城市高架橋鉆孔灌注樁后壓法施工技術

翟春霞 路亞玲

（寧陵縣路橋工程公司 河南 寧陵 476700）

城市大型立交橋隨著國名經(jīng)濟的發(fā)展越來越多，鉆孔灌注樁施工技術被廣泛應用于城市橋梁的建設中，后壓法是在成幢后通過對樁端沉渣及樁側孔壁泥皮處進行壓漿處理，這種方法能有效的改善樁的邊界條件，消除樁端沉渣和樁側泥皮的不利影響、擴大樁的支撐面積、大幅度提高樁的承載力，從而減少樁數(shù)、減短樁長、減小樁徑。

后壓法的作用機理是通過預埋在樁身內(nèi)的管道，把水泥漿液壓入樁端、樁側的預定位置，壓漿量與注漿壓力逐漸增加，通過填充、滲透、擠密和膠結作用使樁端持力層形成一個水泥和沉渣土體的結石體，樁周圍形成脈狀或片狀結石體，從而改變了樁端和樁側的土體狀態(tài)，提高了樁端的土體承載力和樁側摩擦力。對于大范圍樁端注漿，通過壓降作用使得相鄰樁在深處形成一個大底板承載體，使持力層受力均勻，大幅度提高樁的承載力。

1 后壓法的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢

傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁施工，成孔工藝存在固有缺陷，使得樁端沉渣和樁側泥皮存在過多導致隱患，而后壓法鉆孔灌注樁是在成樁后對樁進行壓漿處理，可以消除傳統(tǒng)施工工藝留下的缺陷，以達到裝的承載力。后壓法技術在我國起步晚，還沒形成一套完善的理論，進一步研究這種方法，優(yōu)化后壓法的施工工藝，優(yōu)化壓降管道，使其可靠、高效、可多次循環(huán)壓降；分析后壓漿樁的承載特性，研究樁端承載力和樁側摩擦力的分布規(guī)律以及承載力公式的計算；建立合理的模型來模擬樁端壓漿機理；如何在后壓法中考慮群樁效應等都需要深入的研究分析。

2 作用機理與效用

2.1 影響單樁承載力的主要因素

孔底的沉渣無論怎樣的清理都不能徹底清除干凈，這是影響單樁承載力和沉降量的主要因素之一；孔壁上的泥皮阻礙樁周土與樁身混凝土的粘結，起到潤滑作用，降低了樁側阻力；混凝土的固結收縮使樁和孔壁之間存在空隙，降低摩阻力；樁周和樁端的巖土層遇水軟化，強度下降，持力效果降低；施工時也會存在一定的影響。

2.2 提高承載力的機理

力學機理，施工時，樁端沉渣最疏松的地方會有漿液滲透，并與其結合，形成強度較高的結石，可以消除樁端沉渣的影響。當間隙充滿后，隨著漿液的繼續(xù)壓入，會隨孔壁向上漫延，充滿樁身混凝土和樁周的土體裂隙，通過這種擠密、填充、粘結作用使樁的承載力提高。

化學機理，水泥中的活性成分可以與水發(fā)生水合化學反應，使土顆粒間的膠結增大。水泥和土之間可以發(fā)生陽離子交換，形成水泥和大顆粒土的團粒結構，并封閉了土顆粒間的空隙，兩者聯(lián)結堅固。水泥中的堿性鈣可以與二氧化碳反應生成不溶于水的結石。

2.3 效用分析

解決了沉渣問題，提高樁端承載力，無論那種先進的施工工藝都是無法徹底的清除樁端沉渣的存在，這是影響承載力的重要因素，而后壓法注入樁端的漿液與沉渣發(fā)生化學物理反應使其固化，形成了一個結構新、強度高、力學性能穩(wěn)定的結石體，從而提高了樁的承載力。

由于泥皮的存在，樁的摩阻力會大幅度下降，后壓法注入的漿液可以清除泥皮和樁周土的土體結合，填充空隙，擠密和膠結提高摩阻力，一次提高樁的承載力。減少樁的沉降，在嵌巖結構中后壓法技術可以使樁的力學性能達到嵌巖樁的效果。

3 施工工藝主要的施工步驟

3.1 壓漿管的布置、制作與安裝

壓漿管一般采用普通黑鐵或無縫鋼管，根據(jù)樁徑的不同平面上可布置2～4根壓漿管。壓漿管施工時可以分為上中下3部分，管的上部要加工的方便拆卸、端部入口有絲扣封頭的管，可以在下籠時檢測管的密閉情況，防止雜物、泥漿的進入。壓漿管中有直鋼管連接的部分連接方式要采用螺紋絲扣連接。

壓漿管的安裝，安裝時和鋼筋籠同時進行，樁端壓漿管安裝在鋼筋籠的內(nèi)側，樁側壓漿管安裝在鋼筋籠的外側，最下面的壓漿管要和籠的主筋焊接牢固，上下壓漿管保證精確對準，密閉良好。每完成一節(jié)都要用水檢查密閉性，滿足要求才能進行下一步的施工。

3.2 施工

壓漿前做好一切準備工作，熟悉操作流程。

安裝壓漿設備，選好合適的壓漿泵，地表的輸漿軟管可以采用耐壓值超過10MPa的鋼絲編織高壓膠管。

壓降配置，壓降水泥采用強度等級32.5以上的普通硅酸鹽水泥，控制好樁端壓漿液和樁側壓漿液的水灰比，現(xiàn)場根據(jù)實際情況可以加入一些外加劑。水泥攪拌機采用雙層攪拌機，灌注過程中保證水泥始終在攪拌，使其不會發(fā)生沉淀現(xiàn)象。

壓水試驗，這是施工前不可少的重要工序，其結果是選擇壓漿工藝參數(shù)的重要依據(jù)之一。還可以檢測疏通壓漿管通道，提高可灌性作用。由于受注區(qū)是一個開放的空間，壓水會逐漸的滲透到外側，所以壓水試驗不會影響施工質量和樁的承載力。

壓漿的時間和順序，壓漿5～14天即可進行壓漿施工，每根管道均勻壓漿。先關注周邊的樁孔，然后注中間的樁，先進行樁側壓漿，后進行樁端壓漿，這樣可以使泥皮上返。壓漿時用水沖開壓漿管底部的密封環(huán)，漿液要先稀后濃，根據(jù)單位時間的注入量進行濃度的變換。壓漿的同時及時的記錄注入量和注漿壓力，掌握好注漿的延續(xù)時間。每次注漿結束要清洗各種設備，為下次施工做好準備。

4 施工的質量控制要點

4.1 最佳的壓漿時間控制

后壓法是通過高壓注漿實現(xiàn)的，如果壓漿過早。樁身還沒有完全堅固，導致樁身受損或漿液溢出地面；若壓漿過晚，樁周的泥皮已經(jīng)硬化，影響樁周水泥漿擠入土體從而導致達不到最佳的壓漿效果。

當樁身混凝土強度達到設計要求的一半時，就可以進行壓漿。在樁施工時，要留夠足量的試塊，進行強度檢測，確保壓漿時樁身混凝土的強度滿足要求。

4.2 水灰比的控制

后壓法的應用效果很大一部分取決于水泥漿的配比，結石體的強度會隨水灰比的增大而降低，水灰比過小就會影響流動性，難以進行施工，因此具體的水灰比要根據(jù)實際工程和設備的情況進行改變，可以利用摻加劑的作用提高水泥的性能。

4.3 注漿壓力的控制

根據(jù)樁長及地層巖土性狀確定注漿壓力的大小，正常情況下可以以壓水壓力為起始壓力，壓漿的最終壓應力為開始的3倍。注漿壓力較大時可以使不透水性改善，提高可灌性，還可以擠出多余的水分提高樁的承載力，但是過高的注漿壓力能使樁上抬懸空。施工時要根據(jù)現(xiàn)場情況和經(jīng)驗及時的調(diào)控。

4.4 壓漿量的控制

合理的壓漿量是由樁端和樁周土類別、狀態(tài)、滲透性能、樁徑、樁長、承載力幅度要求等確定。而不是一味的根據(jù)設計要求進行控制。在漿液不至于無效擴散的情況下，壓漿量越大對周圍的加固范圍就越大，所以實際注漿量大于設計確定的注漿量時對單樁承載力的提高有很大作用。注漿量的確定只是一個估計值，在實際情況中往往有很大出入，這就需要在施工時具體的就行調(diào)節(jié)。

4.5 壓漿結束的標準

當壓漿量達到一定條件時就可以結束壓漿。

壓入的水泥漿達到設計要求的值。

水泥漿量達到設計的65%以上，注漿壓力達到8MPa、持壓超過8分鐘。

壓入的水泥漿量已達到設計的65%，且地面有冒漿現(xiàn)象發(fā)生。

壓漿穩(wěn)定的時間一般是5分鐘，壓漿過程中要嚴格控制樁的上抬量，避免產(chǎn)生空隙影響工程質量。

［1］李世華.城市高架橋施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

［2］潘世建，楊盛福.互通立交，引橋引道[M].北京：人民交通出版社，2001.

［3］施展.鉆孔灌注樁后壓漿技術設計與施工[J].山西建筑，2006(05).