成都大慈寺文化商業(yè)綜合體項目鉆孔灌注樁工程后壓漿施工技術(shù)

(中電建水環(huán)境治理技術(shù)有限公司，廣東 深圳，518101)

1　前言

近年來我國的高層建筑迅猛發(fā)展，對地基承載力的要求越來越高，基礎(chǔ)形式一般采取灌注樁基礎(chǔ)。鉆孔灌注樁以其低噪音、對周圍環(huán)境影響較小、適應(yīng)性廣、單樁承載力高等特點，在高層建筑、道路橋梁、鐵路及荷載較大的建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)中被廣泛應(yīng)用。但其在施工過程中形成孔底沉渣及孔壁因泥漿護壁形成泥皮等，嚴重影響樁端阻力和樁側(cè)摩阻力發(fā)揮。近年來，針對這一問題，不少工程采用了后壓漿技術(shù)，在樁內(nèi)預(yù)埋壓漿管，并在灌注樁混凝土達到一定強度后通過預(yù)埋的壓漿管，用高壓注漿泵以一定的壓力將預(yù)定水灰比的水泥漿壓入樁底，對樁底沉渣，樁端持力層及樁周泥皮起到滲透、劈裂充填、壓密和固結(jié)作用，從而提高單樁的承載力，降低樁基沉降量。

2　工程概況

2.1　工程簡介

大慈寺文化商業(yè)綜合體項目——寫字樓塔樓高190m?；A(chǔ)承壓樁為摩擦端承樁，樁徑1.2m，樁身混凝土強度等級C40，承壓樁數(shù)量174根。樁頂高程-20.35m，樁頂進入筏板底部100mm，樁長35.41m，樁底高程-55.76m(絕對標高443.24m)，進入微風(fēng)化泥巖層不小于1800mm，采用旋挖鉆機成孔，泥漿護壁，樁基參數(shù)見表1。

表1塔樓區(qū)承壓樁參數(shù)

本工程后壓漿設(shè)計參數(shù)：每根樁布置兩根注漿導(dǎo)管，注漿液的水灰比采用0.6∶1，樁端注漿終止注漿壓力采用6MPa，注漿流量不超過75L/min，每根注漿量1.8t。

2.2　工程地質(zhì)條件

基坑開挖至18m施工混凝土灌注樁，穿越地層從上至下依次為：白堊系上統(tǒng)灌口組(K2g)泥巖，暗紫紅色；泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；上部層間裂隙較發(fā)育，部分裂隙中充填黑色氧化物膜；可見灰白色礦物(石膏)斑點、團塊及條帶等。據(jù)風(fēng)化程度可劃分為：

(1)全風(fēng)化泥巖：巖石結(jié)構(gòu)已全部破壞，風(fēng)化呈粘土狀，遇水泥化；

(2)強風(fēng)化泥巖：巖石結(jié)構(gòu)已大部分破壞，構(gòu)造層理不清晰。巖體被節(jié)理、裂隙分割成塊狀，大部分孔段夾厚度小于0.3m的中風(fēng)化泥巖。巖質(zhì)較軟；

(3)中風(fēng)化泥巖：巖石結(jié)構(gòu)基本完整。節(jié)理面附近巖石已風(fēng)化成土狀，風(fēng)化裂隙較發(fā)育。巖質(zhì)較硬。巖芯長度一般20cm～40cm，巖體較完整。泥巖頂板埋藏深度為19.00m～23.00m左右，部分孔段未揭示。與上覆第四系地層呈不整合接觸。

3　后壓漿施工方法

3.1　工藝流程

施工工藝流程見圖1。

圖1　施工工藝流程

3.2　注漿設(shè)備及注漿管安裝

高壓注漿系統(tǒng)由漿液攪拌器、帶濾網(wǎng)的貯漿斗、高壓注漿泵、壓力表、高壓膠管、預(yù)埋在樁中的注漿導(dǎo)管和單向閥等組成。

高壓注漿泵系統(tǒng)的選型：高壓注漿泵是實施后壓漿的主要設(shè)備，高壓注漿泵一般采用額定壓力6MPa～12MPa，額定流量30L/min～100L/min的注漿泵；高壓注漿泵的壓力表量程為額定泵壓1.5～2.0倍?？紤]到壓漿過程中流量和壓力調(diào)整的方便，本工程選用了2TGZ-120/105型高壓注漿泵，該泵的漿量和壓力根據(jù)實際需要可隨意變檔調(diào)速，吸漿量和噴漿量可大可小。

漿液攪拌器的容量應(yīng)與額定壓漿流量相匹配，攪拌器漿液出口應(yīng)設(shè)置水泥漿濾網(wǎng)，避免水泥團進入貯漿筒后吸入注漿導(dǎo)管內(nèi)而造成堵管或爆管事件。

高壓注漿泵與注漿管之間采用能承受2倍以上最大注漿壓力的加筋軟管，其長度不超過50cm，輸漿軟管與注漿管之間設(shè)置卸壓閥。

3.3　注漿管單向閥制作

在注漿管底部設(shè)置單向注漿管閥。管徑與連接注漿管的套管一致，注漿管閥設(shè)置在管底口以上15cm的范圍，沿高度方向間距5cm設(shè)置一層，共設(shè)置四層，每層設(shè)置4個出漿孔，孔徑φ5mm～φ8mm。將管內(nèi)鐵屑清除干凈后，在開孔處加圖釘，圖釘起單向閥的作用。然后注漿管外側(cè)用防水膠布、橡皮等嚴密包裹，以防止樁身混凝土水泥漿液堵塞注漿管。管閥下底口采用厚度不小于3mm的鋼板周圈焊接進行底口封堵。

3.4　后注漿施工順序

(1)后注漿作業(yè)在樁身混凝土灌注完畢2d后開始，最遲在成樁30d內(nèi)完成；

(2)注漿作業(yè)點與成孔、成樁作業(yè)點距離不少于10m，且該區(qū)范圍內(nèi)混凝土灌注完成時間在2d以上；

(3)樁端2根注漿管如一根管注漿已達到設(shè)計量，則另一根可不再注漿。

3.5　開塞

開塞是后注漿施工前必不可少的重要工序。通過壓水試驗了解注漿管的貫通性、疏通水泥漿液灌入通道。壓水量一般控制在管路暢通后0.1m3～0.25m3，暢通的標準是壓水壓力降低、水量均勻注入。驗證管路暢通后方可注漿。開塞壓力控制在6MPa～8MPa。

3.6　水泥漿配置

為使水泥漿液在持續(xù)壓力作用下既有足夠的強度，又能很好地起到劈裂、壓實作用。漿液水灰比為0.6∶1，配制水泥漿液時先在攪拌機內(nèi)加足水量，然后邊攪拌邊加入水泥，攪拌時間不少于3min，漿液中不得混有水泥結(jié)石、水泥袋等雜物。

3.7　壓力注漿

(1)確保注漿管路暢通后即可開始壓力注漿，除粉土層外，其它地層正式注漿前，應(yīng)采用2∶1稀漿初灌。灌漿壓力無明顯升高，灌入量達到200L后即可開始標準注漿；

(2)樁端注入水泥漿量為1800kg左右；注漿壓力不小于6MPa。

(3)達到以下條件之一時，注漿可結(jié)束：①注漿總量及注漿壓力均達到設(shè)計值；②注漿總量達到設(shè)計值的75%，且注漿壓力達到設(shè)計值的120%并維持5min以上；

(4)當注漿量達到設(shè)計注漿量的75%，而壓力不足設(shè)計壓力的75%時，應(yīng)調(diào)低水灰比，或者改為間歇注漿；

(5)若注漿過程中地面出現(xiàn)冒漿或周圍樁串漿，則調(diào)低水灰比并間歇后壓漿，但水泥注入量不得小于設(shè)計注入量的70%；

(6)凡采用間歇注漿的，間歇時間一般為30min～60min，超過60min，應(yīng)用清水清洗壓漿管和管閥，以保證后續(xù)壓漿能正常進行。

4　樁檢測

本工程對后壓漿灌注樁進行了單樁豎向靜載試驗檢測3根，樁身低應(yīng)變檢測18根，聲波透射檢測18根，鉆孔取芯檢測18根。檢測結(jié)果顯示：樁尖未見沉渣，樁身完整性及承載力均滿足設(shè)計要求。

從樁檢測結(jié)果看，后壓漿充分發(fā)揮了其優(yōu)點，解決了普通灌注樁難以解決的問題。

5　效益分析

5.1　經(jīng)濟效益

由于后壓漿使灌注樁的承載力增加，使工程樁的數(shù)量減少，樁長減短，降低了樁基的工程量，節(jié)約了大量的人力、物力、財力。

5.2　社會效益

由于采用后壓漿工藝，使樁數(shù)、樁長及樁徑減小，加上本身工藝施工簡便，施工速度快等特點，能節(jié)約大量的工期，施工進度能得到很好的保證。施工工期減少，能有效地減少樁基施工產(chǎn)生的噪聲污染、水污染等社會現(xiàn)象，從而使樁基施工對周圍環(huán)境造成的影響降到最低。

6　結(jié)語

隨著改革開放的步伐愈來愈快，高層建筑、超高層建筑林立而起，從而高承載力樁基礎(chǔ)廣泛應(yīng)用。如何能在日趨激烈競爭的建筑行業(yè)中獲得較大的經(jīng)濟效益，關(guān)鍵在于新技術(shù)和新工藝的應(yīng)用。鉆孔灌注樁后壓技術(shù)是成樁時在樁身預(yù)置壓漿管路和壓漿裝置，待樁身達到一定強度后通過壓漿管路利用高壓注漿泵壓注水泥為主的漿液，使孔底沉渣和樁側(cè)泥皮進行固化，從而消除傳統(tǒng)灌注樁施工工藝的缺陷，以達到提高樁的承載力，減少沉降量，并提高樁身質(zhì)量和樁承載力可靠性的一種科學(xué)先進的技術(shù)方法，具有廣泛的應(yīng)用前景。