人工挖孔樁后注漿效果分析與研究

王 斌

0 引言

樁在成孔過程中,存在著樁周土受擾動、樁周泥皮和樁底沉渣降低承載能力等缺陷。后注漿能有效解決上述問題,所謂后注漿是指在沖擊成孔樁成樁并達到一定強度后,通過埋設在樁身的注漿管,將具有固化能力的漿液,壓入樁端或樁側,漿液經過滲透、填充、置換、劈裂、壓密及固結等物理或化學方式單獨或共同作用,固化樁底沉渣和樁側泥皮,大幅度提高樁側阻力和樁端阻力及樁側土體的承載力和摩阻力,具有施工技術簡單與土體加固的雙重效果。灌注樁后注漿是灌注樁的輔助工法,該技術旨在通過樁底樁側后注漿固化沉渣和泥皮,并加固樁底和樁周一定范圍的土體,以大幅提高樁的承載力,增強樁的質量穩定性,減少樁基沉降。

1 工程條件

1.1 項目概況

項目位于江西省撫州市臨川區,擬建工程占地面積約3950.68m2。建筑物為 23層住宅樓,基礎采用人工挖孔樁,護壁采用預制涵管,場地降水采用井點降水?，F因本工程東邊 12根樁在開挖過程中遇到流砂層,持力層無法挖至中風化泥質砂巖,考慮到場地東面的原有建筑離本建筑較近,樁基挖至流砂層即進行澆筑。因樁底未進入中風化泥質砂巖,單樁承載力不能滿足上部荷載要求,故須對東邊 12根樁進行灌漿加固處理。

1.2 場地巖土條件

據勘察報告揭露,擬建場區地層情況如下:

①填土,主要成分為粉土及粘性土,局部夾雜有粉砂及建筑垃圾,高壓縮性,工程性能差,該層土質不均。層厚為 0.4 m～1.10m,場地內普遍分布。②粉質粘土,稍濕,可塑,干強度中,韌性中,中等壓縮性。層厚為 0.9m～2.4m,場地內普遍分布。③淤泥質粉質粘土,灰黑色,飽和,流塑,局部夾有粉砂,無搖振反應,稍有光澤,干強度中,韌性中,高壓縮性。層厚為 0.8m～0.9m,場地局部分布,主要分布在場地東南角。④中細砂,黃色,飽水,松散～稍密,分選性較差,以中砂為主,含少量云母片,夾少量泥質物,一般都含有 10%～30%不等的粗砂及個別礫石,砂質成分為石英,沖擊鉆進快,易倒孔。厚度變化范圍為 1.1m～2.5m,場地局部分布。⑤圓礫,黃色～黃褐色,飽水,稍密～中密,分選性差,含貝殼類碎屑及少量泥質物,以礫石為主,一般在 30%左右,含 20%～40%不等的卵石,其余為中粗砂,卵石直徑一般為 2 cm～3.0 cm,最大為 10 cm,呈亞圓形,礫石直徑一般為 0.2 cm～1.5 cm,卵礫石成分以石英為主,厚度變化范圍為 3.3m～4m,場地內普遍分布。壓縮性高,承載力低,未經處理不宜作為擬建物基礎持力層。⑥強風化泥質砂巖(夾泥巖),紅褐色、磚紅色,泥質膠結,粉細粒結構,薄層狀構造,主要為石英、長石經泥鐵質膠結形成,原巖結構大部分破壞,礦物成分顯著變化,風化裂隙很發育,巖石破碎,層頂深度為 7.2m～7.9m,厚度變化范圍為 1.4m～3.3m,場地內普遍分布。地下水屬潛水類型,穩定水位平均埋深 7.2m。

2 灌漿參數

2.1 灌漿孔布置情況

本項目就東邊 12根樁進行布孔作業,共計布灌漿孔數為87個,其中每根樁樁中心都已預留了一個注漿孔,并在樁周均布4個注漿孔,共計 60個。

2.2 灌漿孔深度及總進尺

根據現場已完成的東邊 12根樁深度及設計承臺底部標高確定灌漿孔孔深(人工挖孔樁深度詳見表 1),樁中心及樁周 60個灌漿孔深度在人工挖孔樁深度的基礎上增加 0.45m～0.55m,承臺下分布的 27個灌漿孔孔深在承臺底部下不少于 0.3m,初估灌漿孔總進尺約 590m。因考慮到樁底部巖土為中粗砂和圓礫,漿液擴散面積較大,影響范圍較廣,所以本次實施注漿暫只對 12根樁的樁中心及樁周的 60個灌漿孔進行,灌漿孔進尺約為 495m。

表1 人工挖孔樁深度統計表

2.3 灌漿試驗

為確定灌漿參數,在場地周邊不同部位選擇 5個～10個孔進行試灌,以確定灌漿壓力、吸漿量等參數,以確保灌漿作業質量。

2.4 灌漿工藝與序次

灌漿工藝為:成孔→下管→壓漿→封孔。灌漿序次為:先中間后周邊,同線或同基礎面下跳孔位作業。注漿過程中應加強監測,當發生堵塞排水系統、串漿、起拱等異常情況時,可采取以下措施:降低注漿壓力或采取間歇注漿,直到滿足要求。

2.5 灌漿參數

灌漿壓力 0.3MPa～1.0MPa;水灰比 1∶0.5～1∶0.6;耗灰量0.8 t/孔。

2.6 終止灌漿原則

發現地面冒漿或漿壓明顯升高而吸漿量減少時,可終止該孔灌漿作業。

3 靜載荷試驗結果

從選項取兩根樁(Z1,Z2)進行靜載試驗,Z1為處理后的樁,Z2為未處理的樁。圖 1為樁頂荷載Q與樁頂位移s的關系曲線。對于注漿樁而言,試樁的Q—s曲線均呈緩變形態,無明顯轉折特征點,斜率較小,而注漿后試樁的 Q—s曲線幾乎呈直線變化,說明試樁樁側摩阻力隨樁頂位移的增加仍以線性增長為主。從試樁卸載回彈后殘余沉降值可知,未注漿時,試樁回彈率為 0.60～0.73,樁身殘余變形仍較大;在樁側和樁底注漿后,試樁回彈率為0.85～0.95,樁身殘余變形較小,試樁的樁頂沉降主要是由于試樁樁身彈性壓縮引起的。

4 結語

通過靜載試驗結果可知,樁底后注漿后,樁底后注漿技術提高了基樁的單樁承載力,樁側阻力較未注漿樁有明顯提高,具體表現在樁身下部的側阻力增幅較大。通過在樁體內埋設測力元件,可了解樁的承載特性,獲得各土層摩阻力和端阻力參數,為工程樁的設計提供技術支持,同時也為本地區該樁型的設計、施工積累了寶貴的經驗。

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