，在注漿工作完成之后，可以有效提高整個灌注樁的有效強度。

第二，可以節(jié)省工程施工造價。灌注樁后注漿施工技術(shù)在實際施工過程中，相比于傳統(tǒng)設施下的水泥注漿施工技術(shù)方法，可以節(jié)省大量的工程施工成本，針對一些大直徑的超長樁體結(jié)構(gòu)，在實際施工當中所表現(xiàn)出的工程施工經(jīng)濟效益更加明顯。灌注樁后注漿施工技術(shù)的有效應用，可以進一步縮短樁基礎的長度大小，同時通過該項技術(shù)的有效應用，可以有效穿過一些比較復雜的涂層條件，因此可以有效控制各種施工材料的消耗量同時節(jié)省人工成本，具有良好的施工經(jīng)濟效益[2]。

第三，可以有效提高樁基礎的承載能力。通過灌注樁后注漿施工技術(shù)的應用，可以有效解決灌注樁施工過程中泥皮、沉渣等各種問題所產(chǎn)生的干擾和影響，進而可以提高整個樁基礎的穩(wěn)定性和承載能力。通常情況下，在一些標準的細顆粒土質(zhì)條件下，可以提高樁基礎60%的承載能力，粗顆粒土壤環(huán)境條件下可以提高100%的樁基礎承載能力。

2 超高層住宅工程施工中鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)的應用策略

結(jié)合某地區(qū)一處建筑工程施工案例進行分析和研究，本次建筑工程項目基礎施工，使用的是鉆孔灌注樁后注漿施工技術(shù)，該施工區(qū)域經(jīng)過工程施工單位的前期地質(zhì)勘查工作之后發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件的構(gòu)成主要是以墻風化花崗巖、粘質(zhì)土壤、粉質(zhì)土壤以及人工填土層為主。在本次建筑工程樁基礎設計工作當中使用的是鉆孔灌注擴底樁，但是在經(jīng)過進一步分析和計算之后發(fā)現(xiàn)，單樁結(jié)構(gòu)的承載能力無法滿足建筑工程的實際使用要求。

2.1 施工前的準備工作

在正式開始施工之前，需要有效做好鉆孔灌注樁施工前的準備工作，為后續(xù)工程施工提供物資保障。在正式開始施工之前，需要將所使用的機械設備，根據(jù)類型的不同以及使用位置的差異性對其進行合理劃分。在地面注漿施工當中所使用的設備，主要包含高壓注漿泵、漿液攪拌機設備、儲漿筒、地面管路以及觀測儀表等設施。上述設備主要是完成漿液材料的制備儲存以及輸送，同時在地面以下注漿裝置當中，主要包含豎向?qū){管注漿管以及樁體頂端壓力注漿裝置等。注漿裝置在施工過程中需要對漿液的輸送和加壓作業(yè)內(nèi)容進行有效控制，等到全部設備準備完成之后，對機械設備的工作性能情況進行事先檢查，為后續(xù)的正式施工打下良好的基礎[3]。

2.2 注漿管的制作及其規(guī)格控制

注漿管的制作工作非常關(guān)鍵，直接關(guān)系到灌注樁后注漿施工效果和穩(wěn)定性，因此受到了工程施工單位的充分重視，如果注漿管的孔洞設置不合理，會影響到后續(xù)的出漿效率，甚至會造成漿液大量滲透等問題，造成灌注樁后注漿施工質(zhì)量無法達到施工規(guī)范的標準和要求。因此，在注漿管制作與安裝過程中，相關(guān)施工人員需要根據(jù)預先設定好的施工技術(shù)標準，對注漿管的材料質(zhì)量直徑大小等進行合理選擇，同時需要基于工程施工現(xiàn)場的實際情況，有效完成材料的制作和質(zhì)量檢查工作，為后續(xù)注漿施工的順利進行打下良好的基礎。通常情況下，灌注樁后注漿施工技術(shù)在實際使用過程當中，注漿管材料的直徑大小選擇為25mm以上的無縫焊接鋼管或者是鍍錫管，如果施工樁體長度相對較大，施工人員可以通過將注漿管當中的摩擦力和壓力大小進行有效控制，確保在注漿工作過程中保證漿液注入的效率和穩(wěn)定性，有效提高樁基礎的承載能力，使得工程樁的施工質(zhì)量可以得到充分保證[4]。

2.3 壓水試驗工作

在壓水處理工作當中，采用的是直接加壓處理方法，通過將水體直接壓入到鉆孔當中并且基于實際的吸水量，有效計算出巖體裂縫當中的整體發(fā)育情況，同時需要保證具有良好的透水性效果。在壓水試驗工作正式開始之前，相關(guān)實驗工作人員需要有效做好注漿管道的質(zhì)量檢查，工作要有效保證整個管路完全暢通。為壓水試驗工作的順利進行打下良好的基礎。與此同時，清除單向閥門周邊泥漿，保持設備周邊環(huán)境清潔，為壓水試驗提供良好工作環(huán)境。壓水試驗工作在灌注樁澆筑完成之后，需要在5天之后來進行處理要充分保證壓水實驗最終效果，達到預先設定好的工作目標，如果樁體一端或者是樁體一側(cè)位置出現(xiàn)塌孔或者是擴孔等問題，需要提前進行壓水試驗工作，保證孔洞內(nèi)部的水體壓力，沖開厚度較大的混凝土覆蓋層，在壓水試驗過程中用儀器記錄各項數(shù)據(jù)信息，為其提供出重要的試驗參數(shù)。

2.4 注漿管下放

在注漿管制作和壓水試驗結(jié)束之后，則可以進行后續(xù)的注漿管安裝工作，注漿管的連接效果是重點工作，要保證管道相互之間的對接沒有明顯的縫隙，避免因為注漿管之間的連接不緊密導致注漿過程中產(chǎn)生滲漏，全面提高灌注樁的整體施工效果。因此，在進行注漿管的使用過程中，需要有效做好安裝工作，需要嚴格參照標準的要求進行處理，同時需要遵循一邊安裝一邊檢查的方法，確保注漿管道安裝施工質(zhì)量和效果，及時發(fā)現(xiàn)注漿管安裝施工中產(chǎn)生的各種問題，為后續(xù)的注漿施工打下良好的基礎。在注漿管安裝工作結(jié)束之后，工作人員需要對注漿再進行下一個環(huán)節(jié)工作[5]。與此同時，在導管的下放工作中需要和鉆孔的中心線位置保持一致，防止和鋼筋骨架之間形成嚴重的刮蹭。通常情況下，可以將其直接固定到鉆機的底座位置，需要保證首批混凝土灌注施工結(jié)束之后，混凝土材料仍然可以高出導管下方至少1m的高度?；炷敛牧吓渲眠^程中需要選用質(zhì)量更高的礦渣水泥材料，比較常用的水泥材料為C25號水泥?；炷凉嘧⑹┕ぎ斨斜仨氁獙炷敛牧系捻敳扛叨冗M行實時監(jiān)測，通常情況下需要將導管埋深范圍控制在2～6m之間，隨著混凝土材料的不斷灌入，當混凝土材料灌入超過鋼筋籠1m位置時，需要將導管進行全面提升，當距離鋼筋籠2m的位置時，需要進一步減緩鋼筋籠的灌注施工速率，以此來最大限度上降低對鋼筋籠所產(chǎn)生的沖擊和影響[5]。

2.5 樁基注漿施工技術(shù)要點

鉆孔灌注樁后壓漿施工技術(shù)在使用工藝流程上相對比較簡單，必須要嚴格依照相關(guān)設計工作要求和標準進行交底工作要有效，做好崗前培訓以及安全管理等各項基礎工作內(nèi)容，保證工程的整體施工質(zhì)量。因此，后壓漿施工過程中，主要問所產(chǎn)生的主要問題表現(xiàn)在降壓閥門無法正常開啟或者施工被迫中斷等情況，當降壓閥門無法正常開啟的情況下，可以適當?shù)奶岣邏毫χ笳駴_注漿管道。如果注漿管道產(chǎn)生比較嚴重的堵塞問題，可以通過使用鉆心引孔的處理工作方法，在不損壞鋼筋籠的條件下，對管道設備實施重新布置和調(diào)整。當施工過程中被迫中斷時間較長的情況下，需要保證在沖洗凝固的泥漿后方繼續(xù)進行灌漿施工處理，與此同時，需要將水灰比例有效控制在0.8～0.9范圍之間，結(jié)合中斷時間長短逐步恢復到原有的材料配比。在進行更加科學和準確的計算分析之后，有效確定最終的注漿施工參數(shù)大小，結(jié)合施工區(qū)域的地質(zhì)條件情況合理選擇壓降壓力，同時對壓漿設備進行針對性選擇，有效測算出最終的注漿參數(shù)，保證注漿施工的順利進行。灌注樁注漿施工工藝是灌注樁后注漿施工過程中非常重要的施工環(huán)節(jié)，直接影響到整個樁體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。對此，在這一環(huán)節(jié)施工過程中要求灌注樁正式開始施工之前，確保每道施工工序質(zhì)量，充分保證項目工程施工原材料質(zhì)量，同時在注漿施工配比參數(shù)方面需要進行嚴格控制。漿液水灰比應根據(jù)土的飽和度和滲透性確定。對飽和土宜為0.5～0.7，對非飽和土宜為0.7～0.9（松散碎石土、砂礫宜為0.5～0.6）；低水灰比漿液宜摻加減水劑；地下水流動時，應摻入速凝劑，漿液水灰比為0.5～0.6在注漿施工過程中需要進一步控制注漿施工壓力以及注漿施工的連續(xù)性效果，一次性完成整個灌注樁的注漿施工，全面保證灌注樁施工質(zhì)量和穩(wěn)定性。在注漿時間方面需要進行合理選擇，如果注漿時間過早會出現(xiàn)樁體的穩(wěn)定性下降，對后續(xù)的支撐性和穩(wěn)定性造成影響，如果注漿時間較晚，則會造成樁體自身的泥皮產(chǎn)生硬化情況出現(xiàn)漿液滲漏等問題。

2.6 注漿前、注漿后樁基承載力變化

在成樁工作結(jié)束之后，有效結(jié)合工程施工技術(shù)要求和標準進行后續(xù)的試樁工作，以此來保證超高層住宅建筑工程的整體施工質(zhì)量和穩(wěn)定性。通過采取加載分級處理工作方法進行試樁工作，在武漢璟樾府項目樁基礎工程試樁工程當中，根據(jù)預估單樁的極限承載能力10%～15%逐級進行加載處理工作，本次工程首次加載壓力大小為700kN，并且每一次加大350kN。第二，進行樁體沉降量觀測工作，需要安排專業(yè)的工作人員，準確測量煤機加載工作完成之后，在第1個5min、10min以及15min之后，樁基礎的整體沉降量大小，然后需要每間隔15min展開一次沉降數(shù)值測度工作，直到1h之后再根據(jù)30min的頻率進行再一次測讀。第三，穩(wěn)定工作標準。通過對后注漿樁基和非注漿樁基承載力大小進行對比，得出E1和E2兩條承載力變化曲線，如圖1所示，樁基礎結(jié)構(gòu)在每一級別荷載作用條件下，每小時的整體下沉量不超過0.1mm，在此工作情況下，如果連續(xù)出現(xiàn)兩次則說明，該樁基礎的承載能力符合本次工程施工的技術(shù)要求和標準。由此可以看出與普通的單孔灌注樁施工技術(shù)方法相比，在本次工程施工當中通過采用灌注樁后注漿施工技術(shù)方法，在抗壓樁的承載能力方面得到了全面提高，以此可以有效提高整個高層住宅基礎結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性效果。

圖1 后注漿樁基和非注漿樁基承載力變化曲線

通過分析和計算加載力和其它參數(shù)之間的對應工作關(guān)系，可以實現(xiàn)對樁基承載力大小的有效檢驗，荷載香的自重相對較輕同時對樁機結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不會產(chǎn)生比較明顯的影響。與此同時，荷載相自平衡法的測量數(shù)據(jù)信息更加精確可靠性更高，整個操作流程更加簡單，對于項目工程施工場地和施工進度不會產(chǎn)生明顯的影響。

3 結(jié)語

綜上，灌注樁后注漿施工技術(shù)在超高層住宅地基工程中的應用，不僅，降低超高層住宅地基工程處理費用，提高超高層住宅收益，同時加快地下基礎工程的施工進度。灌注樁后注漿施工技術(shù)方法在使用過程中的操作流程相對比較簡單，施工人員的上手速度較快，具有較強的實用性，因此鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)可以廣泛推廣應用到超高層住宅基礎處理工程中。