基坑圍護工程中鉆孔壓漿工藝的應用

摘要：針對鉆孔壓漿樁工藝的應用實例，具體介紹了本施工工藝的成樁原理、施工方法和應用效果。

關鍵詞：鉆孔壓漿樁；基坑圍護；施工方法；應用效果

鉆孔壓漿樁工藝在國內已應用多年，從各方面的施工經驗和統計信息看，對此工藝的應用效果普遍反映甚佳。長期的樁基礎施工業務，積累了較豐富的工程施工的經驗，但對于鉆孔壓漿樁工藝一直是一個空白。前不久，有機會對這一領域進行了大膽實踐，并取得了滿意效果。

一、工程背景

某市地下商城基坑圍護工程。工程位于河畔，地層以中細砂、礫砂和圓礫為主，地下水位較高。場地位于約270mX 48m的狹窄街區，基坑設計開挖深度6.5m，南北兩側集中了商業及居民建筑，已有建筑墻基距設計開挖邊緣最短間距2.8m，所以工程設計采用了以控制水平位移為主的剛性支護。由于場地位于鬧市且四周為高密度人群聚居區，要求工程在安全文明施工方面要嚴格執行國家標準。根據工程設計的總體要求，項目部研究討論的結果是：振動沉管樁在砂礫層進尺困難，施工緩慢，效率低，且施工引起的振動對居民干擾較大；由于本圍護工程設計僅用于臨時擋土，對于地下連續墻則存在費用提高、廢棄泥漿的處理問題；預制樁、鋼板樁則存在成本高，施工噪聲大等問題，也不符合本設計要求。經對各類施工方案的反復研究論證，確定以鉆孔壓漿樁作為基坑的主體圍護體系進行施工。

鉆孔壓漿樁法是一種能在地下水位高、流砂、塌孔等各種復雜條件下進行成孔、成樁，并且能使樁體與周圍土體致密結合的鋼筋混凝土樁。其經濟性、安全性和適用性非常適合本工作設計要求，并且在未來的施工發展中也存在較好的市場前景。

二、施工方法

即先用螺旋鉆機成孔到預定深度，通過設在鉆頭上的噴嘴向孔內壓注已制備好的水泥漿，至漿液液面達到孔內沒有塌孔危險的孔段，提出鉆桿，吊放鋼筋籠，放好補漿管，然后投人骨料，多次補漿后成樁（見圖1）。

1施工準備

1.1放線

依據設計圖紙的樁位進行測量放線。

1.2設備及場地

根據設計方案選用適當的成孔設備（本項目采用長螺旋鉆機），注漿高壓泵及管路和水泥漿制備系統。現場工作面要清理干凈、平整，如基面過軟不實影響設備穩定時，要臨時用鋼板、基枕木等加強基面硬度和平整度，以便于施工。設備進場后要進行調整啟動，使鉆桿垂直度控制在設計樁長的1%以內。

1.3水泥漿制備

制備水泥漿時，應使用強度等級325以上的普通硅酸鹽水泥，水灰比一般控制在0.6±0.02即可。

1.4鋼筋籠制備

根據設計計算箍筋用料長度、主筋分布段長度，將所需鋼筋調直后用切割機成批切好主筋、箍筋和繞筋并分類擺放、備用；將制作好的鋼筋籠穩固放置在平整的地面上，防止變形。

2施工技術要求

圍護樁的施工順序要正確防止在混凝土初凝期間內，各相鄰鉆孔因間距較近致使漿液串孔。因此，應將鉆孔分組間隔施工，本例為將20個孔分為一組，隔孔施工，即施工奇數孔，待奇數孔內混凝土達到初凝后，再施工偶數孔，以此類推，完成全部鉆孔為止。

3成孔過程

第一根樁施工時，要慢速運轉，掌握地層對鉆進的影響情況，以確定在該地層條件下的鉆進參數，保證成孔質量。開孔時，鉆頭應離開地面不小于20cm，鉆機啟動后空轉20s后下鉆，下鉆速度平穩，嚴防鉆進中鉆機傾斜錯位，鉆孔至設計孔底桿高后，開始啟動高壓泵，通過鉆桿中心孔將水泥漿向孔內壓注，同時靜拔提鉆，這一過程中應嚴格控制提鉆速度，提鉆高度不得高于水泥漿液面高度，以塌孔。注漿壓力為12MPa（可根據注漿排量不同地質條件使注漿壓力在5～15MPa范圍內）。注漿時，鉆具先在孔底旋轉清理雜物，然后再徐徐提鉆，在這過程中使鉆頭在漿中lm以下。直到水泥漿面到達水準線以上lm左右時可停止注漿。

4下鋼筋籠和補漿管

將預先制備完好，檢驗合格的鋼筋籠通過起吊設備穩定下入孔內，起吊點在鋼筋籠上部箍筋與主筋連接處，且吊點對稱，鋼筋籠要設置4～6個起吊點，以保證起吊時受力均衡不變形。下籠過程中要注意籠口對準孔口，籠身豎向垂直，緩慢下入，不得左右旋轉，若遇障礙不可加力強制下放，應查明原因進行處理后再正常操作，以免擾動孔壁。鋼筋籠固定后，再下入一長一短2根補漿管，長管應為樁長的3/2左右，短管為3～5m左右，視孔內注漿情況進行2～3次補漿，待孔內漿液相對穩定后停止補漿。

5骨料投放

首次補漿結束后，即可通過料斗向孔內投放骨料，骨料投至樁頂標高300～500mm，完成后再利用后留在孔內的短管再次補漿，直至樁身最終密實，所有補漿均在水泥漿初凝前完成。

6成樁

經過以上程序，要做好后期的樁頭和樁徑養護，最后成樁。

三、鉆孔壓漿樁的成樁特點和適用效果

（1）鉆孔壓漿工藝的機理在于下部采用了高壓噴漿擴張滲透護壁，在諸多不良地質條件下，均可采用壓漿成樁，并且由于能夠及時進行后續補漿，可使樁料與漿液均勻，對初期成孔造成的漿液滲透及孔壁收縮造成的空隙得以填充致密，使得成樁后的樁身密度大、強度高、質量好。

（2）鉆進達到穩定標高后，在鉆具上提之前即開始壓漿程序，減少機具因素對鉆孔壁的擾動，避免了較多的沉渣入孔。同時，水泥漿在高壓作用下向孔底持力層內滲透，一方面使樁端部分擴大，增加了樁的端承力；另一方面水泥漿在壓力作用下沿樁身周圍向土層孔隙滲透，形成大量枝狀凸起，增大了樁的表面積，從而大大提高了樁身的側摩阻力。因此壓漿樁比普通鉆孔樁的承載力有較大提高。

（3）該項工藝對地層要求沒有顯著的不適應性，幾乎可應用于各類地層環境，既能克服預制樁和沉管對進入設計持力層的局限，又能解決泥漿護壁樁施工周期長，施工過程排污量大的問題，特別是在防震減噪方面更具明顯優勢，大大提高了安全施工，文明施工水平，有利于在高聚居區和城市環境的施工。是一種有較強適應性、經濟性、安全環保的施工工藝。

四、結語

本次應用鉆孔壓漿樁工藝在基坑圍護樁的施工，在此施工工藝方面積累實踐經驗，由于鉆孔壓漿樁應用范圍很廣，通過此次工程經驗，我們會對該工藝進行深入學習和研究，通過實施更多的工程項目掌握工藝特點，并從多方面進行優化和完善，力爭達到更好的經濟和社會效益。

參考文獻

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