淺談鉆孔灌注后注漿施工技術(shù)

摘要：后注漿是改善泥漿護壁鉆孔灌注樁樁底沉渣、樁側(cè)泥皮固有缺陷的一項重要技術(shù)。介紹了灌注樁后注漿技術(shù)的施工工藝，闡述了后注漿加固機理，提出一些在實際施工中應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；后注漿；加固機理；承裁能力理火

1 引言

隨著高層建筑、橋梁建設(shè)的日益增多，混凝土灌注樁具有承載力大，成樁不受地層條件限制、施工設(shè)備簡單和適用性強等特點，而且鋼筋混凝土鉆孔灌注樁能將所有上部結(jié)構(gòu)傳來的動載和靜載較均勻地傳遞到深層穩(wěn)定的土層中去，從而大大減少了基礎(chǔ)沉降和不均勻沉降。所以其在高層房建工程、橋梁工程、港口及水利工程等被廣泛應(yīng)用。

但在工程實踐中發(fā)現(xiàn)。此項技術(shù)同時也存在—些嚴(yán)重的問題。如：

(1)泥皮效應(yīng)。

(2)孔底沉渣影響。

2 后注漿施工工技術(shù)的發(fā)展

壓力注漿于1961年在委內(nèi)瑞拉修建Maracaibo大橋基樁中首次運用，后在在世界多個國家的橋梁中得到了廣泛的應(yīng)用。我國把后注漿技術(shù)應(yīng)用于樁基礎(chǔ)始于20世紀(jì)80年代初。1983年，北京市建筑工程研究所在國內(nèi)首先開發(fā)出預(yù)留注漿空腔方式的樁端壓力注漿樁，并進行了室外試驗。198年徐州市對一住宅樓樁基礎(chǔ)實施樁端后壓漿試驗，極限承載力提高110％。20世紀(jì)90年代，國內(nèi)許多地區(qū)均進行了鉆孔后壓漿試驗，形成了比較完整的施工工藝。2003年，東南大學(xué)蘇通大橋樁端壓漿項目組在國內(nèi)首次應(yīng)用循環(huán)U形管壓漿工藝，取得了成功，并應(yīng)用于主塔基礎(chǔ)。至此，后注漿施工技術(shù)已漸漸趨于成熟了。

3 后注漿的加固機理

根據(jù)注漿部位和方式的不同，后注漿技術(shù)可分為：樁底注漿、樁側(cè)注漿和樁底樁側(cè)復(fù)式后注漿。

(1)樁底注漿的作用機理為：漿液通過壓漿管道抵達樁底，滲透進入樁底疏松的沉渣“軟臥”層中，充填壓實樁端持力層，同時漿液沿樁身向上擴散一定范圍，漿液與沉渣膠結(jié)，和樁身底部連成整體，在樁端形成“擴大頭”，增大了樁端承載面積，從而有效提高了樁基承載能力。減小樁基沉降。

(2)樁側(cè)注漿作用機理：漿液沿注漿斷面流向樁身，通過破壞或消除孔壁泥皮，并不斷滲入孔壁被擾動的松散土體，提高樁身與土體間的摩阻力。漿液在注漿泵的壓力下擠密土顆粒間隙。與樁側(cè)土體結(jié)合，樁身成“糖葫蘆”狀，相當(dāng)于增大了樁徑，提高了樁基承載能力。

(3)復(fù)合式注漿集上述兩種注漿方法的優(yōu)點，能很好的提高了樁的承載力。

4 后注漿的加固效果分析

4.1注漿前后承載力比較

對各種土層，灌注樁注漿前后樁的極限承載力都有了明顯的提高。一般承載力提高的幅度都可以達到30％—100％，其幅度隨樁長、樁徑、樁端土條件的變化而不同。總體上來看，樁端壓漿可以使樁的承載力得到比較明顯的提高。以杭州灣跨海大橋三期試樁l#試樁為例說明。該橋采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)形式，1#試樁直徑為1.5m，樁長87m，采用樁端后注漿施工工藝。在壓漿前后對試樁進行測量讀數(shù)，現(xiàn)將其轉(zhuǎn)化為Q—S曲線對比。如圖1所示。圖中可以看出，壓漿后Q—S曲線線型平緩，極限承載力提高幅度很大，從壓漿前15547kN增至31043kN，達200％；同時，在相同荷載作用下，沉降明顯減少，工作性狀得到顯著改善。

4.2不同注漿方法承載力比較

河南省新鄉(xiāng)—鄭州高速公路黃河大橋基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，樁徑2.2m，樁長62m。分別采用樁底注漿，樁側(cè)注漿，復(fù)合式注漿。研究其在不同注漿工藝下的Q—S曲線。由圖可見，壓漿后承載力有很大的提高，且曲線比較平緩。但是采用端壓、側(cè)壓或采用雙壓所得到的承載力并無多大的差別。實測結(jié)果闡明了：樁底樁側(cè)同時注漿效果并不顯著優(yōu)于樁底注漿效果。這一重要的實驗結(jié)果現(xiàn)象表明，樁端壓漿和樁側(cè)壓漿在作用機理上并不是截然分開的，有著明顯的交互作用，同時也受樁端樁側(cè)壓漿量的影響。由于考慮到柱側(cè)壓漿有著一定的施工難度，且樁端壓漿的效果較好些，建議以后工程中盡量采用樁端壓力注漿。

5 后注漿工藝的施工

5.1施工順序

施工工藝流程：灌注樁成孔→鋼筋籠制作→注漿管制作→灌注樁清孔→注漿管綁扎→下鋼筋籠→灌注樁混凝土→后注漿施工。

5.2施工中應(yīng)注意的問題

(1)注漿管的端部必須焊接嚴(yán)密，出漿孔用圖釘封閉包扎，確保無滲漏現(xiàn)象，注漿管必須確保進入持力層。

(2)澆搗樁混凝土2d—7d必須進行清水預(yù)壓，以打通注漿管道，這是保證注漿成功的重要措施。

(3)注漿順序宜按先邊緣后中間，并間隔跳開注漿，以確保不跑漿，使注漿均勻，漿液集中在樁端底周圍，形成蘑菇云狀擴大頭。

(4)確保注漿量達到預(yù)定要求，可采用調(diào)整壓力的方法達到這一目標(biāo)。

(5)注漿時應(yīng)控制壓力，先小后大，當(dāng)發(fā)現(xiàn)冒漿、跑漿時，應(yīng)采用減小壓力，加大漿液濃度，間歇注漿等方法。

(6)注漿宜在混凝土澆搗7d內(nèi)立即進行，時間越長，注漿難度將增大。

(7)控制好漿液濃度。宜先壓稀漿后濃漿，水泥漿應(yīng)攪拌均勻，在抽入高壓泵之前必須進行過濾。注漿時先慢速注漿逐步達到設(shè)計要求。并盡可能保持壓力穩(wěn)定。

(8)注漿后的養(yǎng)護，—般需養(yǎng)護15d左右。

6 結(jié)語

由于鐵路重載、大跨橋梁、高層及超高層建筑業(yè)的興起，客觀上需要更大，更穩(wěn)定的基樁承載力，如單樁軸向容許承載力超過20000kN或更高，超長大直徑鉆孔灌注柱就如雨后春筍般地發(fā)展起來。超長樁的概念至今尚未有明確的定義。現(xiàn)行規(guī)范也有不同的規(guī)定，性狀不同于中長、短樁。然而，目前條文規(guī)范中后注漿承載力計算公式是基于中短樁研究基礎(chǔ)上建立的。對于大直徑灌注樁的承載力計算，存在著適應(yīng)性問題。

后注漿技術(shù)還沒有出臺統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，設(shè)計的樁長、樁徑應(yīng)根據(jù)土層變化而變化，尤其是注漿量、注漿壓力、注漿次數(shù)，水泥漿的水灰比、注漿管埋置深度等問題，在實際工程中應(yīng)針對各自的情況，認真制定適合該項工程的注漿技術(shù)措施。

總之，通過設(shè)計人員的科學(xué)計算，施工人員不斷的經(jīng)驗積累，鉆孔灌注樁后注漿工藝必將在工程中得到越來越廣泛的應(yīng)用，成為鉆孔灌注樁施工不可缺少的配套措施。隨著工程建設(shè)的大發(fā)展，將產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

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