淺析后壓漿鉆孔灌注樁技術在市政工程中的應用

郭留術 王玉瀟 陶云潔

（中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州450001）

鉆孔灌注樁施工法在樁基工程中起著舉足輕重的地位，傳統的施工方法存在很多難以克服的技術難題，很大程度上減弱了樁體的側摩阻力和樁端阻力，成為樁基沉降量較大的主要誘導因素，不能最大限度地發揮樁基的承載性能[1]。后壓漿鉆孔灌注樁即是針對傳統工藝所存在的缺陷而發展起來的一種施工工藝，它是指鉆孔成樁后，利用預埋在樁身的注漿管，通過地面壓力系統，將以水泥為主劑的固化液，經樁端注漿裝置均勻地注入樁端底層。根據漿液性狀、圖層特性和注漿參數等不同，壓力漿液對樁端土層、樁端沉渣及樁端附近的樁周邊土體起到滲透、填充、置換、劈裂、壓密及固結等不同作用，通過改變土體的物理力學性能及樁土間邊界條件，從而提高樁的承載力以及減少樁基的沉降量[2]。

本文通過具體的工程實例，介紹了后壓漿鉆孔灌注樁的施工工藝流程及技術特點。

1 工程概況

某市快速化互通立交工程位于黃河沖積二級階地，華北斷塊區南部。近場區新構造垂向活動的差異，影響著這一地區斷裂的活動性。近場區范圍內斷裂規模小，對工程影響較小，不存在發生強震的構造條件。根據地層的成因類型、巖性及工程地質特性的不同，將場地勘探地層劃分為8大層。其中第①層為第四系全新統人工填土（Q4ml），第②～⑤層為第四系上更新統沖洪積物（Q3al+pl）、其中第⑥～⑧層為第四系中更新統沖洪積物（Q2al+pl）。場地勘探深度范圍內地下水含水層主要為粉土和粉砂，其中粉土屬弱透水層，粉砂屬中等透水層，其補給來源主要為大氣降水，下部存在較厚的粉質粘土及粘土相對隔水層，地下水位主要受大氣降水及地下水開采影響。

該快速化互通立交工程跨度較大，單墩荷載相應也較大，對沉降要求高，淺層地基土難以滿足要求，故不能采用天然地基方案。下部底層具有中等-高等強度、中等壓縮性，且分布穩定，工程性質相對較好，可以作為樁端持力層，由于其埋深較大，因此本工程適宜采用樁基礎。根據該市以往施工經驗，該工程宜采用灌注樁方案，且鉆孔灌注樁是橋梁常用的基礎型式，具有單樁承載力高，樁徑、樁長選擇性強，穿越能力強，能適應任何地層，施工簡便，故作為該擬建工程首選樁型。

2 后壓漿鉆孔灌注樁施工技術

2.1 施工工藝及流程

施工放驗線—鉆機就位整平—鉆進成孔—測量鉆孔深度—第一次清孔—提出鉆桿—測孔底沉渣厚度及孔深—安裝鋼筋籠和注漿管—安放導料管—第二次清孔—測量孔徑—灌注水下混凝土—測混凝土樁頂標高—拔出導料管—成樁—開塞—樁側注漿—樁底注漿。

2.1.1 旋挖成孔

鉆孔樁施工前先探明每根樁樁位處有否地下障礙物及市政管線，對影響樁基施工的雨污水管道必須挖除后方可施工。成孔前先埋設護筒，其內徑比孔徑大20cm，高度一般為3.5m，特殊地質條件需要增加護筒埋深，增加工程量根據現場確認。護筒頂高出地面0.3m。護筒埋設一般采用挖埋法，在挖埋護筒時，挖坑直徑比護筒大1.0m。護筒就位后，其外側開挖縫分層回填搗密。如采用壓入法安裝護筒時，在壓入時應防止護筒卷口。鉆進過程中泥漿面不得低于護筒底面，提鉆后護筒內泥漿液面應高出護筒底面至少1m[3]。下方和提升鉆頭時速度要平穩，以免強烈撞擊造成孔壁坍塌。

2.1.2 泥漿制備

選用ZL400型制漿機兩臺，按照規定的配合比配置泥漿，制漿材料選擇應符合相關規范要求，主要材料選擇如下：

膨潤土：選用優質的膨潤土。水：用新鮮潔凈的淡水。

分散劑：選用工業用純堿。

絮凝劑：選用聚丙烯酰胺。其功能為對膨潤土護膠，同時提高抗剪切稀釋能力。

泥漿處理劑如純堿、CMC和聚丙烯酰胺，使用前宜配成一定濃度的水溶液，以提高其效果。純堿水溶液濃度為20%，CMC和聚丙烯酰胺水溶液為1.5%。

2.1.3 鋼筋籠制作

鋼筋籠制作前，首先進行原材料復驗并進行焊接試驗，合格后及時清除鋼筋表面污垢和銹蝕，并將主筋調直。樁基礎鋼筋籠在鋼筋廠內分節制作，根據鋼筋原材料長度分節制作成長度為9m的鋼筋籠。每節鋼筋籠不設置接頭，分節段在施工現場安放鋼筋籠時采用搭接焊連接。

為確保鋼筋籠在運輸、吊裝過程中不變形，在鋼筋籠制作時，每節鋼筋籠在兩端及中間（即間距4.5m）各采用Φ25鋼筋制作十字鋼筋與加勁圈筋上焊接支撐，在吊裝過程中隨吊裝隨割除。

2.1.4 混凝土灌注

混凝土采用商品混凝土，鉆孔樁混凝土灌注采用垂直提升導管法施工。導管直徑為300mm，壁厚5mm，每節長2.0～3.0m，配1～2節長1.0m、1.5m短管。下導管時，其底口距孔底的距離為30～40cm（不能埋入沉淀的淤泥渣中），同時要保證首批混凝土灌注后能埋住導管至少1.0m。由于安放鋼筋籠及導管，這段時間內，孔底又會產生沉碴，所以鋼筋籠及導管就位后，利用導管進行第二次清孔。

初灌量應使導管一次埋入砼面以下1.0m以上，首批砼灌注方量的數量應能滿足導管初次埋置深度的需要，本工程首罐混凝土通過漏斗進行灌注。灌注漏斗采用吊機吊掛。首批混凝土入孔后，混凝土要連續灌注，不得停頓。澆筑過程中填寫水下混凝土灌注記錄表。

2.2 后壓漿施工關鍵技術

2.2.1 壓漿管埋設

本工程為樁端和樁側壓漿。樁端注漿時選用聲測管作為注漿管，綁扎在鋼筋籠內側，隨鋼筋籠下入孔底。樁長45m及以上的設置3道側注漿閥，樁長45m以下的設置2道按照以下位置布置注漿閥：最下面一道距離樁底12~18m，最上面一道距離樁頂8~15m，每道側注漿閥豎向間距12m。每道注漿閥對應一根注漿管，注漿管為DN25鋼管，鋼管綁扎在鋼筋籠外側，鋼管連接三通、單向閥和一根Φ25cm帶鋼絲的柔性高壓塑料管作為注漿噴管，布置同樁底注漿噴管。

2.2.2 水泥漿配置

先根據試驗按攪拌筒上對應刻度確定出一定水灰比的水泥漿液，注漿漿液采用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥要求新鮮、不結塊。

2.2.3 注漿壓力和控制要求

注漿應滿足設計需要的壓力和持續時間要求，本工程注漿壓力：樁側注漿壓力為2~2.5MPa，樁底注漿壓力為2~4MPa,持荷時間：壓力達到設計值后持荷時間不應小于5min。壓漿過程采用”雙控”的方法進行控制,壓漿終止條件以壓漿量控制為主，壓力控制為輔。

3 結語

鉆孔灌注樁的施工質量是一項復雜的結構系統工程，成樁的好壞往往直接關系到上層結構安全和上層施工后建筑物的沉降。本工程成功應用后壓漿技術，克服了鉆孔灌注樁傳統施工工藝的弊端，最大限度地發揮了樁體的承載性能，從而有效地控制樁基沉降量。

［1］編委會.樁基工程手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1995.

［2］龍瓊,張剛.鉆孔灌注樁樁端壓力注漿施工技術簡介[J].重慶交通學院學報,2006,25(4):49-52.

［3］周代表.軟土地基超長樁工程性狀分析[J].巖土力學,2004,25(增):87-90.