后注漿灌注樁技術(shù)在高層建筑工程中的實(shí)踐應(yīng)用

鄭一晨

（廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州）

引言

后注漿灌注樁技術(shù)具有施工質(zhì)量高、操作簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)現(xiàn)階段的高層建筑工程中得到了廣泛應(yīng)用。但是由于在我國(guó)現(xiàn)階段的高層建筑工程施工中還存在著一定的問(wèn)題，因此還需要對(duì)后注漿灌注樁技術(shù)在高層建筑工程中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行深入研究。本文主要是對(duì)后注漿灌注樁技術(shù)在高層建筑工程中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行深入分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供參考意見(jiàn)，從而提高我國(guó)當(dāng)前我國(guó)高層建筑工程的施工質(zhì)量。

1 工程概況

某高層建筑工程占地面積為14 500 m2，建筑面積為37 000 m2。該高層建筑工程共設(shè)置有10 層，其高度為47.7 m，建筑結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)。該高層建筑工程分為三個(gè)施工區(qū)域，每個(gè)施工區(qū)域均設(shè)置有2個(gè)地下室。該高層建筑工程主要由基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)和裙房結(jié)構(gòu)三部分組成。其中基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成樁基礎(chǔ)，主樓采用鉆孔灌注樁，基礎(chǔ)總數(shù)量為495 根。為了滿足高層建筑工程的施工需求，該高層建筑工程采用了后注漿灌注樁技術(shù)。后注漿灌注樁技術(shù)的施工工藝是通過(guò)高壓注漿泵將水泥漿注入到樁體內(nèi)部，利用高壓注漿泵將水泥漿與樁體周圍的土體混合形成一個(gè)整體，從而有效地提高了樁身承載力。

2 后注漿灌注樁施工

2.1 施工參數(shù)

樁基長(zhǎng)度為318 m，直徑為800 mm，鋼筋保護(hù)層厚度約為50 mm；施工所用鋼筋強(qiáng)度為HRB400，其中主筋共有18 根，樁基上半部分鋼筋共12 根，下半部分共6 根；加強(qiáng)箍筋為12@2000，采用縱向布設(shè)方案；螺旋筋上部分4 m 范圍內(nèi)為8@100，下半部分為8@200；樁基澆筑混凝土強(qiáng)度為C40。

注漿材料采用P.O42.5 硅酸鹽水泥，水灰比約為0.50～0.65；灌注樁樁端水泥壓入量為3t/樁，樁側(cè)我1t/層。

2.2 灌注樁后注漿施工流程

（1） 樁基檢測(cè)：在進(jìn)行樁基檢測(cè)過(guò)程中，需要對(duì)樁體的完整性、混凝土強(qiáng)度、樁身中心線位置等內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格檢查，以確保高層建筑的整體質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。為了保證注漿效果，需要保證樁體中心線位置的注漿孔數(shù)量和樁徑大小符合設(shè)計(jì)要求[1]。

（2） 灌注樁后注漿施工工藝流程：定樁位→埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)定位→安裝鉆桿→成孔→鋼筋籠制備→鋼精籠吊裝→下導(dǎo)管→水下混凝土灌注→護(hù)筒和導(dǎo)管起卸→孔口回填→復(fù)式注漿。

（3） 注漿操作流程。在進(jìn)行注漿操作之前，需要先對(duì)水泥漿液進(jìn)行配制和攪拌。在配制和攪拌水泥漿液的過(guò)程中，需要采用水灰比為0.50～0.65 的水泥漿。另外，還需要在注漿管中注入一定量的清水。在注漿操作過(guò)程中，需要注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題：首先是要控制注漿壓力和速度[2]。在實(shí)際操作過(guò)程中，需要先進(jìn)行低速注水試驗(yàn)，以確保注漿壓力符合相關(guān)要求。其次是要控制注漿時(shí)間和間隔時(shí)間。在注漿量達(dá)到一定程度后，再繼續(xù)注水試驗(yàn)；最后要控制注漿材料質(zhì)量。

2.3 關(guān)鍵施工技術(shù)

2.3.1 定樁位

在高層建筑工程施工前，要先將建筑物的坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，并按照設(shè)計(jì)圖紙要求的坐標(biāo)對(duì)樁位進(jìn)行確定。在樁位確定后，要先對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地貌和地物進(jìn)行勘察，然后根據(jù)勘察結(jié)果來(lái)確定樁位[3]。如果發(fā)生偏移，需要及時(shí)采用技術(shù)人員和設(shè)計(jì)人員進(jìn)行重新測(cè)量。定樁位方案如圖1 所示，在樁位點(diǎn)設(shè)置木樁，深度約為300 mm，每個(gè)樁位標(biāo)記定樁中心，并利用“十字栓樁法”對(duì)樁基做好標(biāo)記，并進(jìn)行保護(hù)。

圖1 定樁位示意圖

2.3.2 埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒為厚度4～6 mm 的鋼板整體焊接后制成的鋼護(hù)筒，埋設(shè)護(hù)筒時(shí)利用鉆機(jī)鉆孔，挖設(shè)孔洞直徑需要大于護(hù)筒，坑底深度與護(hù)筒等高。在護(hù)筒的埋設(shè)過(guò)程中，要盡量保證護(hù)筒與地面之間沒(méi)有空隙，還要保證護(hù)筒底部處于水平狀態(tài)[4]。在護(hù)筒埋設(shè)過(guò)程中，采用泥漿護(hù)壁的方法來(lái)進(jìn)行施工，通過(guò)泥漿護(hù)壁來(lái)提高鉆孔的安全性和穩(wěn)定性，同時(shí)還要保證泥漿水頭高度。

護(hù)筒埋設(shè)施工方案如圖2 所示，護(hù)筒埋設(shè)前需要復(fù)核樁位，護(hù)筒中心與樁位中心保持重合，兩者偏差不得超過(guò)20 mm；護(hù)筒埋設(shè)垂直度偏差不超過(guò)1%，其頂部需要高出地面0.3 m。護(hù)筒埋設(shè)位置固定后，進(jìn)行回填，并分層夯實(shí)，以確保護(hù)筒成孔質(zhì)量。

圖2 鋼護(hù)筒埋設(shè)示意圖

在進(jìn)行孔口回填時(shí)，要將碎石與粘土按照一定比例混合在一起后進(jìn)行回填，同時(shí)要保證碎石和粘土的比例為1:3。然后要在回填土上覆蓋一層約5 cm 左右厚度的沙石層。同時(shí)還要將樁孔周圍10 cm 左右厚度的沙石層進(jìn)行覆蓋處理[5]。在完成以上工作之后，要對(duì)樁孔進(jìn)行反復(fù)清理和檢查工作。在清理和檢查樁孔時(shí)，主要是為了保證樁孔的位置是否準(zhǔn)確，而且還要確保樁孔內(nèi)沒(méi)有淤泥、碎石等雜物。

為了保證樁孔內(nèi)壁的干凈整潔，可以采用高壓水沖洗法來(lái)對(duì)樁孔內(nèi)壁進(jìn)行沖洗。在對(duì)樁孔內(nèi)壁進(jìn)行沖洗時(shí)，一般是采用高壓水和壓縮空氣結(jié)合來(lái)對(duì)樁孔內(nèi)壁進(jìn)行沖洗。在檢查時(shí)要對(duì)樁孔內(nèi)壁的清潔度和完整性進(jìn)行檢測(cè)。如果發(fā)現(xiàn)樁孔內(nèi)壁存在有砂礫或者是淤泥等雜物時(shí)，需要及時(shí)清除雜物。

2.3.3 成孔

樁孔前需要利用水準(zhǔn)儀測(cè)量孔口護(hù)筒高度，以便控制鉆孔深度。鉆孔過(guò)程中需要控制鉆進(jìn)速度，并根據(jù)鉆進(jìn)位置實(shí)時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)速度，避免出現(xiàn)塌孔的情況。除此之外，鉆進(jìn)時(shí)需要保持泥漿面，高度不低于護(hù)筒頂部的40 cm。鉆機(jī)提鉆時(shí)需要及時(shí)向孔洞內(nèi)補(bǔ)充漿液，保證泥漿高度[6]。

2.3.4 鋼筋籠吊裝

在進(jìn)行鋼筋籠吊裝時(shí)，要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算出鋼筋籠的長(zhǎng)度和直徑，再進(jìn)行鋼筋籠的吊運(yùn)工作，鋼筋籠吊裝方案如圖3 所示。在吊放鋼筋籠時(shí)，要先將主筋和箍筋對(duì)準(zhǔn)，然后將吊繩通過(guò)主筋上的螺栓進(jìn)行連接，接著再將吊繩系在箍筋上，將鋼筋籠放入孔內(nèi)[7]。在放入鋼筋籠時(shí)，要先確保鋼筋籠底端與地面持平。然后將鋼筋籠頂面的兩個(gè)螺栓進(jìn)行固定。在綁扎主筋時(shí)，要先確保主筋和箍筋位置正確，接著再對(duì)綁扎的位置進(jìn)行檢查。最后，要在固定好主筋后，用十字線對(duì)鋼筋籠底端進(jìn)行標(biāo)記。

圖3 鋼筋籠吊裝示意圖

（1） 鋼筋籠下放

鋼筋籠下放前需要檢查鋼筋籠質(zhì)量，不符合施工要求的鋼筋籠不得入孔；施工人員需要根據(jù)樁號(hào)選擇鋼筋籠，并做好吊牌記錄。鋼筋籠起吊時(shí)，需要檢查吊點(diǎn)的牢固性和鋼筋籠上的附屬物。

鋼筋籠吊裝采用分節(jié)吊裝方法，上部1 節(jié)鋼筋籠長(zhǎng)度為12 m，下部1 長(zhǎng)度為誒19.8 m。由于單節(jié)鋼筋籠長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，需要采用25 T 吊裝機(jī)進(jìn)行鋼筋籠下放作業(yè)，吊裝方式采用二點(diǎn)起吊法。

（2） 鋼筋籠固定

鋼筋籠就位后，需要用螺栓將鋼筋籠頂面的兩個(gè)螺栓固定，然后用兩根吊筋將鋼筋籠頂面和地面進(jìn)行連接，并用吊筋上的兩個(gè)固定螺栓進(jìn)行固定。在施工中，由于灌注混凝土的沖擊力很大，鋼筋籠很容易發(fā)生變形。因此，在施工過(guò)程中要嚴(yán)格控制好混凝土的灌注速度以及灌注量，避免混凝土澆筑過(guò)快導(dǎo)致鋼筋籠變形。同時(shí)，要保證導(dǎo)管在灌注混凝土過(guò)程中始終處于埋深狀態(tài)，避免導(dǎo)管埋深過(guò)小而導(dǎo)致混凝土塌落過(guò)多的情況發(fā)生[8]。如果發(fā)現(xiàn)混凝土塌落過(guò)多時(shí)，就要及時(shí)更換導(dǎo)管，避免出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

2.3.5 水下混凝土灌注

水下混凝土灌注方案如圖4 所示，（1） 下導(dǎo)管，導(dǎo)管在使用之前進(jìn)行組裝，并在0.6～1 MPa 的壓力下進(jìn)行了水壓測(cè)試。（2） 按照每一個(gè)鉆孔深度，做好選配管工作，盡量保持管道與孔底之間的間距約為500 mm。（3） 導(dǎo)管安裝完成后，測(cè)量孔深，組織二次清孔，確?？咨詈统猎嫌嘘P(guān)規(guī)定。（4） 在澆筑混凝土之前，在導(dǎo)管中設(shè)置隔斷塞子，在施工過(guò)程中要注意不要堵塞管道，這一環(huán)節(jié)要有專門的人員進(jìn)行驗(yàn)收，在沒(méi)有任何問(wèn)題的情況下，才能澆筑混凝土。（5）首盤混凝土灌注方量約為導(dǎo)管埋入深度的0.8 m。（6） 按照混凝土表面高度及導(dǎo)管長(zhǎng)度，對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行拆除。在拆除之前，應(yīng)先對(duì)混凝土面深度進(jìn)行檢查，保證管道埋設(shè)深度在2～6 m 的范圍內(nèi)，同時(shí)不能將管道從混凝土中拔出，并指定人員對(duì)管道的埋設(shè)深度、管道的內(nèi)外混凝土標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，并做好水下澆筑記錄。

圖4 水下混凝土灌注示意圖

2.3.6 復(fù)式注漿

成樁后2 d 可以開展復(fù)式注漿工作，注漿工作時(shí)間不得超過(guò)成樁30 d。注漿時(shí)流量不超過(guò)75 L/min，采用低壓慢注方式緩慢注漿。注漿時(shí)采用循環(huán)注漿方法，首先對(duì)第1 根樁基的A 管進(jìn)行注漿，注漿量到70%左右時(shí)停止注漿，并向第2 根樁的A 管注漿，然后依次為第1 根樁B 管、第2 根樁B 管，以此來(lái)保證同一根樁注漿時(shí)間間隔超過(guò)30～60 min，為水泥漿擴(kuò)散預(yù)留充足時(shí)間。注漿時(shí)需要做好記錄，包括施工時(shí)間、注漿時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、注漿量等，為后續(xù)工作的開展提供參考。

3 結(jié)論

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，后注漿灌注樁技術(shù)在高層建筑工程中的應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛。為了提高后注漿灌注樁技術(shù)在高層建筑工程中的應(yīng)用效果，需要加強(qiáng)對(duì)后注漿灌注樁技術(shù)的研究和開發(fā)，并將其應(yīng)用到實(shí)際施工中，不斷加強(qiáng)對(duì)后注漿灌注樁技術(shù)的研究和開發(fā)力度，只有這樣才能保證高層建筑工程的質(zhì)量和安全性，為我國(guó)高層建筑工程質(zhì)量提供有力保障。