鉆孔灌注樁后注漿施工技術(shù)探析

周全　賀賓賓

摘 要 文章分析了鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)的運(yùn)用，對(duì)使用的地址和加固原理做了介紹，論述了注漿參數(shù)等的設(shè)定，探討了后注漿技術(shù)的流程和施工要點(diǎn)，并提出了施工當(dāng)中出現(xiàn)的問(wèn)題以及做出了相應(yīng)的解決辦法。

關(guān)鍵詞 鉆孔灌注樁 后注漿技術(shù) 施工工藝

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。鉆孔灌注樁以其低噪聲、對(duì)周圍環(huán)境影響較小、無(wú)擠土效應(yīng)等特點(diǎn)，在高速公路樁基礎(chǔ)施工中被廣泛應(yīng)用。但其在施工中形成孔底沉渣不易清除而影響樁端阻力發(fā)揮及側(cè)壁因泥漿護(hù)壁形成泥皮而影響樁側(cè)阻力發(fā)揮。近年來(lái)，針對(duì)這一問(wèn)題，不少工程采用了后注漿技術(shù)，即成樁時(shí)在樁底或樁側(cè)預(yù)置注漿管路和注漿裝置，待樁身達(dá)到一定強(qiáng)度后， 通過(guò)注漿管路，利用高壓注漿泵壓注以水泥為主劑的漿液，對(duì)孔底沉渣和樁側(cè)泥皮進(jìn)行固化，從而消除傳統(tǒng)施工工藝固有缺陷， 達(dá)到提高樁的承載力、減少沉降量的一種科學(xué)、先進(jìn)的技術(shù)方法。鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)包括兩個(gè)施工過(guò)程：

1 加固機(jī)理

1.1 化學(xué)作用

當(dāng)漿液與土體充分接觸后，水泥成分中的硅酸鹽吸收周圍土體中的水分，發(fā)生水化學(xué)反應(yīng)，使得土體的含水量降低，土顆粒間的粘聚力提高，從而提高土體的抗剪強(qiáng)度。另一方面，由于水泥帶入的鈣離子置換土體中的鉀離子和鈉離子，將原土體礦物成分中的可溶、易溶鹽轉(zhuǎn)化為難溶鹽，使土顆粒更好的膠結(jié)在一起，增加了連結(jié)強(qiáng)度，達(dá)到加固土體的目的。

1.2 物理作用

物理作用主要為填充和擠密，而在不同的土性和漿液擴(kuò)散方式下，作用情況又有所不同。在滲透性較好的砂、礫、卵石中，注入漿液的擴(kuò)散以滲透為主，在較低的注漿壓力下，注入漿液在不破壞土體結(jié)構(gòu)的情況下，滲入到土體的孔隙中，排出并取代孔隙中的空氣和水，使土體得以加固。

在滲透性較差的粘性土中，注入漿液的擴(kuò)散方式和土體加固方式隨注漿壓力的不同產(chǎn)生明顯的差異： 注入漿液在較低的注漿壓力下，擴(kuò)散形式以壓密為主，注入的漿液很少向土體滲透，取而代之的是壓縮周圍土體，將注漿處的土體擠走，形成置換，同時(shí)使周圍的土體產(chǎn)生壓密加固土體，此種情況在軟粘土中較為常見(jiàn)；當(dāng)注漿壓力提升，超過(guò)目標(biāo)土體強(qiáng)度時(shí)，注漿壓力使土體結(jié)構(gòu)破壞，漿液在周圍土體中形成劈裂縫，并充填劈裂縫，產(chǎn)生網(wǎng)狀漿脈，其凝固后起到骨架作用，與脈體間的土體共同作用，達(dá)到提高土體強(qiáng)度的作用。

2 注漿參數(shù)的設(shè)定

注漿參數(shù)主要包括注漿水灰比、注漿量以及閉盤(pán)壓力。由于地質(zhì)條件的不同， 不同工程應(yīng)采用不同的參數(shù)。在工程樁施工前，應(yīng)先設(shè)定參數(shù)，然后根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行試樁施工，試樁完成后達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，進(jìn)行樁的靜載試驗(yàn)，最終確定試驗(yàn)參數(shù)。（1）水灰比。水灰比一般不宜過(guò)大和過(guò)小，過(guò)大會(huì)造成注漿困難，過(guò)小會(huì)使水泥漿在壓力作用下形成離析，一般采用0.15～0.17。（2）注漿量。注漿量是指單樁注漿的水泥用量，它與碎石層的碎石含量及樁間距有關(guān)，取決于碎石層的孔隙率，在碎石層碎石含量為50%～70%，樁間距為4 m～5 m 的條件下，注漿量一般為115t～210t。它是控制后注漿施工是否完成的主要參數(shù)。（3）閉盤(pán)壓力。根據(jù)事先設(shè)定的注漿量來(lái)控制， 但同時(shí)也要控制注漿的壓力值。在達(dá)不到預(yù)先設(shè)定的注漿量但達(dá)到一定的壓力時(shí)就要停止注漿， 注漿的壓力過(guò)大， 一方面會(huì)造成水泥漿的離析，堵塞管道， 另一方面， 壓力過(guò)大可能擾動(dòng)碎石層， 也有可能使得樁體上浮。一般閉盤(pán)的最大壓力應(yīng)該控制在18MPa。

3 后注漿施工工藝

（1）施工工藝流程。灌注樁成孔→鋼筋籠制作→注漿管制作→灌注樁清孔→ 注漿管綁扎→下鋼筋籠→灌注樁混凝土→后注漿施工。

（2）施工要點(diǎn)。a. 注漿管的制作。在制作鋼筋籠的同時(shí)制作注漿管。注漿管采用直徑為25 mm 的黑鐵管制作，接頭采用絲扣連接，兩端采用絲堵封嚴(yán)。注漿管長(zhǎng)度比鋼筋籠長(zhǎng)度多出55cm，在樁底部長(zhǎng)出鋼筋籠5cm，上部高出樁頂混凝土面50cm 但不得露出地面，以便于保護(hù)。注漿管在最下部20cm制作成注漿噴頭， 在該部分采用鉆頭均勻鉆出4 排（每排4個(gè)）、間距3cm、直徑3mm的注漿孔作為注漿噴頭；用圖釘將注漿孔堵嚴(yán)，外面套上同直徑的自行車內(nèi)胎并在兩端用膠帶封嚴(yán)，這樣注漿噴頭就成了一個(gè)簡(jiǎn)易的單向裝置，當(dāng)注漿時(shí)注漿管中壓力將車胎迸裂、圖釘彈出， 水泥漿通過(guò)注漿孔和圖釘?shù)目紫蹲⑷胨槭瘜又?，而混凝土灌注時(shí)該裝置又保證混凝土漿不會(huì)將注漿管堵塞。b. 注漿管的布置。將兩根注漿管對(duì)稱綁在鋼筋籠外側(cè)。成孔后清孔、提鉆、下鋼筋籠，在鋼筋籠吊裝安放過(guò)程中要注意對(duì)注漿管的保護(hù)， 鋼筋籠不得扭曲， 以免造成注漿管在絲扣連接處松動(dòng)， 噴頭部分應(yīng)加混凝土墊塊保護(hù)，不得摩擦孔壁，以免車胎破裂造成注漿孔的堵塞。按照規(guī)范要求灌注混凝土。

（3）注漿樁位的選擇。樁側(cè)后注漿則破壞和消除泥皮，充填樁側(cè)的間隙，提高樁側(cè)與周圍土體間的粘結(jié)力，當(dāng)漿液壓力很大時(shí)，漿液可滲透到土體中，與樁側(cè)土體結(jié)合，相當(dāng)于增大了樁徑，從而達(dá)到提高樁側(cè)承載力的目的。樁側(cè)后注漿和樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿則同時(shí)發(fā)揮樁端后注漿和樁側(cè)后注漿的作用，更有利于承載力的提高。

由此可見(jiàn)，后注漿技術(shù)通過(guò)注漿改善樁端土體、孔底沉渣、樁側(cè)土體、泥皮的性狀使得樁的承載能力得以增強(qiáng)，增強(qiáng)情況跟目標(biāo)土體的土質(zhì)、漿液擴(kuò)散方式和注漿部位等條件相關(guān)。

根據(jù)工程實(shí)踐， 在碎石層中， 水泥漿在工作壓力作用下影響面積較大。為防止注漿時(shí)水泥漿液從鄰近薄弱地點(diǎn)冒出， 注漿的樁應(yīng)在混凝土灌注完成3d～7d 后， 并且在該樁周圍至少8m 范圍內(nèi)沒(méi)有鉆機(jī)鉆孔作業(yè)， 該范圍內(nèi)的樁混凝土灌注完成也應(yīng)在3d以上。

（4）注漿施工順序。注漿時(shí)最好采用整個(gè)承臺(tái)群樁一次性注漿，注漿先施工周圈樁位再施工中間樁； 注漿時(shí)采用兩根樁循環(huán)注漿，即先注第1 根樁的A 管， 注漿量約占總量的70% （111t～114t水泥），注完后再注另1 根樁的A 管， 然后依次為第1 根樁的B管和第2根樁的B管，這樣就能保證同一根樁的兩根管注漿時(shí)間間隔在30 min～60 min 以上，給水泥漿一個(gè)在碎石層中擴(kuò)散的時(shí)間。注漿時(shí)應(yīng)做好施工記錄，記錄的內(nèi)容應(yīng)包括施工時(shí)間、注漿開(kāi)始及結(jié)束時(shí)間、注漿數(shù)量以及出現(xiàn)的異常情況和處理的措施等。

4 注漿施工中出現(xiàn)的問(wèn)題和相應(yīng)措施

（1）噴頭打不開(kāi)。壓力達(dá)到10MPa以上仍然打不開(kāi)注漿噴頭，說(shuō)明噴頭部位已經(jīng)損壞，不要強(qiáng)行增加壓力，可在另一根管中補(bǔ)足注漿數(shù)量。

（2）冒漿。注漿時(shí)常會(huì)發(fā)生水泥漿沿著樁側(cè)或在其他部位冒漿的現(xiàn)象，若水泥漿液是在其他樁或者地面上冒出，說(shuō)明樁底已經(jīng)飽和，可以停止注漿；若從本樁側(cè)壁冒漿，注漿量也滿足或接近了設(shè)計(jì)要求，可以停止注漿；若從本樁側(cè)壁冒漿且注漿量較少，可將該注漿管用清水或壓力水沖洗干凈，等到第2天原來(lái)注入的水泥漿液終凝固化、堵塞冒漿的毛細(xì)孔道時(shí)再重新注漿。

（3）單樁注漿量不足。注漿時(shí)最好采用整個(gè)承臺(tái)群樁一次性注漿，注漿時(shí)先施工周圈樁形成一個(gè)封閉圈，再施工中間，保證中間樁位的注漿質(zhì)量，若出現(xiàn)個(gè)別樁注漿量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，可視情況加大鄰近樁的注漿量作為補(bǔ)充。

5 注漿注意事項(xiàng)

（1）注漿過(guò)程中出現(xiàn)注漿壓力突然下降或注漿量突然增大時(shí)，應(yīng)立即檢查原因，如有漿液跑、冒現(xiàn)象應(yīng)立即停止注漿，并采取封堵、減小注漿壓力、加大漿液濃度等措施，或采用間歇注漿的方法。（2）注漿順序采用先樁側(cè)注漿、后樁端注漿，先群樁外側(cè)注漿，后群樁內(nèi)部注漿的方式。（3）注漿結(jié)束后，注漿管端部應(yīng)采取封堵閉漿，以免出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，影響注漿效果。

6 結(jié)語(yǔ)

后注漿技術(shù)可以成功地克服鉆孔灌注樁的沉渣問(wèn)題和泥皮問(wèn)題。它不但可以提高樁的承載力而且可以減少樁的沉降，后注漿技術(shù)在鉆孔灌注樁工程中得到廣泛應(yīng)用。注漿處理后的單樁豎向極限承載力取值要綜合考慮不同樁土體系的承載力計(jì)算值和按照樁身抗壓強(qiáng)度的承載力計(jì)算值，留有足夠的安全儲(chǔ)備，從而保證工程的長(zhǎng)久安全。