樁側(cè)壓力注漿樁和樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿樁

后注漿樁按注漿部位可分為樁端壓力注漿樁(本講座十八講)、樁側(cè)壓力注漿樁(本講)和樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿樁(本講)三大類型。

樁側(cè)壓力注漿樁基本原理

樁側(cè)壓力注漿樁是指在成樁后對樁側(cè)某些部位進行壓力注漿的樁型，鉆(沖、挖)孔灌注樁待樁身混凝土達到一定強度后，通過預(yù)埋在樁身的注漿管路，利用高壓注漿泵的壓力作用，將能固化的漿液(如純水泥漿、或水泥砂漿、或加外加劑及摻合料的水泥漿、或超細水泥漿、或化學(xué)漿液等)經(jīng)樁身預(yù)埋注漿裝置或鉆孔預(yù)埋花管強行壓入樁側(cè)土層中，充填樁身混凝土與樁周土體的間隙，同時與樁側(cè)土層和在泥漿護壁法成孔中生成的泥皮發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，提高樁側(cè)土的強度及剛度，增大剪切滑動面，改變樁與側(cè)壁土之間的邊界條件，從而提高樁的承載力以及減小樁基的沉降量。

降低泥漿護壁鉆孔灌注樁的樁側(cè)阻力的施工因素

在大直徑泥漿護壁鉆孔樁成孔時，主要在第四紀疏松土層中鉆進，加之在成孔過程中工藝與方法不當(dāng)，往往造成孔壁的完整性較差。由于鉆孔使孔壁的側(cè)壓力解除，破壞了地層本身的壓力平衡，使孔壁土粒向孔中央方向膨脹，如果處理不當(dāng)，可能會引起孔壁坍塌。在成孔過程中，泥漿在保持孔壁穩(wěn)定的同時，泥漿顆粒吸附于孔壁形成泥皮，阻礙樁身混凝土與樁周土的粘結(jié)。在成孔過程中，樁周土層受到泥漿中自由水的浸泡而松軟。泥漿護壁鉆孔樁在樁身混凝土固結(jié)后，會發(fā)生體積收縮，使樁身混凝土與孔壁之間產(chǎn)生間隙。

由于上述因素的存在，導(dǎo)致泥漿護壁鉆孔樁的樁側(cè)阻力顯著降低。

樁側(cè)壓力注漿樁提高樁承載能力的機理

在樁側(cè)粗粒土層中注漿時，漿液通過滲透、部分擠密、填充及固結(jié)作用，使樁側(cè)土孔隙率降低，密度增加，呈現(xiàn)滲透填充膠結(jié)效應(yīng)；在樁側(cè)細粒土層中注漿時，注漿壓力超過劈裂壓力，使土體產(chǎn)生水力劈裂，呈現(xiàn)劈裂加筋效應(yīng)。由于上述2種效應(yīng)，不僅使樁周土恢復(fù)原狀，而且提高了樁周土的強度；另外，漿脈結(jié)石體象樹的根須一樣向樁側(cè)土深處延伸，從而提高樁周土的強度，最終提高樁側(cè)阻力。

在樁側(cè)注漿點處，由于漿液的擠壓作用，形成凸出的漿液包結(jié)石體。

在樁側(cè)非注漿點處形成一層漿殼，這層漿殼或單獨存在而固化或與泥皮發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)而固化，形成該結(jié)石體與原樁身混凝土組成的復(fù)合樁身，增大剪切滑動面，“擴大”樁身斷面，即增加樁側(cè)摩擦面積。

漿液充填樁身混凝土與樁周土體的間隙，提高樁土間的黏結(jié)力，從而提高樁側(cè)阻力。

由以上四點可理解為，樁側(cè)壓力注漿樁類似于樁身直徑被增大的形狀復(fù)雜的“多節(jié)擴孔樁”，即在注漿點附近形成漿土結(jié)石體“擴大頭”，在非注漿點處的樁身表面形成漿土結(jié)石體的復(fù)合樁身。

樁側(cè)壓力注漿分類

按樁側(cè)注漿管埋設(shè)方法分類

樁身預(yù)埋管注漿法

即在沉放鋼筋籠的同時，將固定在鋼筋籠外側(cè)的樁側(cè)注漿管一起放入樁孔內(nèi)。

鉆孔埋管注漿法

即成樁后，在樁身外側(cè)鉆孔，成孔后放入注漿管，進行樁側(cè)壓力注漿。

按樁側(cè)壓力注漿裝置形式分類

沿鋼筋籠縱向設(shè)置注漿花管方式，沿著直管在樁側(cè)某些部位設(shè)置幾個注漿點，形成多點源的雙管樁側(cè)壁注漿，裝置如圖1(a)所示。根據(jù)樁徑大小在樁側(cè)不同深度沿鋼筋籠單管環(huán)向設(shè)置注漿花管方式進行樁側(cè)壁注漿，裝置如圖1(b)所示。雙管環(huán)形管注漿，在樁側(cè)某些部位設(shè)置注漿環(huán)管，環(huán)管外側(cè)均勻分布若干泄槳孔，形成環(huán)狀的樁側(cè)壁注漿，裝置如圖1(c)所示。

沿鋼筋籠縱向設(shè)置樁側(cè)壓力注漿器方式。樁側(cè)壓力注漿施工設(shè)備與機具

樁側(cè)壓力注漿施工設(shè)備和機具基本上與樁端壓力注漿施工設(shè)備和機具相同。樁側(cè)注漿導(dǎo)管公稱直徑為20mm，壁厚2.75mm；每道樁側(cè)注漿閥均應(yīng)設(shè)置一根樁側(cè)注漿導(dǎo)管，樁側(cè)注漿導(dǎo)管下端設(shè)三通與樁側(cè)注漿閥相連。

樁側(cè)壓力注漿裝置

樁側(cè)壓力注漿裝置是整個樁側(cè)壓力注漿施工工藝的核心部件，由于種類較多，本節(jié)僅舉其中幾種裝置加以說明。

水利科學(xué)研究院研制開發(fā)的兩種樁側(cè)壓力注漿法樁側(cè)鉆孔埋管注漿法的具體做法是：在樁側(cè)土體中進行鉆孔，根據(jù)樁徑大小在其側(cè)面布置3～4個鉆孔，孔離樁側(cè)1.0m左右；在孔中埋設(shè)套閥式注漿花管；以一定壓力將水泥漿液注入樁側(cè)土體。注漿可采用分段注漿或復(fù)注方式。

沿鋼筋籠縱向設(shè)置注漿花管法是每根注漿管沿鋼筋籠縱向設(shè)置，注漿管底部出漿處焊接長度為300mm左右的注漿花管，其管端出漿口及側(cè)壁出漿孔用彈性膠皮封好，再用塑料布密封。

中國建筑科學(xué)研究院地基基礎(chǔ)研究所樁側(cè)注漿裝置該樁側(cè)注漿裝置由預(yù)制鋼筋籠、壓漿鋼導(dǎo)管和單向閥組成。壓漿鋼導(dǎo)管縱向設(shè)置在鋼筋籠中；鋼筋籠的外側(cè)環(huán)向(花瓣形)或縱向(波形)設(shè)置PVC加筋彈性軟管，軟管凸出部位設(shè)置壓漿單向閥。單向閥是由在排漿孔處設(shè)置倒置的圖釘或鋼珠，外包敷高壓防水膠帶和橡膠內(nèi)車胎等組成。

西南交通大學(xué)樁側(cè)注漿裝置 該樁側(cè)注漿裝置由注漿管、注漿花管、傳力管和止?jié){塞等組成，見圖2。該裝置綁在鋼筋籠外側(cè)，注漿花管的孔眼用橡皮箍綁緊，為防止下放花管時孔壁對橡皮箍的損壞，在橡皮箍的下端綁有鉛絲防滑環(huán)。

原武漢地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程總公司樁側(cè)注漿裝置該樁側(cè)注漿裝置的結(jié)構(gòu)是在樁側(cè)豎向注漿導(dǎo)管底端接上三通、四通和短接，以便與PVC連接管和樁側(cè)壓力注漿器相連，PVC管環(huán)繞在鋼筋籠外側(cè)，并用鐵絲扎緊于鋼筋籠上，其周長以比鋼筋籠周長長400～500mm為宜。樁側(cè)壓力注漿裝置與本講座第十八講中樁端壓力注漿裝置相同。

樁側(cè)壓力注漿樁施工

樁側(cè)壓力注漿樁施工程序

成孔 視土層地質(zhì)和地下水位情況采用合適的成孔方法(泥漿護壁鉆成孔法、全套管護壁法、干作業(yè)鉆成孔法及沖擊鉆成孔法)。成孔中對孔徑要求嚴格，孔徑的變化不應(yīng)過大。

放鋼筋籠、注漿管及樁側(cè)壓力注漿裝置 當(dāng)樁側(cè)注漿管沿鋼筋籠縱向設(shè)置時，一般均為花管，綁在鋼筋籠外側(cè)，其孔眼用橡皮箍、膠帶等綁緊，以防止灌注混凝土?xí)r水泥漿進入花管內(nèi)而造成堵塞；當(dāng)采用環(huán)向樁側(cè)注漿花管時，則將其環(huán)繞在鋼筋籠外側(cè)，兩端插接于豎向注漿管底端的短接管上，并用鐵絲扎緊于鋼筋籠上；當(dāng)采用樁側(cè)壓力注漿裝置時，則將其連接于豎向或環(huán)向注漿管上，并固定在鋼筋籠上。

灌注混凝土 按常規(guī)方法灌注混凝土。

進行樁側(cè)壓力注漿 實施樁側(cè)壓力注漿的時間，國內(nèi)施工單位采用樁身混凝土初凝后、成樁后1～2d、成樁后7d幾種方式。樁身有若干樁側(cè)注漿段時，實施樁側(cè)壓力注漿的順序采用自上而下和自下而上2種不同形式。

成樁 卸下注漿接頭，成樁。

上述通用的施工程序，視不同的樁側(cè)壓力注漿工法，具體施工時還會有所變通。

樁側(cè)壓力注漿樁施工特點

影響樁側(cè)壓力注漿效果的因素除參考樁端壓力注漿樁施工特點(本講座第十八講)外，尚有樁側(cè)壓力注漿管設(shè)置層位這一因素。

與樁端壓力注漿施工相同，樁側(cè)壓力注漿須控制好注漿壓力和注漿量及注漿速度也是樁側(cè)壓力注漿施工優(yōu)劣或成敗的關(guān)鍵。

當(dāng)樁身有若干樁側(cè)注漿段時，實施樁側(cè)壓力注漿的順序一般采用自上而下注漿，以防止下部漿液沿樁土界面上竄，即先注最上部樁段，待其有一定的初凝強度后，再依次注下部各樁段。

樁側(cè)壓力注漿樁的施工要點和施工注意事項可參考樁端壓力注漿樁的施工(本講座第十八講)。

樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿樁

樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿樁基本原理

樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿樁是指在成樁后對樁端和樁側(cè)某些部位進行壓力注漿的樁型，鉆(沖、挖)孔灌注樁待樁身混凝土達到一定強度后，通過預(yù)埋在樁身的注漿管路，利用高壓注漿泵的壓力作用，將能固化的漿液(如純水泥漿、或水泥砂漿、或加外加劑及摻合料的水泥漿、或超細水泥漿、或化學(xué)漿液等)先后經(jīng)樁側(cè)預(yù)埋壓力注漿裝置和樁端預(yù)留壓力注漿裝置強行將漿液壓入樁側(cè)和樁端土層中，充填樁身與樁周及樁端土層的間隙，改變其物理化學(xué)力學(xué)性能，從而提高樁的承載力以及減少樁基的沉降量。

圖3為樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿示意圖，圖3(a)為直管的情況，圖3(b)為直管加環(huán)形管的情況。

幾點說明

樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿樁包含著樁端和樁側(cè)2種注漿工藝，所以影響注漿效果的因素更多更復(fù)雜，但與未注漿樁相比，其極限承載力提高幅度也更大，即其注漿效果明顯優(yōu)于一般樁端與樁側(cè)分別注漿的樁。因此，為了獲得更高的承載力，樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿樁得到廣泛應(yīng)用。

對于樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿樁的注漿順序，宜先自上而下逐段進行樁側(cè)注漿，最后進行樁端注漿。

選擇后注漿樁的原則

應(yīng)優(yōu)先選用樁端壓力注漿樁，如果其承載力能滿足設(shè)計要求，可簡化壓力注漿裝置和注漿工藝。當(dāng)采用樁端壓力注漿樁不能滿足設(shè)計承載力要求時，可采用樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿樁。當(dāng)設(shè)計承載力要求較高，樁較長且樁側(cè)有適宜于注漿的土層時，可采用樁端樁側(cè)聯(lián)合注漿樁。對于超長樁，采用樁端壓力注漿可能對提高樁端阻力不明顯，應(yīng)在多處合適的樁側(cè)土層中進行注漿，此時應(yīng)選用以樁側(cè)壓力注漿為主的工藝。

后注漿樁技術(shù)經(jīng)濟效益

提高單樁承載力，降低造價。大量試樁結(jié)果表明，樁端壓力注漿樁的極限承載力與未注漿樁相比，增幅為50％～260％(極端持力層為粗粒土?xí)r)及14％～138％(樁端持力層為細粒土?xí)r)。

減小樁徑、縮短樁長。

將嵌巖樁改變成非嵌巖后注漿樁。嵌巖樁的施工難度是相當(dāng)大的，施工速度慢，效率低，浪費材料多，是施工企業(yè)最頭痛的問題。應(yīng)用泥漿護壁鉆孔樁樁端及樁側(cè)壓力注漿技術(shù)，可使非嵌巖樁達到嵌巖樁的承載能力成為現(xiàn)實。

有效地處理和消除泥漿護壁鉆孔樁的沉渣和泥膜的兩大癥結(jié)，提高承載力，滿足設(shè)計要求。

當(dāng)某些鉆孔灌注樁身本身質(zhì)量無問題但需要提高承載力以滿足設(shè)計要求時，可采用樁外側(cè)鉆孔埋管注漿法使上述“廢樁”再生利用。