后壓漿鉆孔灌注樁在豫西地區(qū)的應(yīng)用

梁愛英 汪恩福

(1．河南省鄭州地質(zhì)工程勘察院，河南鄭州 450003;2．青海省環(huán)境地質(zhì)調(diào)查局，青海西寧 810000)

隨著建筑業(yè)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，近年來我國的高層和超高層建筑出現(xiàn)的越來越多，對樁基礎(chǔ)的承載力和變形提出的要求也越來越高，各種成樁工藝和施工方法不斷涌現(xiàn)。后壓漿鉆孔灌注樁成樁工藝就是在這種背景下出現(xiàn)的。

后壓漿鉆孔灌注樁包括鉆孔工藝和后壓漿施工技術(shù)兩部分。鉆孔施工工藝是通過鉆桿帶動(dòng)特制的旋挖鉆頭在孔底全斷面切削土層，用旋挖鉆頭在孔底直接取土后由鋼索提升鉆桿至地面，如此循環(huán)成孔;后壓漿施工技術(shù)，是通過預(yù)埋壓漿管，在灌注混凝土之后的一定時(shí)間范圍內(nèi)，用適宜的壓力對樁側(cè)或樁端進(jìn)行壓力注漿，從而提高樁的承載力以及減少樁基的沉降量。

1 工程概況

滹沱村整村改造安置房建設(shè)工程位于洛陽市高新區(qū)滹沱村西，擬建建筑物地下2層，地上33層。總建筑面積6．45萬m2。主體為剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用φ800 mm鉆孔灌注樁。樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中工程樁共150根，錨樁共20根，樁長從19 m～20．0 m不等，要求單樁豎向抗壓承載力特征值為5 000 kN。本工程范圍內(nèi)土層主要為粉質(zhì)粘土、卵石及粘土巖組成，以第⑧層卵石為持力層。考慮到本工程樁基設(shè)計(jì)等級為甲級，成樁質(zhì)量要求高，施工中采用了成樁質(zhì)量好、高效的泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁進(jìn)行施工，并輔以樁端后壓漿技術(shù)來改變持力層的物理力學(xué)性能從而提高單樁承載力和減少樁基沉降量，取得了良好的施工效果。

2 施工工藝

后壓漿鉆孔灌注樁的施工工藝流程如下:測量定樁位→機(jī)械就位、埋設(shè)護(hù)筒→調(diào)制泥漿→鉆孔→清孔提鉆→制作鋼筋籠、安裝壓漿導(dǎo)管→安放鋼筋籠、安裝壓漿閥→灌注混凝土成樁→移機(jī)下一樁位→實(shí)施壓漿作業(yè)。

2．1 成孔施工

在精確定出樁位后，利用十字線放出4個(gè)控制樁位，并以4個(gè)控制樁位為基準(zhǔn)鉆機(jī)靜壓法進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)。護(hù)筒埋設(shè)過程中必須隨時(shí)調(diào)整護(hù)筒中心和樁位中心重合并保持護(hù)筒垂直，中心偏差不大于5 mm，傾斜度偏差不大于1%。護(hù)筒頂部要高出地面30 cm以上，防止雜物、泥水流入孔內(nèi)。護(hù)筒埋設(shè)好后，調(diào)整鉆桿垂直度，注入調(diào)制好的泥漿，然后進(jìn)行鉆孔。當(dāng)鉆頭下降到預(yù)定深度后，旋鉆鉆頭并施加壓力，將土擠入鉆頭內(nèi)，儀表顯示筒滿時(shí)，鉆頭底部關(guān)閉，提升鉆頭將土卸入堆放地點(diǎn)。鉆機(jī)施工過程中要及時(shí)補(bǔ)充制備好的泥漿，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深后進(jìn)行第一次清孔。

2．2 鋼筋籠制作與安放

在鋼筋籠制作前應(yīng)明確樁端類型及技術(shù)參數(shù)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和具體的施工質(zhì)量要求進(jìn)行制作。本工程鋼筋籠分兩段制作，錨樁主筋采用節(jié)內(nèi)直螺紋連接，孔口單面搭接焊連接;工程樁主筋采用節(jié)內(nèi)雙面搭接焊連接。鋼筋籠安放采用汽車式起重機(jī)，將兩段鋼筋籠先后吊起，在孔口連接后對準(zhǔn)樁孔中心緩慢下放，防止碰撞孔壁。下方工程一般采用正反旋轉(zhuǎn)，慢起慢落逐步下放。鋼筋籠下入孔內(nèi)后，采用孔口吊筋懸掛方式定位，要求懸吊梁架于穩(wěn)定的護(hù)筒上，鋼筋籠距離孔四壁均等，居中。

2．3 混凝土灌注

混凝土采用商品混凝土，灌注方法采用水下混凝土灌注。首先安放導(dǎo)管，要求嚴(yán)格檢查導(dǎo)管內(nèi)壁和連接部位的密封性，導(dǎo)管下端距孔底300 mm～500 mm。導(dǎo)管安放后，測定孔底沉渣和泥漿性能，符合要求后開始灌注，否則進(jìn)行二次清孔。混凝土灌注必須連續(xù)進(jìn)行，中間不允許長時(shí)間中斷，隨著混凝土面上升，要適當(dāng)提升或拆卸導(dǎo)管。為防止出現(xiàn)導(dǎo)管埋管事故，要控制好導(dǎo)管埋深，導(dǎo)管埋深以2 m～6 m為宜。

2．4 后壓漿施工

1)壓漿導(dǎo)管設(shè)置。在制作鋼筋籠的同時(shí)制作壓漿管。壓漿管采用直徑為25 mm的焊接管制作，接頭采用套筒連接，套筒兩端與鋼管焊接，樁頂端采用絲堵封嚴(yán)，樁底端設(shè)有管箍用以旋接樁端壓漿閥。壓漿管沿鋼筋籠圓周對稱設(shè)置2根，用12號(hào)鉛絲綁扎在鋼筋籠內(nèi)側(cè)主筋上，壓漿管頂部應(yīng)高出地面20 cm左右，以便于注漿施工。在鋼筋籠安放時(shí)旋接具有逆止功能的壓漿閥，鋼筋籠吊裝安放過程中要注意對漿管的保護(hù)，鋼筋籠不得扭曲，以免造成壓漿管在接頭處松動(dòng)。2)壓漿參數(shù)。本工程壓漿漿液采用P．C42．5普通硅酸鹽水泥制作，具體壓漿參數(shù)如表1所示。后壓漿質(zhì)量控制采用注漿量和注漿壓力雙控方法，以水泥注入量控制為主，泵送終止壓力控制為輔。具體施工控制標(biāo)準(zhǔn):水泥壓入量達(dá)到表1中設(shè)計(jì)值75%，泵送壓力超過3．0 MPa可停止壓漿;水泥壓入量達(dá)到表1中設(shè)計(jì)值的70%，泵送壓力不足表1中預(yù)定壓力的70%時(shí)，應(yīng)調(diào)小水灰比，繼續(xù)壓漿至滿足預(yù)定壓力;若水泥漿從樁端溢出，則調(diào)小水灰比，間歇壓漿，間歇時(shí)間宜為30 min～60 min。3)壓漿施工。壓漿一般可于樁身混凝土灌注完成2 d后進(jìn)行，具體時(shí)間視樁基施工情況進(jìn)行調(diào)整，壓漿樁與在施工樁作業(yè)點(diǎn)距離不宜小于10 m。壓漿時(shí)最好采用整個(gè)承臺(tái)群樁一次性壓漿，壓漿先施工周圍圈樁再施工中間樁，壓漿時(shí)采用2根樁循環(huán)壓漿，即先壓第1根樁的A管，壓漿量約占總量的70%，壓完后再壓另一根樁的A管，然后依次為第1根樁和第2根樁的B管，這樣就能保證同一根樁2根管壓漿時(shí)間間隔30 min～60 min以上，給水泥漿留出在土體中擴(kuò)散的時(shí)間。

表1 壓漿參數(shù)

3 施工中出現(xiàn)的問題和相應(yīng)的措施

3．1 壓漿管不通

在樁端壓漿時(shí)，有的壓漿管在壓力達(dá)到10 MPa仍然不通，這種情況可能是壓漿管連接處在混凝土灌注時(shí)被導(dǎo)管碰壞或者壓漿閥被混凝土包裹住。出現(xiàn)這種情況時(shí)，可將全部的水泥漿量通過另一根暢通的壓漿管一次壓入樁端以達(dá)到設(shè)計(jì)量。

3．2 單樁壓漿量不足

在壓漿過程中如果有個(gè)別樁壓漿量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，可視情況適當(dāng)加大臨近樁的壓漿量進(jìn)行補(bǔ)充。

4 工程效果檢測與分析

4．1 低應(yīng)變動(dòng)力檢測

本工程按設(shè)計(jì)要求隨機(jī)抽取了50根基樁進(jìn)行樁身質(zhì)量完整性低應(yīng)變動(dòng)力檢測，低應(yīng)變動(dòng)力檢測設(shè)備采用RSM-PRT型低應(yīng)變檢測儀、高靈敏度測力錘和加速度傳感器。低應(yīng)變動(dòng)力檢測結(jié)果見表2。從表2中可看出:本工程樁身混凝土質(zhì)量均為良好，無斷樁、夾泥或頸縮等現(xiàn)象。說明壓漿樁有利于樁身的完整性，因?yàn)樵趶?qiáng)壓力作用下水泥漿液會(huì)滲透到縫隙等不完整的地方。

表2 基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測樁身完整性結(jié)果

4．2 靜載試驗(yàn)

本工程對50號(hào)，78號(hào)，82號(hào)，95號(hào)4根樁進(jìn)行了單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)。試驗(yàn)采用錨樁橫梁反力裝置，加載方式為慢速維持荷載法，最大加載量10 000 kN。4根試樁的荷載—沉降關(guān)系曲線見圖1。從圖1可以看出，4條Q—S曲線均為漸進(jìn)的緩變形曲線，當(dāng)試驗(yàn)加至最大荷載時(shí)，曲線均出現(xiàn)明顯陡降段，樁的變形以彈性變形為主，并且試驗(yàn)并未加載至極限值，這說明樁端壓漿后沉渣的不利影響已明顯消除，樁的端承力可充分發(fā)揮。承載性狀良好，仍有較大的承載潛力。根據(jù)規(guī)范判定單樁豎向極限承載力可取最大試驗(yàn)荷載10 000 kN，滿足荷載設(shè)計(jì)要求。在圖中還可看出，在相同荷載作用下，樁所產(chǎn)生的沉降量相差不大，最大荷載時(shí)樁的沉降量也都很小，這說明樁端壓漿后，樁的變形特性也隨之改善，樁的承載能力是均勻的，而且沉降量明顯降低。

圖1 Q—S曲線

5 結(jié)語

后壓漿樁鉆孔灌注樁對提高單樁承載力，降低沉降量具有明顯的效果。與常規(guī)鉆孔灌注樁相比，還有提高施工質(zhì)量、施工速度快、安全無污染的技術(shù)優(yōu)勢，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，值得大力推廣。但是在施工過程中對容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題要積極做好預(yù)防措施，并且盡力對不成熟的地方進(jìn)行改進(jìn)。

［1］李海軍，王喜清．后壓漿旋挖鉆孔灌注樁施工工藝在工程施工中應(yīng)用［J］．安徽地質(zhì)，2009(4):297-299．

［2］馬洪偉，鄭 杰．鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)應(yīng)用［J］．西部探礦工程，2009(2):8-10．

［3］陳建平．泥漿護(hù)壁后壓漿鉆孔灌注樁施工技術(shù)［J］．施工技術(shù)，2009，28(S2):112-113．