高層建筑灌注樁后注漿施工技術

李國榮/LI Guorong

(山西一建集團有限公司，山西 太原 030012)

灌注樁后注漿指的是在灌注樁成樁后的一定時間內，將水泥漿注入樁中，以此實現(xiàn)樁端、樁側土體的加固處理[1]，進而提升單樁的承載力，減少工程地基沉降。其中后注漿時依據(jù)預設在樁身的注漿導管以及注漿閥完成[2]，該施工技術在任何地質中均具有較好的應用效果，其可結合施工場地的地質情況以及環(huán)境，設計針對性的注漿滲透方式，實現(xiàn)樁基加固處理[3]，有效改善高層建筑工程的整體質量，提升建筑的使用壽命[4]，并且該施工技術實施步驟簡單，可提升建筑的施工效率。城市建設速度顯著增加，為降低土地資源的利用，高層建筑數(shù)量顯著增加，其具有大體量、重荷載的特點，因此，該類建筑在施工過程中，對于樁基礎的承載性[5]、沉降量的控制需求顯著提升。

為提升高層建筑的樁基礎承載性[6]，本文以某地區(qū)的高層建筑工程為例，研究灌注樁后注漿施工技術在該類建筑工程中的應用效果。

1 高層建筑灌注樁后注漿施工

1.1 工程概況

某建筑共有26 層，其中包含1 層地下室，該建筑1～4 層為商場、5～25 層為寫字樓。該建筑在設計過程中，對其施工范圍內的地質進行鉆探，勘察其地質情況，勘測的地層結構詳情如表1 所示。

表1 地層結構詳情

依據(jù)勘測結果可知：該建筑工程的施工場地地質整體以中軟土層為主，該地層具有顯著的沉降特點；該工程在施工過程中，需對其樁基礎進行加固處理。因此，本文采用灌注樁后注漿施工技術對建筑的樁基礎進行加固處理，以此提升單樁的承載力，降低樁基的沉降量。

1.2 樁基礎確定

結合該施工場地的土層勘察結果，灌注樁為摩擦樁，樁基為C40 等級的混凝土灌注樁，其使用的縱筋、箍筋以及加勁筋分別為HRB400、HRB300 和HRB400，保護層厚度為50mm，設計兩種樁徑長度，分別為1.2m 和1.5m。其承載力詳情如表2 所示。

表2 不同長度單樁應用詳情

依據(jù)表2 中兩種長度的灌注樁應用詳情結果，兩種樁徑長度的灌注樁在施工過程中，所需的混凝土方量差異較大，因此，本文確定使用的灌注樁樁徑為1.2m。

結合表2 的結果以及地質勘察結果，確定灌注樁的側阻力增強系數(shù)以及樁端阻力增強系數(shù)，其詳情如表3 所示。

表3 阻力增強系數(shù)詳情

1.3 灌注樁后灌漿施工工藝

在上述小節(jié)的基礎上，進行灌注樁后注漿施工，其施工工藝詳情如圖1 所示。

圖1 灌注樁后注漿施工步驟

按照圖1 的施工步驟，進行該工程灌注樁后注漿施工，其在施工前，需完成注漿管安裝，其對于注漿質量存在直接影響，因此，需保證注漿管的密閉性和穩(wěn)定性。注漿管的詳細安裝步驟如下。

1）在鋼筋籠表面進行注漿管固定，保證注漿管和鋼筋籠下放過程中，能夠順利到達孔洞位置；同時采用鐵絲對兩者進行捆綁固定，固定的距離不可超過3m；其頂部的預留高度為30cm。

2）注漿管的底部需控制在鋼筋籠底部上方，其需高于鋼筋籠25cm，以此保證注漿管和鋼筋籠的封堵效果。

3）完成各節(jié)注漿管的下放后，將清水注入管內，以此觀察和判斷注漿管是否存在堵塞現(xiàn)象，如果存在堵塞，則對鋼筋籠重新進行全面檢查，完成堵塞處理，并再次進行堵塞情況檢測，確保其正常使用。

完成注漿管安裝后，則進行灌注樁后注漿施工，其施工時需嚴格按照設定的注漿順序、注漿壓力、注漿配比完成，其整體過程中施工質量控制要求如下。

1）合理設定注漿施工位置，其和孔洞之間的距離需控制在10m 以內；按照設計的注漿時間和工序進行施工，文中結合工程情況確定注漿時間不超過72h，用時中樁和側樁的注漿時間需控制在2h 內，最大程度保證1 灌注樁后注漿施工質量，使其滿足工程設計標準。

2）在第一次注漿時，結合工程情況，設計的注漿壓力在0.5～1.5MPa 之間，注漿石灰配比設計0.7；第一次注漿時水壓等級不可超過3 級，并且注漿速度控制在55～75L/min 之間。

3）嚴格按照設計的注漿速度完成灌注樁注漿，以此避免發(fā)生冒溢情況；同時在注漿過程中，需實時掌握閥門和絲扣封閉時形成的壓力情況，當該壓力超過6MPa 時，則停止注漿；在1h后繼續(xù)進行注漿。

1.4 灌注樁后注漿施工靜載試驗

完成灌注樁后注漿施工后采用堆載法完成樁體的豎向靜載試驗，該試驗試將鋼筋計布設在主筋上，布設位置為距離樁端0.3m 位置，布設方式為對稱布設，數(shù)量為對稱兩組。依據(jù)鋼筋計獲取各個等級荷載在穩(wěn)定狀態(tài)下的應力頻率結果，以此可得出樁身軸力、樁側阻力以及不同樁身位置的樁-土相對位移等結果。

樁身軸力Pg以及樁側摩阻力Qi的相關計算公式為

其中，K表示鋼筋計的標定系數(shù)；f02和fi2均表示鋼筋計獲取的頻率結果，前者對應初始結果，后者對應荷載為i時的結果；Ec和Eg均表示彈性模量，前者對應混凝土，后者對應鋼筋；Ac和Ag均表示截面面積，前者對應混凝土，后者對應鋼筋；n表示樁體數(shù)量。

依據(jù)JGJ94-2021《建筑樁基技術規(guī)范》相關標準，計算單樁注漿后的極限承載力標準結果為

注漿后，群樁承載力Qe的計算公式為

其中，η表示群樁效應系數(shù)；Qu表示極限承載力，對應單個樁體。

2 試驗分析

2.1 沉降結果分析

為測試高層建筑灌注樁后注漿施工的施工效果，獲取注漿和沒注漿兩種灌注樁樁基，在相同樁頂荷載作用下，樁頂發(fā)生的沉降結果，如表4所示。

表4 樁頂沉降結果

對表4 試驗結果進行分析后可知：在注漿和沒注漿兩種灌注樁的樁頂施加相同的樁頂荷載，在該荷載的作用下，灌注樁的樁頂發(fā)生不同程度的沉降，其中，當樁頂荷載均為8 000kN 時，進行注漿施工的灌注樁樁頂?shù)淖畲蟪两到Y構為14.5mm；未進行注漿施工的灌注樁樁頂沉降最大結果為22.7mm。因此，采用注漿施工技術對高層建筑的灌注樁進行加固后，能夠有效提升灌注樁的承載性，使樁身在荷載作用下保持穩(wěn)定，顯著降低樁頂沉降。

2.2 樁身軸力和測摩擦阻力分析

獲取注漿和沒注漿兩種樁基在相同豎向荷載作用下，灌注樁在不同深度的土層中，發(fā)生的樁身軸力結果以及樁側摩阻力結果，如表5 和表6所示。

表5 樁身軸力結果

表6 樁側摩阻力結果

對表5 和表6 試驗結果進行分析后可知：對于注漿和沒注漿兩種灌注樁施加相同大小的豎向荷載后，兩者的樁身軸力存在顯著差異，注漿后的樁身軸力結果顯著增加，表示對灌注樁進行后注漿施工后，能夠增加樁體的軸向承載力，并且最大軸力的發(fā)生位置也存在明顯差異，注漿后的最大軸力發(fā)生位置在土層的22.7m，為注漿時樁體最大軸力發(fā)生的位置在土層的15.2m。表示注漿后能夠增加灌注樁的樁側摩阻力，以此提升樁基的承載力，保證建筑的穩(wěn)定性。

3 結論

為提升高層建筑的樁基承載性，文中研究高層建筑灌注樁后注漿施工技術，并對該技術的應用效果進行相關驗證，表明該施工技術能夠提升建筑樁基的承載性，降低建筑樁基沉降量，可為相關建筑工程提供可靠依據(jù)。