某中原地區地基處理工程后壓漿灌注樁施工實例

陳永學 趙曉旭

(1.北京振沖工程股份有限公司，北京 100102;2.大亞灣核電運營管理有限責任公司，廣東深圳 518124)

1 工程概況

某工程為中原地區規劃容量2×660 MW超臨界燃煤發電機組擴建項目，場地大部分為一般耕地，少部林地，自然地面高程78.13 m～79.63 m，無高大建筑物，地下無管網設施，交通便利，工程條件良好。地貌上處于太行山山前沖洪積緩傾斜平原中下部，地形平坦開闊。地基處理工程壓漿灌注樁總數為1 336根，樁長31 m，樁徑700 mm，樁數1 336根，樁身混凝土標號C35。

1.1 場地地層條件

工程地質勘察報告顯示，場地內地基土主要由第四系沖洪積的粉質黏土、粉土和粉細砂組成。地層分布從平面上和豎向上都非常不均勻，厚度變化較大。勘探深度范圍內分為6個主層:①層粉質黏土。灰褐色、褐黃色、灰黃色，可塑，具中壓縮性。層厚1.50 m～8.10 m，層底埋深1.80 m～8.50 m。②層粉土。褐黃色、灰黃色，中密～密實，濕～很濕，具中壓縮性。層厚1.30 m～7.20 m，層底埋深7.50 m～12.10 m。③層粉細砂:褐黃色、灰黃色、褐灰色，成分以石英、長石和云母為主，密實，飽和，具低壓縮性。層厚4.10 m～23.10 m，層底埋深14.70 m～33.10 m。④層粉質黏土:黃褐色、灰黃色、灰褐色，可塑～硬塑，具中壓縮性。層厚0.70 m～12.30 m，層底埋深26.90 m～36.50 m。⑤層粉細砂:黃灰色、黃褐色、灰褐色，成分以石英、長石和云母為主，密實，飽和，具低壓縮性。層厚1.00 m～11.10 m，層底埋深31.60 m～45.80 m。⑥層粉質黏土:灰黃色、灰褐色，硬塑，具中壓縮性。最大揭露厚度22.50 m，層頂埋深37.40 m～45.80 m。

1.2 水文地質條件

場地地下水為第四系松散層孔隙潛水，地下水位埋深0.8 m～2.3 m，水位高程76.89 m～78.58 m，豐水期水位埋深0.5 m～1.0 m。地下水水量豐富，水位變化與大氣降水密切相關。地下水對混凝土結構具有弱腐蝕性，基礎長期浸水時對鋼筋具有微腐蝕性，干濕交替條件下對鋼筋具有中腐蝕性。

2 后壓漿灌注樁施工工藝

2.1 施工工藝特點

根據工程特點及現場條件，選擇旋挖鉆機成孔施工工藝。本工程施工工藝特點主要有:旋挖鉆孔灌注樁施工工作效率高、施工質量好、塵土泥漿污染少。旋挖鉆孔灌注樁僅需要靜壓泥漿護壁，所用泥漿一般用膨潤土、純堿、纖維素等配制，在孔壁不形成厚的泥皮。鉆頭多次上下往返，使孔壁粗糙，增強了樁土之間的咬合，大大提高樁側摩阻力。旋挖鉆頭可形成平底鉆孔，有利于樁端阻力的發揮。后壓漿灌注樁是用高壓注入漿液，在樁周土中滲透至一定程度后，沿樁周孔壁上返，密實樁周土體，恢復被擾動和軟化的松散土體強度和內聚力，加強了土體的粒狀骨架，使土體具備更堅實的結構，并且樁端可形成一定的擴大頭，改善樁的工作狀態，提高鉆孔灌注樁的承載力，降低沉降量。

2.2 施工工藝流程圖

施工工藝流程圖如圖1所示。

圖1 后壓漿灌注樁施工工藝流程圖

3 施工過程

1)測量定位、埋設護筒。使用全站儀進行測量定位。鉆機就位須平正、穩固、鉆塔垂直，以免造成樁孔的偏斜。護筒用12 mm厚鋼板卷制而成，內徑比樁徑大50 mm。鉆機就位后鉆進成孔3 m～4 m，將護筒放入鉆孔中，進行樁位校核，利用護筒驅動器或鉆桿下壓護筒至預設深度，用鉆桿將護筒周圍土搗實，避免漏漿。利用水準儀和水平尺對護筒的標高和垂直度進行測量，偏差在允許范圍內。下護筒前預先引出四個控制樁，護筒埋設完畢后仔細進行校核，防止發生樁位偏差。

2)泥漿護壁。孔口采用鋼護筒護壁，并配備相應的備用護筒。同時，護筒口應高出自然地面不低于30 cm，以防止表面水或地面漏漿、雜物等滑落孔中，并兼起鉆進導向固定樁位作用。泥漿制備采用優質膨潤土，集中制備，保證性能穩定，同時建立泥漿凈化處理系統防止泥漿惡化。施工過程中應隨時調整泥漿稠度，經常檢測和控制泥漿比重，防止地下水滲入孔內，造成塌孔。動態控制泥漿在孔內高度，保證泥漿液面不低于護筒口1 m。針對實際情況，制漿材料使用:a.膨潤土;b.淡水;c.分散劑選用工業用純堿;d.增粘劑用CMC。對于一般地層或易漏失的砂層，選用表1中兩種配合比制漿，其他地層參照調整。

表1 泥漿性能指標

3)旋挖鉆孔。鉆進前向護筒內注入泥漿，鉆進過程中經常檢查鉆頭通氣孔，保持通氣孔暢通，避免形成“活塞”造成縮徑與孔壁坍塌;控制泥漿在孔內高度，保證泥漿液面不低于地下水位1.5 m，防止孔內形成負壓，地下水涌入孔內造成孔壁坍塌。砂層鉆進和清孔必須采用撈砂斗，防止砂大量懸浮在泥漿中，造成沉渣過厚;粘性土或淤泥層可采用錐形挖泥斗防止甩土困難，以提高鉆進工效。孔底沉渣厚度不大于規范和設計要求。終孔前應控制取土器提升速度，防止塌孔。

4)鋼筋籠制作與安裝。后壓漿灌注樁中主筋和加勁箍采用HRB335鋼筋，螺旋箍筋采用HPB300鋼筋。縱向鋼筋接長采用焊接。螺旋箍筋制作在自制模具上進行，各模具的平直預先調好，人工在平臺上把箍筋纏繞成螺旋狀。所用的鋼筋籠較長，施工時分段制作。場內運輸采用自制鋼筋籠炮車運至現場，以保證入孔前鋼筋籠主筋的平直。鋼筋籠制作場地準備、材料保護、焊接工藝、成品堆放和保護、運輸等各環節嚴格遵照技術要求實施，以保證鋼筋籠質量。鋼筋籠加工成形后，在鋼筋籠內側對稱安裝4根壓漿管，兩根樁底壓漿管采用DN25鋼管，兩根樁側壓漿管采用DN20壓漿管。壓漿管之間用套管連接再加焊或用絲扣連接，壓漿管與鋼筋籠加強筋每2 m固定一次，綁扎或焊接。在鋼筋籠入孔前安裝樁端壓漿閥，每根管底連接壓漿閥門。后注漿閥應能承受1 MPa以上的靜水壓力，外部保護層應能抵抗砂石等硬質物的刮撞，應具備逆止功能。鉆機成孔后，用吊車吊裝安放鋼筋籠，保證鋼筋籠不變形。鋼筋籠吊入孔前應檢查壓漿閥包裹物，如有破損應及時修復。鋼筋籠入孔后不得懸吊，還應避免反復沖撞孔底。在下設鋼筋籠過程中，鋼筋籠要保持豎直挺立，鋼筋籠中心線與樁中心盡量重合，向下放送時速度要慢，減少剮蹭。

5)混凝土澆筑。下導管澆筑水下混凝土。導管下設完成后及時測量沉渣厚度，若沉渣厚度不滿足要求，需進行二次清孔。澆筑全過程嚴格控制施工工藝，保證成樁質量。灌注完成后，起拔鋼護筒，起拔要緩慢，升力要適中。

6)后壓漿施工。a.作業起始時間、順序和速率。泥漿護壁鉆孔灌注樁壓漿時間可在灌注混凝土后2 d～5 d內進行。壓漿過早，將會因為樁體強度、樁側阻力過低而導致漿液溢出地面造成壓漿失敗;壓漿太晚，會因樁身泥皮硬化而影響向上泛漿，導致漿液向遠處流失達不到最佳壓漿效果。壓漿順序為:先壓樁側，后壓樁端。樁側壓漿1 d～2 d后，待樁側經過一定凝固后再進行樁端壓漿，可提高樁底壓漿效果。樁端注漿應對同一根樁的各注漿導管依次實施等量注漿，樁群注漿宜先外圍后內部。b.壓漿工藝參數。水泥漿水灰比不大于0.5。壓漿壓力。對于飽和土層壓力一般控制在2 MPa～4 MPa，壓漿壓力太小，漿液在土層中不能較好地擴散，不能達到預期效果;壓力過大，設備負荷大，并且會導致以下兩種情況出現:形成裂縫破壞土體原有結構，造成壓漿量過大，費用增加;漿液擴散到相鄰待施工的樁位處，使得鄰孔成孔困難或鄰樁壓漿受阻。壓漿量應由樁端、樁側土層類別、滲透性能、樁徑、樁長、承載力增幅要求、沉渣量等諸因素確定。c.壓漿過程控制。采用壓力、注漿量雙控法控制，以水泥壓入量控制為主，壓力控制為輔。樁側壓漿和樁底壓漿終止壓力不宜超過4 MPa。壓漿時應注意觀察是否有漿液上溢，一旦發現上溢返漿，即可停止。d.終止注漿。最終壓漿壓力要求小于樁上抬的摩阻力，即壓漿時不能使樁向上過大位移;不能破壞樁端與樁身混凝土;要使壓漿量達到設計要求，形成擴大頭，使樁端加固明顯。當滿足下列條件之一時可終止注漿:a.注漿總量和注漿壓力均達到設計要求;b.注漿總量已達到設計值的75%，且注漿壓力超過設計值;c.注漿總量超過2倍后。

4 結語

通過施工全過程的嚴格控制，成功運用對旋挖鉆孔灌注樁進行樁端、樁側后壓漿工藝，達到了地基處理的設計效果，提高了單樁承載力，確保工程質量，并降低了工程成本。

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［2］黃生根.樁底后壓漿技術研究［J］.地質科技情報，1999(5):67-68.

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