試論建筑工程中灌注樁后注漿施工技術(shù)

林君玉

（廣東 湛江 524000）

1 工程概況

該工程設(shè)計主樓為沖孔灌注樁，樁徑800～1 300 mm，樁長25～37 m，樁數(shù)376根，持力層為中風化花崗巖、中風化凝灰熔巖、微風化花崗巖、微風化凝灰熔巖，設(shè)計樁身混凝土強度C35；為避免沉於厚度過大，要求采用樁端后注漿，以便施工完畢后徹底清除沉於。純地下室部分為沉管灌注樁，樁徑700 mm，樁長18 m，樁數(shù)591根，混凝土強度C30。

2 灌注樁后注漿工藝

2.1 后注漿工藝基本原理

樁端后注漿是指沖孔灌注樁在成樁后，通過預埋在樁身中的注漿管，利用壓力作用，經(jīng)樁端的預留壓力注漿裝置，向樁端地層注入固化漿液的施工工藝。后注漿可對樁端虛土及樁端附近的樁周巖土層，起到充填、劈裂、壓密及固化作用，提高鉆孔灌注樁的單樁承載力及減少樁基的沉降量，彌補傳統(tǒng)泥漿護壁灌注樁施工的缺陷。

2.2 后注漿對樁承載力的增強機理（四種效應）

第一，沉渣和泥皮的固化效應：對于粗顆粒沉渣被水泥漿固化為中低強度混凝土，對于細顆粒沉渣虛土被固化為網(wǎng)狀結(jié)石復合土體，端阻力由此提高。樁身表面泥皮因水泥的物理化學作用而固化，側(cè)阻力由此提高。

第二，滲入膠結(jié)效應：當樁底樁側(cè)為粗粒土（卵石、礫石、粗中砂）時，因水泥漿的滲入膠結(jié)效，應而使其強度顯著提高。

第三，劈裂加筋效應：當樁底樁側(cè)為細粒土（粘性土、粉土、粉細砂）因水泥漿的劈裂注入，形成強度和剛度較高的網(wǎng)狀加筋復合土體，對于非飽和細粒土，通過劈裂、注漿使土體得到增強。

第四，擴底擴徑效應：樁底形成擴大頭，樁表面形成緊固于樁體的10～50 mm厚水泥結(jié)石層，起到擴底擴徑效應。

2.3 后注漿特點

應用灌注樁后注漿工法，旨在固化灌注樁的沉渣（虛土）和泥皮，加固樁底、樁側(cè)一定范圍的土體，從而大幅度提高樁的承載力和質(zhì)量穩(wěn)定性。后注漿分為樁底后注漿和樁底、樁側(cè)復式后注漿。

2.4 后注漿工程方法

第一，后注漿是灌注樁施工的一種輔助工法。在成樁前將后注漿內(nèi)導管和管閥與鋼筋籠配成整體，預設(shè)于樁孔中，灌注混凝土成樁，成樁后一定時間內(nèi)實施后注漿。內(nèi)導管可利用其進行聲波透射法檢測樁身完整性，注漿后可取代等強度截面鋼筋，一套三用。

第二，后注漿適用范圍。后注漿工法適用于各種性質(zhì)的地層土條件下的泥漿護壁鉆、挖、沖孔灌注樁，也適用于作業(yè)鉆、挖孔灌注樁。對于大直徑，超長大型樁，其效益尤為顯著。

第三，本工程以注漿泵，將配置好的水泥漿增壓輸入樁身內(nèi)導管，通過樁底或樁側(cè)注漿閥注入周圍介質(zhì)。樁底注漿時漿液通過滲入（粗粒土）和劈裂（細粒土），作用于注入樁底沉渣和周圍一定范圍的土體中，并循環(huán)土軟弱界面上，擴至樁底以上10～20 m甚至更高范圍。樁側(cè)注漿時，漿液通過滲入和劈裂注入注漿點以上的樁土界面一定高度和樁側(cè)一定范圍的土體中。注漿壓力根據(jù)地層性質(zhì)和深寬而定，風化巖所需壓力很高，軟土所需壓力最低。

3 樁底注漿機具、材料

第一，注漿管：采用DN32的鍍鋅鋼管，每根樁沿圓周按等邊三角設(shè)置三根，固定焊在鋼筋籠內(nèi)側(cè)并通長設(shè)置。

第二，專用注漿頭：壁厚3.5 mm的DN32鋼管，注漿頂端用25 mm厚、直徑32.5 mm的圓錐型鋼錠焊接封閉；在注漿管24 cm長位置上，沿4個徑向、間距4 cm設(shè)置24個孔徑6 mm的注漿孔；孔口采用3層包裹：底層橡皮蓋口兩端輔以鋼絲綁扎固定、中層PVC軟套管封閉、外層防水膠布包裹，形成簡易單向裝置。

第三，注漿泵：采用帶壓力表的注漿泵，最大注漿壓力10 MPa，工作壓力應在壓力表量程的20%～80%內(nèi)。

第四，攪拌筒：立式攪拌筒，拌制水泥漿用，具備計量功能。

第五，注漿軟管：DN32高壓軟管，連接注漿泵及注漿管用。

第六，水泥：P.O 32.5R普通硅酸鹽水泥。

4 注漿工藝質(zhì)量控制要點

4.1 注漿工藝質(zhì)量控制要點

第一，水灰比控制：進行試配和檢驗，實行準確科學計量；確保攪拌時間；攪拌好的水泥漿液用濾網(wǎng)進行過濾。

第二，注漿頭設(shè)計：使用專用注漿頭；注漿孔分布位置和孔徑；合理有效的封孔措施。

第三，注漿通道壓水：樁身混凝土灌注后，24 h內(nèi)必須進行壓水試驗，打通注漿通道，劈裂注漿孔。

第四，各樁注漿順序：施工樁號及時間列表統(tǒng)計；制定樁位注漿順序；制定后注漿時間節(jié)點。

第五，注漿壓力控制：使用經(jīng)校核的壓力表，正式注漿前進行試注，與設(shè)計要求比對，確定注漿壓力、注漿時間、注漿量等參數(shù)。

4.2 注漿工藝操作方法及注意事項

第一，注漿管預埋應在樁成孔結(jié)束，隨鋼筋籠安放、二清過程中進行。每根樁安裝三根（樁徑≥1000 mm）或兩根（樁徑＜1000 mm）注漿管，下端低于樁端50 mm，上端引至地面。

第二，專用注漿頭表面應有效封閉注漿孔，防止樁身砼澆筑時水泥漿滲入堵塞。

第三，樁身注漿管由單節(jié)長6 m鍍鋅鋼管絲扣連接而成，頂端出口車絲扣，設(shè)專用接頭與注漿軟管連接，正式注漿前將管內(nèi)注滿水并用堵頭封堵保護。

第四，打通注漿通道及正式注漿施工時間均應在樁身砼達到一定強度后方可進行。

第五，注漿前必須進行壓水試驗，同時記錄壓水試驗的穩(wěn)定壓力，其穩(wěn)定的注水壓力可作為注漿施工的初始注漿壓力，壓水壓力以壓通為準。

第六，個別不通暢的注漿管，壓水壓力采用10 MPa，多次反復進行直到壓通，以保證注漿的順利進行，確保注漿質(zhì)量。

第七，在滿足注漿終止標準時，應經(jīng)施工管理人員、監(jiān)理工程師同意后方可結(jié)束注漿。

第八，注漿前應做好準備工作，杜絕因人員不到位、材料貯備不足、設(shè)備故障而被迫中止注漿的現(xiàn)象發(fā)生。

第九，開始注漿、注漿過程、終止注漿等關(guān)鍵工序，均應有管理人員、監(jiān)理人員現(xiàn)場旁站、簽認。

第十，注漿施工中及時、準確做好注漿記錄，及時簽認。

第十一，每根樁注漿完畢，立即將注漿管擰上堵頭，以防回漿。

5 主要技術(shù)指標及終止注漿標準

主要技術(shù)指標及終止注漿標準：①打通注漿通道應在樁身混凝土灌注24h內(nèi)進行；②正式注漿應在樁身混凝土灌注72 h后進行，每根樁注漿時間為1～2 h；③水泥采用P.O 32.5R普通硅酸鹽水泥；④水灰比控制在：0.45～0.65；⑤壓力注漿以壓水試驗的穩(wěn)定壓力1.5 MPa為初始注漿壓力，以終壓漿壓力大于2.5 MPa（1 min）或注漿量為1 000 kg水泥量作為施工的控制指標；⑥對個別注漿壓力低于2.5 MPa，灌入量較大的樁，當?shù)孛嫖闯霈F(xiàn)冒漿時，可適當提高水泥灌入量，一般控制在2 000 kg左右或以樁頂冒漿（即1.8 dt，d為樁直徑，單位：m）來控制；⑦對注漿壓力高于7 MPa，可灌性差的樁，現(xiàn)場采用濃漿、慢速注漿及注注停停間歇注漿的辦法，其終止時間以注漿壓力控制，最大注漿壓力不高于10 MPa，且水泥量不少于800 kg。

6 樁端后注漿施工質(zhì)量控制效果

本工程完工后，由建設(shè)方、監(jiān)理方、設(shè)計院及質(zhì)量監(jiān)督站隨機確定20根樁進行單樁承載力檢測，30根樁進行鉆心法檢測。檢測結(jié)果承載力均達到設(shè)計要求，樁頂變形為 4.67～19.05 mm滿足規(guī)范要求，樁端沉渣厚度0～30 mm，均在允許范圍內(nèi)。工程質(zhì)量合格，后注漿質(zhì)量控制效果顯著。

7 結(jié)束語

樁端后注漿作為處理樁底沉渣、提高單樁承載力確保樁身質(zhì)量的有效措施和有力保證，在越來越多的工程中得到廣泛應用。本工程的園滿結(jié)束，得益于沖孔灌注樁后注漿工程質(zhì)量控制措施的有效實施。工程質(zhì)量可控，有力地支持了工程建設(shè)的進度要求，獲得很好的經(jīng)濟效益及社會效益。也為今后類似工程的施工，打下堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。