淺談后壓漿在鉆孔灌注樁基礎加固中的應用

曹哲

摘 要 為了提高橋梁鉆孔灌注樁樁基承載力，近年來出現了后壓漿鉆孔灌注樁這一新技術。本文結合工程實例，闡述了灌注樁后壓漿加固機理，參數的確定，施工工藝及在實際樁基加固工程中的應用。

關鍵詞 鉆孔灌注樁 加固機理 壓漿參數 施工工藝

一、前言

近年來我國橋梁工程對鉆孔灌注樁樁基承載力的要求越來越高，為了滿足設計承載力要求，樁基的持力層要求是較為完整的巖石層，樁長和樁徑尺寸往往做得很大，使得樁基部分的工程造價較高，同時給施工帶來很大的困難。為了解決這一工程問題，在設計和施工中經過多年的探索和實踐，總結了一套鉆孔灌注樁后壓漿法加固樁端地基的方法，大大縮短了樁長，取得了良好的經濟效果。

二、鉆孔灌注樁基礎后壓漿的應用

陜西省銅川至黃陵高速公路項目TH-C07標段黨家塬大橋采用φ1.5 m鉆孔灌注樁群樁基礎，后卯中橋采用φ1.2 m鉆孔灌注樁群樁基礎，由于樁基的持力層為砂泥軟石土層，且土粒與軟石為輕微膠結，為提高樁基的承載能力，對鉆孔灌注樁采用樁底后壓漿進行加固處理。

三、加固機理

1.改善持力層條件、提高樁的承載力。鉆孔灌注樁成孔過程中，土體擾動、樁底沉碴和樁周泥皮對樁基承載力產生嚴重負面影響。為了改善和提高樁基承載能力，樁底壓漿使漿液在高壓作用下對沉碴及樁周土劈裂、滲擴、填充、壓密、固結等作用使樁端持力層在一定范圍內原本松散的碎石、土粒和裂隙膠結成一個高強度的結合體，從而改善持力層的物理力學性能，恢復和提高持力層土體強度。

2.提高樁側摩阻力。鉆孔灌注樁與樁周土體間空隙降低了樁側摩阻力；樁周泥皮阻礙了樁身與樁周土的結合，降低了摩擦系數，同樣降低了樁側摩阻力。樁底壓漿在高壓作用下，漿液沿樁土界面上返，通過滲擴、填充、膠結綜合作用對樁周泥土置換和空隙充填，在樁周形成脈狀結合體，使樁側摩阻力大幅度提高；同時漿液橫向滲透到樁側土層中也起到了加大樁徑的作用，從而改善持力層受力狀態和荷載傳遞性能。

四、壓漿參數的設定

壓漿參數主要包括壓漿水灰比、壓漿量以及終止壓漿壓力。在樁基施工前，應根據以往工程的實踐經驗，先設定參數，然后根據設定的參數，進行試樁的施工，試樁完成后達到設計的強度，進行樁的靜載試驗，最終確定試驗參數。

（1）水灰比應根據土的飽和度、滲透性確定。對于飽和土，水灰比宜為0.45～0.65；對于非飽和土，水灰比宜為0.7～0.9（松散碎石土、砂礫宜為0.5～0.6）；低水灰比水泥漿宜參入減水劑。注漿少，壓力大，可調大水灰比。

（2）壓漿總量與持力層的孔隙率以及樁間距有關，在砂泥軟石土層軟石含量為50%～70%，樁間距為4 m～5 m 的條件下，壓漿量一般為115 t～210 t。

（3）樁底終止壓漿壓力應根據土層性質及壓漿點深度確定，對于風化巖、非飽和黏性土及粉土，壓漿壓力宜為3 MPa～10 MPa，對于飽和土層壓漿壓力宜為1.2 MPa～4 MPa，軟土宜取低值，密實黏性土宜取高值。

五、后壓漿施工工藝

1. 施工準備。（1）材料準備。水泥宜采用硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥，按規定批次進行抽檢和報檢。水泥漿配合比設計及試驗。嚴格按照規范要求，進行水泥凈漿配合比設計，確定理論配合比，并進行相關的檢驗。泌水率最大不得超過3%，拌和后3 h的泌水率宜控制在2%，24 h后泌水應全部被漿吸收。水泥漿液從拌制到使用的最長時間，應通過試驗來確定，一般不得超過2 h～3 h。壓漿管和壓漿閥。壓漿管采用內徑為5 cm的白鐵管，超聲波檢測管可兼使用。壓漿閥應能承受1 MPa以上的凈水壓力，壓漿閥外部保護層應能抵抗砂石等硬物的剮撞面不致使壓漿閥受損，且具備逆止功能。

（2）設備準備。壓漿的機械設備主要有高壓清洗機、注漿泵（額定泵壓應大于設計最大壓力的1.5倍）、壓力表、水泥攪拌機、儲漿筒（容積不小于0.5 m3，頂口加蓋濾網）、水泵、安全閥門、電焊機、氣割設備等。壓力表必須經過有資質的計量單位檢驗校核，量程不小于壓漿設計最大壓力的1.3倍，一般為10 MPa～15 MPa。

2.施工要點。（1）壓漿管的布置：每根需要實施樁底壓漿的鉆孔灌注樁設置3根壓漿管（超聲波檢測管可兼使用），長度需滿足樁底壓漿的要求，下端伸出樁底35 cm，上端高出樁頂（或工作面）50 cm，對稱布設于鋼筋籠上，管與管之間采用絲牙連接。壓漿管與鋼筋籠采用鉛絲綁扎或用“U” 形鋼筋焊接固定，應均勻、牢固。樁端壓漿管固定在加筋箍內側，布置在兩根主筋之間，每道加筋箍設一個固定點；樁側壓漿管固定在螺旋箍筋外側，按1.5 m間距固定。管底段安裝單向閥，單向閥安裝時應用防水膠帶固定纏裹密封，纏裹應結實嚴密，且滿足正常壓漿壓力作用下能順利打開。在鋼筋籠吊裝安放過程中要注意對壓漿管的保護，鋼筋籠不得扭曲，以免造成壓漿管在絲扣連接處松動，單向閥部分應加混凝土墊塊保護，不得摩擦孔壁以免造成壓漿孔堵塞，確保管路暢通。

（2）壓水試驗：成樁3天后先用壓漿泵從1#壓漿管內壓入清水，沖洗孔底泥漿，直至2#、3#壓漿管冒出清水為止。壓水試驗不僅可以疏通壓漿通道，而且可以根據壓水試驗結果對壓漿的有關參數做出相應調整。

（3）壓漿樁位及壓漿時機的選擇：為防止壓漿時水泥漿液從臨近薄弱地點冒出，壓漿的樁應在混凝土灌注完成14 d（混凝土強度達到80%）后，并且該樁周圍至少8 m范圍內沒有鉆機進行鉆孔作業，此外，該范圍內的樁基混凝土灌注完成均應在3 d以上。

（4）壓漿施工順序：壓漿時最好采用整個承臺群樁一次性壓漿，壓漿先施工周圈樁再施工中間樁，壓漿時采用2根樁循環壓漿，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1根樁的A管，然后依次為第1根樁的B管和第2根樁的B管，這樣就能保證同一根樁各壓漿管壓漿時間間隔30 min～60 min以上，給水泥漿一個在土體中擴散的時間。

（5）壓漿施工：鉆孔灌注樁成型14 d，混凝土強度達到80%后，進行超聲波檢測，而后進行樁底壓漿。將配制好的水泥漿液經壓漿泵加壓輸入到壓漿管內，高壓漿液通過管底的單向閥門進入樁底的土中。在正式壓漿前，應檢驗配制好的水泥漿液的流動性、穩定性、均勻性、水泥漿液凝固時間漿液濃度調整時機等施工控制參數。

3. 終止壓漿標準。當滿足下列條件之一時，可終止壓漿。

（1）壓漿總量已達到設計要求。（2）壓漿總量已達到設計要求的75%及以上，且入口壓力已達到試驗確定的最大壓力。（3）壓漿總量已達到設計要求的75%及以上，且地面已冒漿。

4.壓漿施工中出現的問題和相應措施。（1）當壓漿壓力長時間低于正常值或地面出現冒漿或周圍樁孔串漿，應改為間歇壓漿，間歇時間應為30 min～60 min，或者調低漿液水灰比。2）若遇壓力達到10 MPa以上仍然打不開壓漿閥，說明壓漿閥部位已經損壞，不要強行增加壓力，可在另一根管中補足壓漿數量。（3）壓漿作業必須連續進行，若因故中斷，應按以下原則進行處理：盡可能縮短中斷時間，盡快恢復壓漿作業；若中斷時間超過30分鐘時，應立即沖洗設備和管路，以防漿液固化。恢復壓漿后，應先用大水灰比漿液壓漿，當管路暢通后，再恢復到正常的水灰比。

5.質量檢驗。后壓漿完工后，應提供水泥、水和外加劑的材質檢驗報告，壓力表檢定證書、試壓漿記錄、設計工藝參數、后壓漿施工記錄、特殊情況處理記錄等資料。樁底密實度、樁底漿液均勻性、樁底漿液有效深度在現場進行實測，每處檢測不少于2根樁，每根樁須一個鉆芯取樣，確保壓漿質量。

六、結束語

實踐證明，鉆孔灌注樁樁底后壓漿具有縮短樁長，縮小樁徑，提高樁基承載力，提高施工進度和降低工程造價的優點，所以，在具備條件的工程中推廣后壓漿施工工藝有著重要的意義和廣闊的前景。

參考文獻

[1]JGJ94-2008，中華人民共和國行業標準.建筑樁基技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.10.

[2] JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規范[S] .北京：人民交通出版社，2011.8.

[3]羅超云，彭修權.超長大直徑鉆孔灌注樁樁底壓漿施工[J].公路，2006.6.

[4]王若民.后注漿技術在灌注樁中的應用[J].山西建筑，2005，31（17）.