注漿增強(qiáng)灌注樁承載力的應(yīng)用

焦 增 榮

(山西省地質(zhì)勘察局214地質(zhì)隊(duì)，山西 運(yùn)城 044000)

注漿增強(qiáng)灌注樁承載力的應(yīng)用

焦 增 榮

(山西省地質(zhì)勘察局214地質(zhì)隊(duì)，山西 運(yùn)城 044000)

后壓漿作為增強(qiáng)灌注樁承載力的方法已經(jīng)在施工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，通過臨鋼焦化廠二期擴(kuò)建工程搗固焦煤塔灌注樁后壓漿法的施工實(shí)例，得出后壓漿對(duì)提高灌注樁承載力切實(shí)可行，特別是對(duì)砂礫地層尤為顯著,為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和處理樁基問題提供了一種新的解決思路和措施。

后壓漿，灌注樁，承載力

0 引言

臨鋼地處古都平陽臨汾市堯都區(qū)城東，1998年10月，重組改制為“太鋼集團(tuán)臨汾鋼鐵有限公司”，初步建立了現(xiàn)代企業(yè)制度。重組改制后臨鋼認(rèn)真執(zhí)行國(guó)家宏觀調(diào)控政策，堅(jiān)持以人為本科學(xué)發(fā)展觀，按照市場(chǎng)需求，積極實(shí)施產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，提出創(chuàng)建最具競(jìng)爭(zhēng)力的中厚板精品企業(yè)發(fā)展目標(biāo)，依靠強(qiáng)化管理和科技進(jìn)步，創(chuàng)建學(xué)習(xí)型企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了持續(xù)、快速、穩(wěn)定的發(fā)展。2007年中板改造二期工程和酸洗熱處理工程全面投產(chǎn)后，臨鋼已具備年產(chǎn)150萬t中厚板的能力。其中不銹鋼中厚板產(chǎn)量達(dá)到17萬t，成為東亞最大的不銹鋼中厚板企業(yè)。可是臨鋼焦化廠生產(chǎn)的焦碳產(chǎn)量已經(jīng)不能自給自足，在這種背景下公司領(lǐng)導(dǎo)研究決定擴(kuò)建焦化廠。

1 工程簡(jiǎn)介

焦化廠二期擴(kuò)建工程主要包括搗固焦機(jī)車第三軌和煤塔，由于天然地基不能滿足承載力的要求，需要進(jìn)行地基處理(對(duì)搗固焦機(jī)車第三軌基礎(chǔ)的施工這里我們不做專門敘述)。

施工中不能對(duì)原焦?fàn)t生產(chǎn)造成影響；擬建設(shè)煤塔南側(cè)4 m地面上5 m有煤氣管道，進(jìn)行施工時(shí)不能對(duì)其造成破壞影響。由于上述種種條件的限制，不適宜大型設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，宜進(jìn)行人工挖孔灌注樁施工。

根據(jù)前期勘察資料，工程地質(zhì)情況為上部表層3.5 m為粉質(zhì)粘土，3.5 m下為粉砂土,水位在13 m。

本工程煤塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土護(hù)壁人工挖孔擴(kuò)底灌注樁。設(shè)計(jì)有2個(gè)承臺(tái)，共6根樁。樁徑1.2，樁長(zhǎng)13 m。其中擴(kuò)底部分長(zhǎng)1.0 m，擴(kuò)底處直徑1.6 m。

2 工程施工情況

全面開挖之前，每個(gè)承臺(tái)有選擇的先挖兩個(gè)實(shí)驗(yàn)孔，分析土質(zhì)、水文情況。

工藝流程：

放定位樁及高程→開挖第一步土方→支模，安放鋼筋→澆筑第一步混凝土→開挖第二步土方→拆第一步模板→支模、安放鋼筋→澆筑第一步混凝土→如此循環(huán)作業(yè)→開始挖擴(kuò)底部分→檢查驗(yàn)收→放鋼筋籠→澆筑混凝土。

按照上述步驟開挖到9.3 m開始見水，并且隨著開挖深度的加大單井涌水量逐漸加大，井底伴隨有流沙，開挖難度加大。每步開挖深度只能控制在0.25 m以內(nèi)，并且由于開挖下一步需要上步混凝土具有一定強(qiáng)度才可以拆模。施工有很大風(fēng)險(xiǎn)：

1)開挖到1.2 m，由于孔底開始出現(xiàn)流沙，已經(jīng)不具備擴(kuò)底條件，如果強(qiáng)行施工勢(shì)必給井下作業(yè)人員的安全帶來很大隱患。

2)單孔開挖周期長(zhǎng)，開完9.3 m下需要抽水，抽水時(shí)間長(zhǎng)的話可能會(huì)引起沉降造成南側(cè)煤氣管道泄露。

針對(duì)上述原因，兩個(gè)孔只開挖了12.5 m后就進(jìn)行了澆筑。根據(jù)驗(yàn)算樁基承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求。

3 處理方案

3.1處理原理

在充分利用原灌注樁的前提下，以少投入和周期短為前提，提高承載力。

樁的承載力為樁端承載力加樁側(cè)摩擦力，要跳高樁的承載力可以從這兩方面入手，采用樁底注漿。在壓力作用下，漿液首先在底砂層劈裂和滲透工使樁端附近土體密實(shí)，產(chǎn)生和擴(kuò)底樁同樣的效應(yīng)，同時(shí)由于漿液也會(huì)從樁底向上滲透，在樁端以上一定范圍內(nèi)樁側(cè)摩擦力也會(huì)提高，從而提高整個(gè)樁的承載力。

3.2施工方法

采用后壓漿工藝。在不破壞灌注樁的前提下，在樁體中心鉆孔一定深度后，下入注漿管后高壓注漿。

工藝流程為：成孔→安放灌漿管并孔口封堵→漿液制備→注漿→結(jié)束。

1)鉆孔。鉆孔采用Jk3581型鉆機(jī)及空氣潛孔錘進(jìn)行施工，成孔鉆頭φ110 mm。鉆機(jī)移動(dòng)到樁中心，校準(zhǔn)樁機(jī)開始鉆進(jìn)，鉆進(jìn)深度13.5 m。

2)灌漿管安放及孔口封堵。采用φ50 mm鋼管作為灌漿管，灌漿管下端設(shè)置1.0 m長(zhǎng)的花管，下端封口?；ü芸讖?0 mm，小孔用塑料膠帶纏嚴(yán)密，以防流砂涌進(jìn)花管導(dǎo)致后期灌漿無法進(jìn)行。灌漿管下到位，再用水泥袋放入孔中1.0 m處，水泥袋和孔壁、鋼管接觸形成“架橋”，然后用稠水泥漿封住鋼管和孔壁間的空隙至孔口，封孔質(zhì)量要好，保證在高壓注漿時(shí)水泥漿不會(huì)從該處冒出。

3)漿液制備。漿液應(yīng)盡可能濃稠，攪拌3 min～5 min后將漿液通過過濾網(wǎng)流到儲(chǔ)漿筒內(nèi)待灌。儲(chǔ)漿筒內(nèi)的漿液也要攪拌，保證水泥漿不離析。

4)注漿。注漿材料采用P.S42.5水泥。啟動(dòng)注漿泵，在漿液到達(dá)樁底，管路無堵塞后，開始?jí)毫ψ{。一開始注漿應(yīng)采用高檔低壓(0.5 MPa～1 MPa)快速，以保證水泥漿能迅速滲透到各個(gè)部位，隨著壓力的逐漸上升，要逐漸轉(zhuǎn)入低速高壓(1.0 MPa～1.5 MPa)，以鞏固水泥漿的密實(shí)效果。

5)結(jié)束。注漿壓力1.0 MPa～1.5 MPa，，吸漿量小于5 L/min并且持續(xù)30 min可以結(jié)束注漿。

3.3質(zhì)量保證措施

1)嚴(yán)格控制水灰比，攪拌好的水泥漿超過初凝時(shí)間不得使用。水泥漿嚴(yán)禁摻有水泥袋或其他雜物。

2)高壓注漿時(shí)，樁體周圍5 m范圍內(nèi)不得站人，以防管路爆裂傷人。

3)施工采用的材料必須按規(guī)定進(jìn)行材料檢測(cè)，不合格的材料禁止使用。

4)當(dāng)注漿管開始隨壓力增大而劇烈擺動(dòng)時(shí)，說明漿液已開始向毛石基礎(chǔ)體內(nèi)滲透，此時(shí)，要密切觀測(cè)樁體周圍及壓力表的變化，如果樁體周圍有漿液滲出，且壓力表壓力不再變動(dòng)，便可終止壓漿。

施工剩余4根樁時(shí)，對(duì)工藝進(jìn)行了改進(jìn)。灌注混凝土?xí)r在樁中心處預(yù)先把鋼管砸入預(yù)定位置后才開始澆筑混凝土，連鉆孔的工序也省了。

4 結(jié)語

通過靜載試驗(yàn)，樁體承載力完全滿足設(shè)計(jì)要求。

根據(jù)注漿結(jié)果及分析后可知壓漿法提高灌注樁承載力技術(shù)上切實(shí)可行，在砂礫地層效果尤其顯著。有些過程樁進(jìn)入砂層深度較大時(shí)，樁承載力離散性大，采用后壓漿工藝可以在滿足承載力要求的前提下能縮短樁長(zhǎng)，節(jié)約開支。

后壓漿法工藝機(jī)理清晰，效果理想，更具有施工簡(jiǎn)便、設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)，不僅可以直接用于基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，而且在處理樁基問題及事故中也為工程技術(shù)人員提供了一種新的解決思路。

[1] 林宗元.巖土工程治理手冊(cè)[M].沈陽：遼寧科學(xué)出版社，1993.

[2] 陳志堅(jiān),韓學(xué)偉,白炳東.大直徑超長(zhǎng)鉆孔灌注樁樁端后壓漿機(jī)理探討[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007(4)：409-412.

[3] 胡春林,李向東,吳朝暉.后壓漿鉆孔灌注樁單樁豎向承載力特性研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2001(4)：546-550.

[4] JGJ 106—2003,建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

Applicationofgroutingtoreinforcethebearingcapacityofcast-in-placepile

JiaoZengrong

(214GeologicalTeamofShanxiGeologicalSurveyBureau,Yuncheng044000,China)

As a way to increase the bearing capacity of cast-in-place piles, post grouting has been widely used in construction field. The example of the construction of slurry pressure through the two phase expansion project in the coking plant coking tower after tamping pile. After grouting, it is feasible to improve the bearing capacity of cast-in-place pile, especially for gravel stratum. It provides a new way to solve the problem of pile foundation design and treatment.

post grouting, cast-in-place pile, bearing capacity

1009-6825(2017)30-0071-02

2017-08-14

焦增榮(1975- )，男，工程師

TU473.11

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