鉆孔灌注樁后壓漿施工技術(shù)

方成名， 李 斌

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，四川都江堰 611830)

鉆孔灌注樁后壓漿施工技術(shù)

方成名， 李 斌

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，四川都江堰 611830)

針對(duì)旋挖灌注樁施工，闡述了樁端后壓漿作用機(jī)理，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析了樁端后壓漿對(duì)樁身承載性能的影響以及后壓漿技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。

后壓漿；旋挖鉆孔灌注樁；復(fù)雜地層；樁基承載力

后壓漿技術(shù)是在鉆孔灌注樁成樁后采用高壓注漿泵通過(guò)預(yù)埋注漿管注入水泥漿液，通過(guò)漿液的劈裂、填充、壓密、固結(jié)等作用提高樁基的側(cè)摩阻力和端承載力。鑒于傳統(tǒng)鉆孔灌注樁難以徹底解決的樁周泥皮和沉渣之頑癥，使其優(yōu)點(diǎn)得不到充分發(fā)揮，而鉆孔灌注樁“后壓漿技術(shù)”能更大限度地節(jié)約樁基成本，縮短施工工期，從而有效地增強(qiáng)樁的質(zhì)量穩(wěn)定性并能提高單樁的承載力。筆者以武漢海賦江城項(xiàng)目施工為例進(jìn)行說(shuō)明。

1 概 述

海賦江城項(xiàng)目位于武漢市江岸區(qū)興業(yè)路北側(cè)，由21棟31～34層高層住宅樓、1棟4層集中商業(yè)、1棟3層幼兒園及一個(gè)整體地下車(chē)庫(kù)組成，共分為三個(gè)標(biāo)段修建。高層住宅地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，需進(jìn)行灌注樁基礎(chǔ)施工。

2 工程地質(zhì)條件

該地層屬于長(zhǎng)江沖積平原，場(chǎng)地平坦開(kāi)闊，土層自上而下分別為雜填土、透水性較差的淤泥質(zhì)域粉質(zhì)粘土、細(xì)沙層、含礫的沙夾卵石層、強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖及中等風(fēng)化的粉砂質(zhì)泥巖。

3 樁端后壓漿作用機(jī)理分析

普通灌注樁一般采用二次清孔工藝。由于施工時(shí)采用泥漿作為沖洗介質(zhì)，同時(shí)，在灌注混凝土與二次清孔之間肯定有時(shí)間間隔，故或多或少存在孔底沉渣?？椎壮猎怯绊懝嘧稑抖顺休d力的重要因素之一。在首灌混凝土?xí)r，由于導(dǎo)管長(zhǎng)而細(xì)，落差大，首灌混凝土因離析在樁底處產(chǎn)生“虛尖”，樁端混凝土強(qiáng)度低，從而影響到樁端的承載力。因此，在樁端高壓注漿時(shí)，漿液滲透到疏松樁端“虛尖”及沉渣中，結(jié)合并形成強(qiáng)度高的混凝土，隨著注漿量的增加，水泥漿液不斷向受泥漿浸泡而松軟的樁端持力層中滲透，在樁端形成“梨形體”擴(kuò)大端，增加了樁端的承壓面積，相當(dāng)于對(duì)鉆孔樁進(jìn)行擴(kuò)底。當(dāng)“梨形體”不斷增大時(shí)，滲透能力受到周?chē)旅芡翆拥南拗疲蛊鋲毫Σ粩嗌?，?duì)樁端土層進(jìn)行擠壓、密實(shí)、充填、固結(jié)，提高了樁端土體的承載力，從而提高了樁端承載力。

4 后壓漿施工

本次后壓漿施工選擇S1、S2#各兩根場(chǎng)外試樁做樁端壓漿對(duì)比試驗(yàn)，兩根樁的地質(zhì)條件均相同，施工工藝均為旋挖成孔灌注樁，S1#樁采用樁端后壓漿施工，S2#樁不作后壓漿施工。

4．1 水灰比的選擇

注漿水灰比控制原則為:一般先用稀漿，再用中等濃度漿液，最后注濃漿。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，該工程最終選定水灰比為0．6的水泥漿液進(jìn)行后壓漿施工。

4．2 開(kāi) 塞

在S1#灌注完成后24 h進(jìn)行高壓水開(kāi)塞，預(yù)埋的兩根樁端壓漿管均沖開(kāi)。開(kāi)塞采用逐步升壓法，壓力達(dá)到2 MPa左右時(shí)驟降，流量突增，此時(shí)的管路已經(jīng)打通，及時(shí)關(guān)閉高壓泵，防止大量的水涌入地下。

4．3 注 漿

在壓水開(kāi)塞后24 h后開(kāi)始后注漿作業(yè)。注漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，壓力遵循由小到大逐級(jí)增加的原則。首先在高速攪拌機(jī)中進(jìn)行制漿，測(cè)試漿液的濃度達(dá)到要求后，再把漿液輸送至低速攪拌機(jī)中，最后輸入到高壓注漿泵內(nèi)、打開(kāi)孔口的注漿閥后即進(jìn)行注漿施工。

在注漿過(guò)程中，嚴(yán)格控制單位時(shí)間內(nèi)水泥漿的注入量和注漿壓力。將注漿速度一般控制在30～50 L/min。

根據(jù)本次注漿的S1#樁繪制的注漿曲線圖見(jiàn)圖1。

圖1 海賦江城項(xiàng)目S1#樁注漿壓力、注漿量曲線圖

S1#樁在注漿過(guò)程中最高壓力達(dá)到3．8 MPa，但其不能穩(wěn)定；當(dāng)注漿量達(dá)到2 t左右時(shí)，注漿壓力達(dá)到2．5 MPa且后續(xù)壓力基本處于平穩(wěn)狀態(tài)，停止注漿。

5 樁體檢測(cè)

本次試驗(yàn)中的兩根樁均在達(dá)到28 d強(qiáng)度后可開(kāi)始進(jìn)行靜載檢測(cè)，所得到的靜載曲線見(jiàn)圖2、圖3。

圖2 海賦江城項(xiàng)目S1#樁靜載曲線圖

靜載結(jié)果顯示:經(jīng)過(guò)后壓漿施工的S1#樁累積沉降值為31．7 mm左右，對(duì)應(yīng)荷載值為5 040 kN；而未作后壓漿施工的S2#樁累積沉降值為43．1 mm左右，對(duì)應(yīng)荷載值為4 400 kN左右，當(dāng)S2#樁荷載值達(dá)到4 2 00 kN時(shí)，沉降值已達(dá)到31．7 mm左右。

沉降值:S1#樁比S2#樁小25%左右。

相同沉降值的荷載值:S1#樁比S2#樁高16．7%左右。

6 結(jié)語(yǔ)

由以上試驗(yàn)可以說(shuō)明:樁端后壓漿提高的樁體承載力達(dá)到16．7%。由于本工程試驗(yàn)條件有限，因此，根據(jù)以上試驗(yàn)得到的結(jié)果還有待進(jìn)一步論證。但后壓漿在一定程度上不失為節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本的一種施工工藝，如在設(shè)計(jì)時(shí)考慮后壓漿對(duì)承載力提高的有利影響，可相對(duì)減少樁的數(shù)量，或減少樁長(zhǎng)、樁徑，或減小承臺(tái)尺寸，由此而會(huì)減少工作量、鋼筋及混凝土的用量，縮短施工周期，從而節(jié)約大量的生產(chǎn)成本。

圖3 海賦江城項(xiàng)目S2#樁靜載曲線圖

既便不考慮節(jié)約成本，在設(shè)計(jì)時(shí)按正常地基承載力進(jìn)行設(shè)計(jì)，不考慮后壓漿對(duì)承載力的影響而將其作為安全儲(chǔ)備，亦可提高建筑物的安全系數(shù)。

隨著現(xiàn)代建筑技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)樁基礎(chǔ)承載能力和抗變形的要求越來(lái)越高，加之后壓漿技術(shù)具有的眾多優(yōu)點(diǎn)，后壓漿施工工藝具有重要的意義和廣闊的前景。

［1］ 建筑樁基技術(shù)規(guī)范，JGJ94－2008［S］．

［2］ 建筑地基處理規(guī)范，JGJ79－91［S］．

［3］ 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范，JTG/T F50－2011［S］．

［4］ 建筑樁基技術(shù)規(guī)范，JGJ94－2008［S］．

［5］ 張忠苗．灌注樁后注漿技術(shù)及工程應(yīng)用［M］．北京:建筑工業(yè)出版社，2009．

［6］ 段新勝，顧 湘．樁基工程［M］．武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1998．

TV52;TV553;TU94+3

B

1001-2184(2015)05-0033-03

方成名(1966-)，男，重慶云陽(yáng)人，基礎(chǔ)工程分局黨委書(shū)記，副分局長(zhǎng)，高級(jí)工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

(責(zé)任編輯:李燕輝)

2015-08-25

李 斌(1974-)，男，甘肅嘉峪關(guān)人，工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作．