鉆孔樁后注漿施工要點(diǎn)和常見問題處治

李 國 平

(山西路橋集團(tuán)榆和高速公路有限公司,山西 左權(quán) 032600)

鉆孔樁后注漿施工要點(diǎn)和常見問題處治

李 國 平

(山西路橋集團(tuán)榆和高速公路有限公司,山西 左權(quán) 032600)

介紹了后注漿技術(shù)的概念及原理，簡述了其施工準(zhǔn)備工作，對(duì)鉆孔樁后注漿施工要點(diǎn)進(jìn)行了闡述，并針對(duì)施工中的常見問題，提出了相應(yīng)的處理措施，有利于提高樁的承載力，增強(qiáng)樁的質(zhì)量穩(wěn)定性。

鉆孔灌注樁，后注漿，漿液

鉆孔灌注樁在我國的應(yīng)用越來越廣泛。灌注樁樁長和樁徑能自由靈活選取，施工受季節(jié)影響限制較小，無擠土，能廣泛適用于各類土質(zhì)條件并能提供巨大的單樁承載力等優(yōu)勢。但由于成孔工藝的固有缺陷，在實(shí)際工程中，鉆孔灌注樁容易出現(xiàn)樁側(cè)泥皮及應(yīng)力松弛、樁端沉渣及持力層擾動(dòng)等問題，形成工程質(zhì)量隱患。

后注漿技術(shù)是灌注樁施工的一種輔助工藝。通過在樁底樁側(cè)后注漿，達(dá)到固化沉渣和泥皮的效果，漿液與樁周圍土體結(jié)合，加固樁底和樁周一定范圍的土體，使得樁承載力大幅提高，樁的質(zhì)量穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)，有利于減小樁基沉降。灌注樁后注漿對(duì)于泥漿護(hù)壁和干作業(yè)的鉆、挖孔灌注樁，特別對(duì)于大直徑、超長樁效果顯著，能大幅降低工程成本，具有良好的工程經(jīng)濟(jì)效益。

1 后注漿技術(shù)

灌注樁后注漿技術(shù)，待樁體達(dá)到一定強(qiáng)度后，通過預(yù)先埋設(shè)好的注漿管進(jìn)行高壓注漿，實(shí)現(xiàn)樁底沉渣和樁側(cè)泥皮的固化效果，達(dá)到提高樁體承載力和減少沉降的目的。

后注漿技術(shù)原理：注入的漿液能夠與樁周圍土體緊密結(jié)合，通過滲入、劈裂、填充及擠密效果將沉渣和泥皮予以固化，顯著提高單樁的側(cè)摩阻力和端承力；孔底沉渣膠結(jié)固化效果，使得傳統(tǒng)樁身的過大沉降得以消除；漿液還對(duì)樁身缺陷具有明顯的修補(bǔ)效果。

后注漿技術(shù)按注漿部位劃分，可分為樁底、樁側(cè)和樁底側(cè)復(fù)式后注漿三種類型。其中，樁底后注漿在我國目前應(yīng)用最為廣泛。灌注樁后注漿技術(shù)在我國具有極強(qiáng)的適應(yīng)性，在絕大部分土層及強(qiáng)、中風(fēng)化巖層中均可使用。

樁底后注漿示意圖見圖1。

2 施工準(zhǔn)備

樁底后注漿技術(shù)是消除灌注樁施工工藝固有缺陷，提高樁承載力、減少沉降量的一種有效途徑，應(yīng)重視施工前準(zhǔn)備工作，確保注漿質(zhì)量，節(jié)省工程成本，保證工程效益。在本文中，以樁底后注漿為例，介紹工藝，對(duì)同類工程具有指導(dǎo)意義。

1)工程調(diào)查。通過工程調(diào)查，確定地層是否有可注性，注漿材料及施工參數(shù)，進(jìn)行注漿后的預(yù)計(jì)增強(qiáng)效果，一般通過試注確定。一般調(diào)查的內(nèi)容有：注漿區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、地層土質(zhì)或巖性對(duì)周圍構(gòu)筑物的預(yù)計(jì)影響等。

2)注漿材料。注漿區(qū)土質(zhì)和環(huán)境、注漿目的和效果是影響注漿材料確定的最關(guān)鍵因素，漿液還應(yīng)具有適宜稠度。國際上硅酸鹽漿液使用較多。在我國，漿液多采用“水泥漿+添加劑”模式。在樁底注漿中，純水泥漿是最常見的注漿材料。一般水泥漿的水灰比控制在0.4～0.6范圍內(nèi)，根據(jù)施工現(xiàn)場地質(zhì)條件合理確定。在一些滲透性好的地層中作業(yè)時(shí)，多是采用水泥砂漿或摻入一定量的膨脹劑。

3)施工參數(shù)。后注漿施工中，主要的參數(shù)有注漿量、注入率、注漿壓力和速度。其中，合理確定注漿壓力是確保注漿質(zhì)量的關(guān)鍵。

確定最終注漿壓力時(shí)，應(yīng)從以下三方面進(jìn)行考慮：a.注漿過程中出現(xiàn)的樁身嚴(yán)重向上位移應(yīng)予以禁止；b.注漿過程中出現(xiàn)大的樁端、樁身混凝土破壞應(yīng)予以禁止；c.當(dāng)注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，應(yīng)具有明顯的樁底加固效果，在樁端形成擴(kuò)大頭。在我國，一般選擇采用電動(dòng)式泥漿泵作為注漿設(shè)備，最大注漿壓力不少于10 MPa，速度控制在5 m3/h左右。

4)布設(shè)壓漿管。一般是采用兩根通長導(dǎo)管作為樁底注漿管，在鋼籠內(nèi)兩側(cè)用鐵絲綁扎。為確保注漿質(zhì)量和效果，導(dǎo)管下端超出鋼筋籠一段，一般是0.3 m～0.4 m，超出部分設(shè)置出漿孔后，予以密封。

在進(jìn)行樁側(cè)壓漿管設(shè)置時(shí)，將導(dǎo)管下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，鋼管綁扎于鋼筋籠內(nèi)兩側(cè)，用PVC軟管連接。將彈性軟管環(huán)狀置于鋼筋籠外側(cè)捆綁，沿環(huán)向外側(cè)均勻鉆出漿孔后，予以密封。

3 樁底后注漿施工要點(diǎn)

在施工中，因注漿使得樁端阻力和側(cè)阻力顯著提高。為避免樁身強(qiáng)度先于土阻力破壞而使注漿失效，在樁身設(shè)計(jì)中應(yīng)相應(yīng)提高樁身強(qiáng)度。一般后注漿樁混凝土常用C30～C40，其強(qiáng)度等級(jí)較普通樁提高了1個(gè)～3個(gè)等級(jí)。樁底后注漿施工工藝如圖2所示。

1)注漿管開塞。在樁體初凝7 d～15 d后進(jìn)行注漿。如注漿過早，容易破壞樁體本身。過晚，不易打開注漿通道。開塞的目的在于疏通注漿通道。一般采用清水壓水試驗(yàn)進(jìn)行開塞，按0.6 m3為注水量控制標(biāo)準(zhǔn)，注水壓力逐級(jí)增壓，控制在8 MPa以內(nèi)。

2)制備漿液。漿液稠度是質(zhì)量控制的要點(diǎn)之一。注漿時(shí)，應(yīng)先稀后濃。在加固預(yù)定范圍的周邊地帶時(shí)，采用滲透力強(qiáng)的稀漿，水灰比為0.8∶1。在加固預(yù)定范圍的核心部位時(shí)，應(yīng)采用具有充填、壓實(shí)、擠密作用的中等濃度漿液，水灰比0.6∶1。最后注入的濃漿在于對(duì)已注入漿體脫水，水灰比0.4∶1，為加強(qiáng)固化效果，可摻入膨脹劑、石膏等添加劑，以利于樁端擴(kuò)大頭的形成。

3)高壓注漿。使用不小于10 MPa壓力的注漿泵將漿液壓入樁端土層中。在注漿過程中，應(yīng)對(duì)注漿壓力、注漿量、注漿管變化及樁體抬升情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。a.進(jìn)行注漿量控制。應(yīng)綜合考慮樁端、土層、承載力增幅要求、沉渣量等因素合理確定。b.注漿壓力受到地層密度、滲透性、鉆孔深度等因素的影響較大。初期注漿壓力較小，逐級(jí)提高。當(dāng)在滲透性較好的土層中注漿時(shí)，一般注漿壓力控制在4 MPa以下。當(dāng)在滲透性較差的土層中注漿時(shí)，注漿壓力可適當(dāng)提高，控制在4 MPa～10 MPa范圍內(nèi)。c.注漿節(jié)奏。注漿漿液由稀到稠，采用間歇注漿是提高注漿效果的有效途徑，利于保證漿液填充樁底空間的充盈度。通過清水壓水試驗(yàn)合理確定間歇時(shí)間長短，合理控制注漿節(jié)奏。在短樁進(jìn)行樁底注漿時(shí)，漿液上冒后停止幾小時(shí)，待樁周漿液凝固后再注。

4)注漿次序。在進(jìn)行樁底后注漿時(shí)，為避免同一承臺(tái)樁出現(xiàn)不均勻沉降，建議同時(shí)進(jìn)行注漿作業(yè)。當(dāng)對(duì)整個(gè)群樁基礎(chǔ)進(jìn)行注漿時(shí)，為確保注漿效果，建議注漿作業(yè)逐步從外圍到內(nèi)部進(jìn)行。

5)注漿終止。注漿中出現(xiàn)下列情形之一的：注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要求的，停止注漿；注漿量未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，注漿壓力達(dá)到10 MPa且穩(wěn)定5 min以上時(shí)，也應(yīng)停止注漿；注漿過程中，樁體上抬明顯的，須停止注漿。注漿后一般要保養(yǎng)20 d以上。養(yǎng)護(hù)期結(jié)束后，通過注漿效果檢測，確定注漿樁是否達(dá)到了設(shè)計(jì)的承載力要求。最常用的檢測方法是抽樣靜載荷試驗(yàn)，通過對(duì)注漿樁與未注漿樁數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比確認(rèn)。對(duì)埋深較淺的樁，也可使用鉆芯取樣法進(jìn)行注漿效果檢測。

4 常見問題及處理

在后注漿作業(yè)中，注漿中斷、注漿達(dá)不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)、管路堵塞、樁體上抬和地面隆起是最常見的幾個(gè)問題，極大的影響注漿效果和質(zhì)量。

1)注漿中斷。應(yīng)盡量避免注漿過程出現(xiàn)中斷。當(dāng)出現(xiàn)中斷時(shí)，為不影響注漿質(zhì)量，應(yīng)盡快查明原因進(jìn)行處治，及時(shí)恢復(fù)作業(yè)。注漿恢復(fù)時(shí)，須重點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)漿量監(jiān)控。對(duì)于進(jìn)漿量與中斷前相近時(shí)，則從稀漿開始逐級(jí)恢復(fù)到中斷前的漿液濃度。對(duì)于進(jìn)漿量明顯少于中斷前，注漿壓力出現(xiàn)較大幅度上升情況的，或是短時(shí)間內(nèi)就達(dá)到注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)的，應(yīng)重新進(jìn)行掃孔和沖洗后再注漿。當(dāng)再注漿后還沒有改善的，應(yīng)隨后在樁體附近鉆孔補(bǔ)注。

2)注漿達(dá)不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。通過技術(shù)措施來加速漿液凝結(jié)是最有效的方法。比較常見的措施有：采用降低注漿壓力方式，將漿液流動(dòng)速度降低，使得漿液顆粒盡快凝結(jié)；在漿液中加入速凝劑或提高漿液濃度，加速漿液的固結(jié)；在條件允許的情況下，可在漿液中加入砂等粗料。

3)注漿管路堵塞，這是最為常見的問題。在設(shè)計(jì)上，導(dǎo)致出現(xiàn)堵塞的原因是漿液配比不準(zhǔn)，速凝劑比例不當(dāng)較多，應(yīng)通過進(jìn)行模擬施工現(xiàn)場條件的室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場試注，取得準(zhǔn)確參數(shù)后進(jìn)行合理調(diào)整。在施工上，出現(xiàn)堵塞比較常見的是攪拌站與注漿點(diǎn)距離過大、漿液出現(xiàn)初凝、設(shè)備老化等影響漿液流動(dòng)原因?qū)е碌摹?/p>

4)樁體上抬和地面隆起。在后注漿作業(yè)過程中，應(yīng)實(shí)時(shí)進(jìn)行地面和樁頂隆起的監(jiān)測。容易出現(xiàn)樁體上抬現(xiàn)象的原因有成樁時(shí)間過短或注漿過程中的壓力過大。當(dāng)樁體埋深較淺時(shí)，樁體周邊地面容易出現(xiàn)隆起。對(duì)監(jiān)測到的樁體明顯上抬或地面隆起現(xiàn)象，應(yīng)將注漿壓力立即降低，再持續(xù)注漿一段時(shí)間后停止，查明原因后采取相應(yīng)的處治措施。

[1] 姜玉松.現(xiàn)代注漿技術(shù)的開拓應(yīng)用及發(fā)展[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2008(2):35-37.

[2] 張忠苗,吳世明.鉆孔灌注樁樁底后注漿機(jī)理與應(yīng)用研究[J].巖土工程學(xué)報(bào)，1999(6):21-24.

[3] 王秀哲,龔維明,薛國亞,等.樁端后注漿技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J].施工技術(shù)，2004(5):33-34.

Boredpilepost-groutingconstructionpointsandcommonproblemstreatment

LiGuoping

(ShanxiHighwayBridgeGroupYu-HeHighwayCo.,Ltd,Zuoquan032600,China)

The thesis introduces the concept and principles of post grouting technology, describes construction preparation, illustrates bored pile post-grouting construction points, and puts forward corresponding processing measures in light common construction problems, which will be good for improving the pile bearing capacity and strengthening the pile quality stability as well.

bored pile, post grouting, seriflux

1009-6825(2017)23-0061-02

2017-06-05

李國平(1963- ),男,高級(jí)工程師

TU473.1

：A