超長空樁段工況下樁端后注漿關鍵技術

唐偉華

(1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局八一0隊，江蘇 南京 210033;2.江蘇華東建設基礎工程有限公司，江蘇 南京 210007)

1 概述

在河流演化過程中，隨著側(cè)蝕作用發(fā)展，河谷不斷拓寬，河漫灘面積愈來愈大。河漫灘地層具有二元結(jié)構(gòu)特征，下部為卵石和砂等較粗的沉積物，是開始階段的河床沉積物，為河床在谷底上擺動、遷移的遺跡；上部為泥質(zhì)和粉砂等較細物質(zhì)，是洪水在河漫灘面漫溢時，水流分散，流速降低，加上河漫灘面生長的植物阻礙著洪水的流動，使泥質(zhì)和粉砂等較細物質(zhì)在較粗的沉積物面上沉積下來。由河漫灘發(fā)育史可知，河漫灘地層具有兩個特征：卵石、砂層、粉砂層發(fā)育，厚度大[1]；地下水豐富。

在河漫灘場地采用正循環(huán)工藝施工鉆孔灌注樁時，由于地下水豐富，泥漿使用過程品質(zhì)改善處置方法不好把控，加上孔深較大，粉細砂、砂及卵石層清孔不徹底，造成樁底沉渣較厚，影響基樁承載力，實踐中常采用鉆孔灌注樁樁端后注漿工藝，通過后注漿方式固化樁端巖土層，增加端阻力，以提高基樁承載力[2-6]。

樁端后注漿工藝通常樁頂為場地面實施的，沒有空樁段或空樁段長度小，對超長空樁段工況下樁端后注漿的難點及保護措施關注不夠。作者基于長江河漫灘地層中的某地下空間開發(fā)利用工程，提出了針對超長空樁段工況下樁端后注漿難點的處理措施，并總結(jié)出關鍵工藝，供同行借鑒參考。

2 超長空樁段工況下樁端后注漿難點

在傳統(tǒng)樁基工程、基坑工程來說，通常的施工順序是：工程樁施工→諸如鉆孔灌注樁、水泥土攪拌樁和內(nèi)支撐等形式的圍護結(jié)構(gòu)施工→土方開挖→底板施工→底板上承重柱等地下結(jié)構(gòu)物施工。因為工程樁施工在底板施工之前，為了降低勞動力、原材料、設備成本，加快進度，產(chǎn)生了相當于基坑開挖深度的工程樁空樁段。如果基坑開挖深度不小于10 m，則產(chǎn)生長度超過10 m的超長空樁段。

根據(jù)JGJ 94—2008建筑樁基技術規(guī)范的規(guī)定：后注漿作業(yè)宜于成樁2 d后開始，不宜遲于成樁30 d后。但對基坑開挖深度不小于10 m的基坑工程來說，土方開挖周期長，如果等到地下室開挖到工程樁頂標高后再進行后注漿施工，成樁時間已超過30 d，不符合JGJ 94—2008建筑樁基技術規(guī)范的規(guī)定。如果工程樁成樁2 d后開始注漿，則需將注漿管接至地面。但是，由于工程樁頂至地面空孔段超過10 m，如幾根注漿鋼管直接延伸至地面，一則下鋼筋籠時注漿管容易纏繞在一起，二則孔壁坍塌極易造成注漿管被土體掩埋扭曲[7-9]，導致無法進行后續(xù)樁端后注漿施工。因此，在超長空樁段工況下樁端后注漿，難點是鋼筋籠頂至場地面超長空樁段部分的注漿管保護問題。

3 對超長空樁段注漿管保護措施

南京紫金科技創(chuàng)業(yè)特別社區(qū)樁基及基坑支護工程位于南京市鼓樓區(qū)清江路和科技二路交叉口東北角，該項目由6個單體樓、1個地下室組成，地上12層～34層、地下3層。工程樁采用鉆孔灌注樁，設計樁徑φ800 mm～φ1 000 mm，有效樁長38.5 m～45.0 m，孔深53 m～61.9 m；樁端持力層為⑤-2層中風化泥質(zhì)粉砂巖，樁端進入持力層1.0 m～7.0 m；基坑圍長790 m，基坑面積為37 000 m2，基坑開挖深度13.95 m，其中坑中最深處19.45 m。

樁基及基坑支護工程場地屬長江河漫灘地貌單元，工程地質(zhì)情況復雜，上部有雜填土、淤泥質(zhì)填土及淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，下部有粉土夾粉砂、粉細砂層、砂層、卵礫石層及中風化巖層。為了保證基樁承載力，設計要求采用樁端后注漿工藝。

由于工程樁頂至地面空樁段14 m，樁端后注漿工藝的難點是如何保護鋼筋籠頂至場地面14 m空樁段部分的注漿管，消除注漿管纏繞、扭曲，對此采取了以下措施：

1)為了確保注漿管的成活率，通過制作14 m長的輔助鋼筋籠，將注漿管綁定在輔助籠主筋上，并延伸至地面，成功地保護了超長空樁部分的注漿管。輔助鋼筋籠采用4根主筋，主筋規(guī)格與樁身主筋規(guī)格相同，而每2 m設置一加強筋，以加強輔助鋼筋籠剛度(見圖1)。

2)注漿管件包括綁扎在鋼筋籠上的注漿管和安裝在注漿管下端的注漿閥，在制作鋼筋籠的同時制作注漿管，注漿管采用直徑25 mm的黑鐵管制作，接頭采用絲扣連接，兩端采用絲堵封嚴。

3)注漿導管與鋼筋籠固定采用16號鉛絲十字綁扎固定方法，綁扎應牢固，綁扎點應均勻。

4)澆筑樁體混凝土1 d后，用符合要求的土回填空樁段至場地面，回填后，應插有明顯的標識，加強保護，嚴禁車輛碾壓及其他任何破壞未實施注漿的注漿導管。

5)回填后，宜在最短時間內(nèi)用清水疏通注漿管。

6)澆筑樁體混凝土2 d～7 d后開啟注漿管，使?jié){液均勻加入，加固樁端巖土層。注漿采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水泥必須經(jīng)過濕磨機細化處理，受潮結(jié)塊水泥不得使用。漿液水灰比(質(zhì)量比)為 0.5～0.6，漿液中可摻入適量早強劑。注漿壓力一般控制在3 MPa～10 MPa，最高不宜超過10 MPa。

7)應該承臺群樁一次性壓漿，壓漿先施工周圈樁位再施工中間樁位。樁端注漿終止標準實行注漿量與注漿壓力雙控的原則，以注漿量(水泥用量)控制為主，注漿壓力控制為輔；當注漿量達到設計要求時，可終止注漿；當注漿壓力大于4 MPa并持荷3 min，且注漿量達到設計注漿量的80%時，可終止注漿。如果注漿量不足，則需采取補救措施[10]。

4 效益分析

對超長空樁段工況下的樁端后注漿工藝，采用了輔助鋼筋籠關鍵技術，具有以下效益：

1)采用后注漿灌注樁代替普通灌注樁，單樁極限承載力可提高約20%～34%，樁數(shù)可降低約10%，因而在設計上可以通過減少布樁，縮小樁長或樁徑來達到節(jié)約投資的目的。南京紫金科技創(chuàng)業(yè)特別社區(qū)樁基及基坑支護工程采用后注漿樁數(shù)746根，通過輔助鋼筋籠的設置，注漿管保護成功率100%，后注漿質(zhì)量得到了保證，基樁節(jié)約工程造價298萬元。

2)由于注漿管埋設的不可逆，一旦注漿管損壞，即無法進行后注漿施工，致使樁身承載力降低，達不到設計要求，可能導致采用補樁等補救措施，從而影響工程進度。輔助籠的設置，保證了注漿管的成活率，從而確保了工程按期完成，縮短了基樁施工工期，最終保證了南京紫金科技創(chuàng)業(yè)特別社區(qū)樁基及基坑支護工程中的樁基工程在90 d內(nèi)完成，比計劃工期提前了15 d。

5 結(jié)語

1)對于超長空樁段工況下，可以通過制作輔助鋼筋籠，將注漿管綁定在輔助鋼筋籠主筋上，并接至地面，保護超長空樁段部分的注漿管，實現(xiàn)注漿管與輔助鋼筋籠的可靠固定，消除注漿管纏繞、扭曲，從而提高了注漿管成活率，保證了樁端后注漿施工質(zhì)量。

2)上述關鍵技術不僅適應于樁端后注漿，也能適應于樁側(cè)后注漿。

3)上述關鍵技術不僅能在河漫灘地貌單元中樁端后注漿被應用，也能在其他地貌單元中樁端后注漿被應用。