建筑工程施工中灌注樁后注漿施工技術

尹坤文

（甘肅第二建設集團有限責任公司，甘肅蘭州）

引言

近年我國城市化進程快速推進，為了滿足人們日常生活和工作需求，城市建設了大量的建筑工程項目，極大促進了我國建筑領域的發(fā)展。在長期的實踐過程中，人們創(chuàng)造了很多新技術，使建筑領域技術水平不斷提升。近年出現的灌注樁后注漿施工技術就是典型代表之一，是目前比較新型的施工技術，實踐表明這項技術能有效提升混凝土強度，為建筑工程的整體施工質量奠定了堅實基礎。但作為一項新型技術，在理論研究方面仍然缺少深入分析，實踐上也缺乏經驗積累。鑒于此我國很多學者和技術人員對灌注樁后注漿施工技術進行了一定的分析和研究。本文主要結合建筑工程施工案例，詳細介紹了灌注樁后注漿施工技術，對于積累相關實踐經驗，促進此項技術的應用與發(fā)展具有一定的理論和實踐意義。

1 灌注樁后注漿施工技術原理及其優(yōu)勢

1.1 技術原理分析

在長期的實踐過程中人們將滲透注漿以及劈裂注漿兩種施工技術進行有效結合，充分發(fā)揮兩種技術的優(yōu)勢，衍生出了灌注樁后注漿施工技術。技術原理可簡要描述如下：先制備水泥漿液，通過注漿管在壓力作用下把漿液壓入灌注樁的樁側以及樁端的地層縫隙中，水泥漿液凝固后，可以實現灌注樁周圍土壤顆粒、沉渣等的有效結合，提升灌注樁周圍圍巖的整體強度，以此提升灌注樁與樁側土壤之間的摩擦系數、增加樁端抵抗變形的能力。在高壓水泥漿液的擠壓作用下，灌注樁周圍土體發(fā)生劈裂效應，水泥漿液進而擠入縫隙，最后形成網狀的復合土體結構，提升周圍土體強度。

1.2 技術應用優(yōu)勢

（1） 具有很好的地質情況適應性。即便在很差的地質條件下，利用灌注樁后注漿施工技術也能達到很好的效果。以此保證建筑工程項目地基的可靠性。

（2） 極大提升灌注樁的承載能力。通過后注漿技術能顯著提升灌注樁周圍土體的綜合性能及其與灌注樁之間的摩擦力，使灌注樁整體承載能力得到大幅度提升。基于以往實踐經驗，此技術可使灌注樁承載能力提升30%以上[1]。

（3）降低灌注樁的施工難度。用傳統(tǒng)的灌注樁施工技術，為了保證灌注樁的承載能力，在地質條件相對較差的情況下，必須施工很深的樁孔才能達到相關要求。但后注漿技術的應用使得灌注樁承載能力提升，能大幅度地降低灌注樁的施工深度，使整體施工難度降低，節(jié)約施工時間，降低施工成本。

2 工程概況

某建筑工程項目總共有10 層，整體高度約為48 m，采用框架結構進行施工。建筑工程的占地面積和建筑面積分別為14 500 m2和37 000 m2。建筑工程整體分成三個區(qū)域施工，每個區(qū)域需要建設2 個地下室。根據設計施工方案，該建筑工程的基礎結構采用樁基礎，且利用鉆孔灌注樁工藝進行施工，共需要施工495 根灌注樁。為了提升灌注樁的承載能力，基于現有的技術擬采用后注漿灌注樁施工技術，通過此項技術可以保證灌注樁與周圍土地結合更加緊密，形成一個整體。

3 灌注樁后注漿施工技術分析

3.1 主要施工技術參數

樁基礎的長度及直徑設計值分別為31.8 m 和800 mm，鋼筋籠的保護層要求在50 mm左右，施工中使用的鋼筋要求強度達到HRB400，鋼筋籠的主筋數量為18根，其中上部分和下部分使用的主筋數量分別為12 根和6 根，加強箍筋型號為12@2000。對于螺旋筋上部分4 m 范圍以內使用的型號為8@100，其余部位的型號為8@200，利用強度等級為C40 的混凝土進行灌注樁澆筑施工。利用P.O42.5 普通硅酸鹽水泥制備水泥漿液，其中水灰比控制在0.5 ～ 0.65 范圍內，具體數值要充分結合現場情況進行調配。每根灌注樁的樁端注入的水泥漿液重量為3 t，樁側每層壓入的水泥漿液重量為1 t。

3.2 主要施工流程分析

如圖1 所示為主要施工流程。其中定樁位、護筒埋設、成孔、鋼筋籠吊裝、水下混凝土灌注、復式注漿等是非常關鍵和重要的施工環(huán)節(jié)，下節(jié)主要對這些關鍵施工技術進行介紹。

圖1 主要施工流程

3.3 關鍵施工技術

3.3.1 定樁位

正式對高層建筑進行施工前，需要開展測量放樣工作，旨在明確建筑工程的坐標位置，嚴格按照設計施工方案確定樁基位置[2]。具體操作時，首先要進行現場勘查，掌握周圍建筑物及地形地貌特點，基于勘察結果確定樁基礎位置。若需要對樁位進行修正，必須伙同設計人員和施工技術人員進行再次測量。如圖2 所示為定樁位的方案原理示意。具體是在樁位點附近根據“十字栓樁法”在周邊均勻設置四根木樁，木樁插入土層300 mm以上，相對的兩根木樁設置定位線，兩根定位線的交叉點即為樁位的中心。

圖2 定樁位的方案原理示意

3.3.2 護筒埋設

護筒利用鋼板進行焊接制作，本工程中使用的鋼板厚度為5 mm，護筒直徑稍大于灌注樁鉆孔直徑。護筒埋設前利用鉆機鉆孔，此孔的直徑稍大于護筒直徑，然后將護筒放置在孔內，要求孔的深度與護筒高度相同，且保證護筒底部的平整性，護筒與底部之間不得出現間隙。埋設護筒時通過泥漿對孔壁進行保護，提升成孔的穩(wěn)定性。如圖3 所示為鋼護筒的原理，正式埋設護筒前要對樁位進行復核，埋設護筒的中心位置必須與成孔中心軸重合，偏差控制需要在20 mm 范圍內，護筒必須保證垂直，垂直誤差控制在1%內，護筒的頂部要超過地面高度300 mm。確定好護筒位置后利用粘土和碎石進行回填并分層夯實，保證護筒位置的準確性，為后續(xù)成孔施工奠定堅實基礎。本工程中回填的粘土和碎石的比例為3:1，最上層利用沙石進行覆蓋，厚度為50 mm左右。

圖3 鋼護筒埋設的原理

為了確?？妆诘恼麧嵭?，可以通過高壓水對樁孔內壁實施沖洗。為保證沖洗效果同時確?？妆诘姆€(wěn)定性，本工程利用高壓水和壓縮空氣結合的方法對樁孔內壁實施清潔。通過詳細檢查保證樁孔內壁的完整性以及清潔性，如果內壁上仍然存在淤泥或者沙礫等其他雜物，需要采取有效措施對這些雜物進行徹底清除[3]。

3.3.3 成孔

鉆孔時要以護筒高度作為基準控制成孔深度，因此正式成孔前需要對護筒高度進行精確測量，使用的儀器為水準儀。鉆進速度是影響鉆孔質量的重要因素，過大的鉆進速度會使塌孔風險大幅度提升。整個成孔過程中需要對鉆進速度進行嚴格控制，具體速度要充分結合不同深度的巖層屬性確定。整個成孔過程利用泥漿對孔壁進行保護，提升孔壁的穩(wěn)定性，要求泥漿液面超過護筒底部高度400 mm。必要時及時向孔內加入粘土或者漿液，確保泥漿液面滿足施工要求，提升成孔質量，降低塌孔風險。

3.3.4 吊裝鋼筋籠

對鋼筋籠進行吊裝施工時，先要嚴格按照設計施工圖紙對鋼筋籠的規(guī)格尺寸包括直徑、長度等進行確認，在此基礎上才能開展吊運工序，如圖4 所示為鋼筋籠吊裝過程的原理[4]。為了方便吊運，在鋼筋籠制作時主筋上會設置專門用于吊裝的螺栓，具體操作時將吊繩捆扎在螺栓上進行連接，同時吊繩要在箍筋上綁扎，保證吊運過程鋼筋籠的穩(wěn)定性。利用專用吊車將鋼筋籠的一端提起，先將鋼筋籠吊運到其底部與地面持平，對準鋼筋籠位置后緩慢地將鋼筋籠放入成孔內部。

圖4 鋼筋籠吊裝過程的原理

（1） 下放鋼筋籠。正式對鋼筋籠進行下放操作時，要對鋼筋籠整體質量進行詳細檢查，驗收合格后才能開展調運工作。如果檢查發(fā)現不符合設計施工要求及時進行整改，不得將存在問題的鋼筋籠放入成孔內部。對鋼筋籠標號進行核對，確保鋼筋籠與對應樁號相匹配，對每個鋼筋籠設置對應的吊牌，并詳細記錄基本情況。檢查吊運著力點區(qū)域的牢靠性，同時查看鋼筋籠上是否存在其他附著物，及時進行清理。考慮到整個鋼筋籠的長度比較長，本工程在具體施工時采用分節(jié)吊運的模式，其中上節(jié)和下節(jié)的長度分別為12 m 和19.8 m，使用的設備為吊裝機，可以起重25 t 重量。

（2） 每個鋼筋籠頂面都設置有兩個螺栓，作用是對鋼筋籠進行固定。將鋼筋籠吊運至指定位置后，利用這兩個螺栓對其位置進行固定?？紤]灌注樁在混凝土澆筑時會對鋼筋籠產生比較大的沖擊力，使得鋼筋籠特別容易出現變形現象?；诖隧椆こ虒炷翝仓俣燃皾仓窟M行嚴格控制，防止鋼筋籠出現變形問題。通過導管對混凝土進行灌注，確保導管始終埋入混凝土內部，防止混凝土出現過大塌落現象。如果導管損壞應及時進行更換，防止發(fā)生塌孔問題[5]。

3.3.5 水下混凝土灌注

如圖5 所示為水下混凝土灌注方案的原理示意。正式施工前要組裝好使用的導管，并對其性能開展測試，要求能夠承受0.6～1 MPa 的壓力。根據每個孔的深度合理選擇配管長度，具體操作時管道和孔底的距離控制在0.5 m左右。組裝好導管后，對成孔深度進行測量，同時對孔內雜物進行清理，保證孔內的沉渣以及孔的規(guī)格尺寸滿足設計施工要求。導管中設計有阻斷塞子，要求不得對管道造成不必要的堵塞，由專門的技術人員對阻斷塞子的情況進行檢查，確保無誤后才能正式進行混凝土澆筑工序?；炷翝仓r要時刻關注澆筑的混凝土量，同時需要對導管進行拆除，確保導管長度與混凝土面高度相匹配，要求導管端面埋入混凝土內部2 m～4 m。相關數據應該做好詳細的記錄，方便后續(xù)核對。

圖5 水下混凝土灌注方案的原理示意

3.3.6 復式注漿

完成混凝土澆筑工作2 d 至30 d 內可以進行復式注漿工序，具體操作時需要控制好注漿流量，基于低壓慢注的模式進行施工，每分鐘流量通常低于75 L。為了在保證注漿質量的同時提升注漿效率，本工程基于循環(huán)方式實施注漿。每根樁上設置A管和B管，首先對第1根樁的A 管實施注漿，注漿量達到70%時可以停止，繼續(xù)開始對第2 根樁的A 管實施注漿工序，達到70%以后停止，再回到第1 根樁對B管進行注漿，以此類推。循環(huán)操作的目的是保證每根樁A 管和B 管的注漿時間間隔在30 min 至60 min，設置時間間隔的作用是方便漿液有效擴散。整個注漿過程要對相關技術參數，包括注漿量、開始時間、結束時間等進行詳細記錄。

結束語

新時代背景下建筑工程項目施工時，通過灌注樁后注漿施工技術能夠極大提升灌注樁的整體穩(wěn)定性以及承載能力，為建筑工程的安全運行奠定堅實的基礎。但在具體操作時必須嚴格按照設計施工方案進行操作，重點關注關鍵的流程及環(huán)節(jié)，確保注漿作業(yè)精度，通過規(guī)范化施工才能保證灌注樁后注漿技術施工質量。以實際工程案例為基礎，詳細介紹了灌注樁后注漿施工技術相關的流程、關鍵技術等，有效積累了實踐經驗，可以為其他建筑工程提供有效借鑒。