沖孔灌注樁樁底注漿技術(shù)的應(yīng)用研究

蔡宣進(jìn)

(福建聯(lián)美建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建廈門 361000)

作為近年來一種新工藝方法，樁底注漿在沖孔灌注樁中得到了廣泛應(yīng)用，由于成孔工藝自身的缺陷，沖孔灌注樁很容易導(dǎo)致出現(xiàn)樁周泥皮以及樁底沉渣等各種隱患，故在成樁過程中將注漿管路和注漿裝置預(yù)埋在樁底或樁側(cè)，直到樁身具備了一定的強(qiáng)度之后，將以水泥為主劑的漿液通過高壓注漿泵壓注的方式從注漿管路中注入進(jìn)去，這樣就能夠有效的固化樁側(cè)泥皮以及孔底沉渣，從而可以將傳統(tǒng)灌注樁施工工藝固有缺陷消除，最終能夠有效地實現(xiàn)對沉降量進(jìn)行控制以及提升樁的承載力這樣一種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)方法。

1 工程概況

美倫·山景疊苑工程位于德化縣東北角王厝山，場地北側(cè)為老省道S203、南側(cè)為新建省道S203。建設(shè)用地面積140 551.76 m2，總建筑面積392 990.1 m2，該工程為山地建筑，占地面積大，分多期進(jìn)行開發(fā)施工。本期工程含16號、17號、30號～33號樓，基礎(chǔ)樁基均采用沖孔灌注樁，同時采用樁底注漿工藝，樁徑700 mm～800 mm，其中16號、17號樓240根，30號～33號樓184根。根據(jù)勘察院提供的巖土工程勘察報告，本期場地巖土層的分布及其特征分述如下:①雜填土(Qml4):人工堆填而成，以碎塊石、建筑垃圾及粘性土為主，分布不均勻，局部富集，部分鉆孔揭示回填塊石;②粉質(zhì)粘土(Qdl4):第四系坡積成因，韌性中等，干強(qiáng)度中等～高，以粘粉粒為主，局部含有坡積角礫。③凝灰熔巖殘積粘性土(Qel):其屬特殊性土，具有泡水易軟化、崩解使強(qiáng)度降低的不良特性。④全風(fēng)化凝灰熔巖(J3):該層具有遇水易軟化的特點。屬極軟巖，極破碎，巖體基本質(zhì)量等級分類為Ⅴ類。⑤砂土狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖(J3):原巖結(jié)構(gòu)已基本破壞，巖芯呈砂土狀，巖體結(jié)構(gòu)散體狀，標(biāo)準(zhǔn)貫入實測擊數(shù)N≥50擊，巖體基本質(zhì)量等級分類為Ⅴ類。⑥碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖(J3):凝灰熔巖風(fēng)化而成，原巖結(jié)構(gòu)大部分破壞，力學(xué)強(qiáng)度高，巖體基本質(zhì)量等級分類為Ⅴ。⑦中風(fēng)化凝灰熔巖(J3):凝灰熔巖風(fēng)化而成，風(fēng)化中等，基本不可壓縮，力學(xué)強(qiáng)度高，巖體基本質(zhì)量等級分類為Ⅵ。

2 樁底注漿原理及受力機(jī)理

沖孔灌注樁樁底注漿技術(shù)是在成樁過程中，在鋼筋籠內(nèi)預(yù)制注漿管路，待樁身混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后通過注漿管路采用高壓注漿泵注入水泥漿液的一種新工藝。

1)樁底注漿是通過滲透、擠密和劈裂作用對樁底沉渣進(jìn)行固結(jié)，在樁端持力層一定范圍內(nèi)形成水泥漿液和土的復(fù)合體，改善了持力層的物理力學(xué)性能，恢復(fù)和提高持力層土體強(qiáng)度，同時在樁端形成了擴(kuò)大頭，增大了樁底受力面積，從而提高了樁端的承載力。

2)樁底注漿可以大幅度提高樁側(cè)摩阻力，在注漿壓力作用下，水泥漿液從樁端沿樁上竄滲透，并對樁周泥皮進(jìn)行擠密、置換、膠結(jié)和空隙充填，在樁周形成爪牙狀水泥漿液和土的復(fù)合體，如同樹根植入土中，從而使樁側(cè)摩阻力大幅度提高。

3 樁底注漿施工工藝

1)注漿管的制作與安裝:注漿管采用DN15焊接管，每根管的兩端要進(jìn)行套絲，注漿管端部噴頭采用約25 cm長直管制作，直管部分間隔鉆6個～8個孔，孔徑為6 mm，相鄰孔交錯布置，孔口毛刺要挫平，然后用膠布包上，纏緊密封，最后用橡膠皮包上并用鐵絲扎緊，直管部分的一端用堵頭封住;注漿管要隨著鋼筋籠一起下放，緊貼鋼筋籠對稱預(yù)埋2根注漿管至樁底，并與鋼筋籠固定在一起，每隔1 m綁扎一次，注漿管之間采用絲扣連接，用生料帶包裹后再擰緊絲扣，以避免滲水，預(yù)埋管的總長度由沖孔灌注樁的孔深確定，上端露出地表面應(yīng)大于0.3 m，管上端應(yīng)與鋼筋籠用鐵絲固定，同時注漿管的直管部分即出漿口必須埋到樁端的沉渣內(nèi)，一方面可避免出漿口被混凝土包住無法注漿，另一方面可以讓水泥漿充分加固樁底沉渣。

2)注漿管試水試驗:每節(jié)壓漿管隨鋼筋籠下放時進(jìn)行試水試驗，通過試水試驗可以確認(rèn)注漿管是否滲漏，如果發(fā)現(xiàn)水柱灌不滿或水位下降，則要詳細(xì)檢查絲扣連接部位，檢查密封性能，鋼筋籠安裝完畢后應(yīng)進(jìn)行第二次清孔，在灌注混凝土之前應(yīng)重新檢查注漿管的水位，無異常后用堵頭將注漿管的上口封閉，若發(fā)現(xiàn)漏水應(yīng)沿樁身鋼筋籠重新安裝一根備用注漿管。

3)壓水試驗:壓水試驗前應(yīng)先找出注漿管頭，擰開堵頭，若發(fā)現(xiàn)絲扣破壞應(yīng)鋸了管子，然后重新套絲并與外圍主管路連接，壓水試驗是注漿施工前的一道重要工序，通過壓水試驗可以疏通注漿管路，同時提高樁端可灌性，其壓水試驗結(jié)果是選擇注漿工藝參數(shù)的重要依據(jù)之一，根據(jù)設(shè)計要求，在沖孔灌注樁成樁2 d后，向注漿管注入清水進(jìn)行壓水試驗，壓力一般控制在2 MPa～4 MPa，壓水量一般控制在0.6 m3左右，水能不斷壓入，同時壓力也能穩(wěn)住說明開塞成功。

4)注漿施工:在成樁2 d后就需要實施壓漿工作，同一承臺樁按照先四周樁后中心樁的壓漿順序進(jìn)行施工，同時滿足開塞、注漿兩個條件的樁，應(yīng)邊開塞邊注漿并按照低壓慢注、先稀后濃的原則進(jìn)行注漿操作。根據(jù)工程地質(zhì)情況、現(xiàn)場試壓情況、設(shè)計院要求及以往施工經(jīng)驗漿液水灰比按0.6～0.7控制，單樁最大注漿水泥用量按1.8D t(D為樁的直徑，單位為m，外圍樁再乘以1.2倍)來控制，終壓壓力控制在3.0 MPa～4.0 MPa。

4 注漿質(zhì)量的保證技術(shù)措施

嚴(yán)格按照工藝要求制作注漿管端部噴頭，認(rèn)真檢查每根注漿管的安放位置是否恰當(dāng)、是否沉放到孔底、注漿管對接部位是否牢固、無漏氣、漏水，上下管口是否封堵嚴(yán)實;嚴(yán)格按照設(shè)計要求的水灰比調(diào)制漿液，先小后大、緩慢加壓的原則，控制好注漿壓力;以注漿量為主，注漿壓力為輔，采取一切科學(xué)可行的措施，確保單樁注漿量達(dá)到或接近設(shè)計要求。

5 異常情況及處理措施

1)出漿口打不開:同一根樁的注漿管，如果壓力達(dá)到設(shè)計要求仍然打不開出漿口，說明注漿管路已出現(xiàn)損壞或堵塞，不要強(qiáng)行增壓開塞，可在另一根注漿管注漿時補(bǔ)足相應(yīng)的注漿量。若注漿時發(fā)現(xiàn)兩根注漿管都無法開塞時，群樁時鄰近樁的相鄰壓漿管也應(yīng)補(bǔ)足相應(yīng)的壓漿量，單樁應(yīng)重新引管注漿。

2)出現(xiàn)冒漿:注漿過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，如果水泥漿液從本樁側(cè)壁地面冒漿且注漿量也滿足設(shè)計要求或是在其他樁或者地面上冒出，說明樁底已經(jīng)飽和，可以考慮停止注漿;若漿液從本樁側(cè)壁冒漿且注漿量較少，應(yīng)暫停壓漿，并將壓漿管內(nèi)的水泥漿用清水或壓力水沖洗干凈，停止1 h左右，等已注入的水泥漿液固化、堵塞冒漿的毛細(xì)孔道后再進(jìn)行復(fù)壓，如此往復(fù)，直至達(dá)到設(shè)計壓漿量。

3)壓力過小:注漿初期遇到注漿量達(dá)到設(shè)計要求但壓力很小時，應(yīng)適當(dāng)增加注漿量或采取間歇注漿。

6 質(zhì)量檢驗

靜載試驗按照國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，試驗加荷方式為慢速維持荷載法，分別對16號、17號、30號～33號樓3個單位工程各選3根樁進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗，其中高層住宅單樁豎向抗壓極限承載力為10 000 kN，多層單樁豎向抗壓極限承載力為6 200 kN，各試驗樁靜載試驗結(jié)果表明，各單位工程在最大試驗荷載下樁頂累計最大沉降量分別為 18.66 mm，20.01 mm，26.40 mm，沉降量較小，均滿足設(shè)計要求。

7 結(jié)語

本文對沖孔灌注樁樁底注漿技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析和介紹，樁底注漿工程以水泥量為主控因素，以注漿壓力為附控因素。由于沖孔灌注樁承載力在很大程度上受到了樁身質(zhì)量、樁徑、樁長以及樁端土等的影響，因此在具體的施工過程中要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，從而有針對性的確定樁底注漿工藝和參數(shù)，實踐證明樁底注漿可以有效地提高樁的承載力、減少沉降量，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。

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