深厚軟土樁基后注漿技術(shù)探討

張 瑞，李志軍（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，江西南昌330095）

深厚軟土樁基后注漿技術(shù)探討

張 瑞，李志軍（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，江西南昌330095）

樁基后注漿技術(shù)是現(xiàn)階段使用比較廣泛的一種施工技術(shù)，這種技術(shù)能夠固化樁底沉渣，通過(guò)改善樁基兩側(cè)的泥皮性能大幅度的提升樁的承載力，再加上鉆孔灌注樁本身對(duì)于地層的適應(yīng)性就比較強(qiáng)，能夠大幅度的提升單樁的承載力，并且這種技術(shù)鋼筋的用量也相對(duì)較少，所以能夠廣泛地應(yīng)用到地基與基礎(chǔ)工程中。本文主要對(duì)深厚軟土樁基后注漿技術(shù)施工工藝相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。

深厚軟土；鉆孔灌注樁；后注漿

后注漿灌注樁施工技術(shù)主要是針對(duì)灌注樁成孔過(guò)程，事先在樁兩側(cè)以及兩端埋下注漿管和注漿閥，然后等待混凝土灌注樁成型一段時(shí)間之后，再將事先配置好的水泥砂漿壓入到樁基中的一種施工技術(shù)。本篇文章結(jié)合工程實(shí)例對(duì)于后注漿技術(shù)進(jìn)行探討，考慮到本次工程工程特性是深厚軟土地基，再加上泥漿鉆孔灌注樁施工工藝的具體環(huán)節(jié)，優(yōu)先選擇樁身事先埋設(shè)注漿管的方式，文章結(jié)合這些特點(diǎn)對(duì)具體的施工技術(shù)進(jìn)行分析。

1 工程地質(zhì)概況

1.1 地質(zhì)條件

（1）雜填土：雜填土：雜色，主要由粉質(zhì)粘土組成，含少量碎石塊等建筑垃圾，為近期回填，未經(jīng)壓密處理，結(jié)構(gòu)松散，壓縮性高，全場(chǎng)地均有分布，揭露層厚6.50～7.60m。

（2）粉質(zhì)粘土：棕黃色、灰白色，呈可塑狀，成份以粉粘粒為主，干強(qiáng)度及韌性中等，中等壓縮性，無(wú)搖振反應(yīng)，刀切面較光滑，底部手捏具砂感。全場(chǎng)地分布，揭露層厚3.00～3.50m。

以下為粗砂、礫砂層。

1.2 地下水條件

本場(chǎng)地屬相對(duì)低洼地區(qū)。粗砂、礫砂層中見(jiàn)地下潛水，水量豐富，為第四系松散土層孔隙水。穩(wěn)定水位埋深在11.50～12.20m左右，穩(wěn)定水位標(biāo)高為9.40～10.10m左右。

2 后注漿技術(shù)施工工藝分析

首先根據(jù)本次工程地質(zhì)條件以及地下水條件等實(shí)際因素，對(duì)具體的后注漿施工工藝流程做一下總結(jié)，如圖1所示。

圖1 后注漿施工工藝流程圖

2.1 施工設(shè)備和施工組織安排

注漿設(shè)備使用兩臺(tái)泥漿泵，一臺(tái)注漿使用，一臺(tái)沖水開(kāi)塞使用，泥漿泵使用BW-250型號(hào)，配備卸荷閥，其次還有攪拌機(jī)（采用攪拌機(jī)造漿，控制水灰比為W/C=0.5。采用注漿泵注漿，注漿壓力為0.5～1.0MPa）、儲(chǔ)漿桶、注漿管路、壓力表、溢流閥以及紗網(wǎng)。注漿泵流量不宜超過(guò)75L/min[1]。

注漿裝置安排樁端注漿管、樁身豎向?qū){管，除此之外還要配備對(duì)應(yīng)的電焊機(jī)、切割機(jī)等，施工組織班組安排6人一組，包括專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員和操作人員，施工過(guò)程中要定期檢修注漿設(shè)備，注重設(shè)備以及電路的全面檢查，定期檢測(cè)壓力表。

2.2 后注漿灌注樁施工步驟

（1）成孔環(huán)節(jié)，根據(jù)工程土層以及地下水位狀況選擇合適的成孔措施，通常成孔辦法有泥漿護(hù)壁鉆成孔法、干作業(yè)鉆成孔法、沖擊鉆成孔法以及全套管護(hù)壁成孔法等，成孔環(huán)節(jié)對(duì)于孔徑的要求非常高，一般來(lái)說(shuō)孔徑變化不要過(guò)大；

（2）鋼筋籠和注漿管的安置，樁兩側(cè)的注漿管需要按照鋼筋籠方向縱深安置，通常要綁在鋼筋籠外面，注漿管孔眼用膠帶綁緊，避免混凝土灌注過(guò)程中水泥漿進(jìn)入產(chǎn)生堵塞，如果使用壓力注漿器，要連接在注漿管上；

（3）混凝土灌注按照常規(guī)方法進(jìn)行，之后沖水開(kāi)塞，然后進(jìn)行后壓力注漿，后壓力注漿的時(shí)間要在樁身混凝土凝結(jié)成樁后一周左右，具體養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)氣溫確定，通常宜為5～7d；

（4）按照自上而下的順序進(jìn)行注漿，注漿完成之后要卸下接頭，整個(gè)注漿成樁過(guò)程完成。

2.3 后注漿施工注意事項(xiàng)

2.3.1 注漿管埋設(shè)

注漿管直徑選擇40mm左右，壁厚在2mm以上，注漿管底端通常需要比施工使用的長(zhǎng)配筋鋼筋籠多出100mm左右，樁端注漿要求每一個(gè)樁最少事先埋設(shè)兩根注漿管，如果樁徑超過(guò)1.2m，需要再多加一根注漿管。單向閥的制作相對(duì)簡(jiǎn)單，單向閥的制作有兩個(gè)要求，首先不能在樁身澆筑混凝土的過(guò)程中造成注漿孔堵塞，其次在使用單向閥成樁一周之后，能夠使用清水順利開(kāi)塞。對(duì)于樁徑小于1.2m的樁來(lái)說(shuō)，只需要埋設(shè)兩根注漿管，注漿管需要沿著鋼筋籠內(nèi)側(cè)下方，底端要比鋼筋籠長(zhǎng)100mm左右，注漿管的連接使用絲扣連接或者是外接短套管進(jìn)行焊接，短套管長(zhǎng)度控制在20cm左右，兩根注漿管直接通到樁頂端，沒(méi)有開(kāi)始施工之前要暫時(shí)封閉頂端。注漿管盡量不設(shè)置接頭，這樣能夠避免出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，并且要避免注漿管彎曲[2]。

2.3.2 水泥注入量

水泥注入量影響因素主要有樁端土質(zhì)密實(shí)度、含砂量以及注漿壓力，通常樁徑越大，單樁豎向的承載力就越高，所以注漿量也會(huì)增加[3]，表1給出的是一般土砂石層的土質(zhì)水泥注入量范圍對(duì)比。

表1 一般土砂石層的土質(zhì)水泥注入量范圍對(duì)比 單位：kg

根據(jù)本工程地層條件，為了在保證樁底土層水泥注入量的基礎(chǔ)上不對(duì)鄰近樁基產(chǎn)生擠壓[4]，所以采用三根注漿管埋設(shè)的方法，單樁水泥注入量確定為1t左右。

2.3.3 漿液濃度確定

漿液的水灰比應(yīng)根據(jù)土的飽和度、滲透性確定，不同的漿液濃度所具備的特性有很大區(qū)別，例如水灰比為0.8：1左右的為稀漿，這種漿液便于運(yùn)輸，滲透能力非常強(qiáng)，非常適合加固特定范圍內(nèi)的周邊地帶，水灰比為0.6：1左右的為中等漿液，這種漿液適合加固特定范圍內(nèi)的核心區(qū)域，主要起到壓實(shí)和填充的作用，水灰比為0.4：1左右的是濃漿，這種漿液主要對(duì)已經(jīng)注入的漿體起到脫水的作用。因此對(duì)于飽和土水灰比宜為0.45～0.65，對(duì)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）；低水灰比漿液宜摻入減水劑[1]。針對(duì)樁底不同施工階段，需要配置不同濃度的漿液，并且不同濃度的漿液需要不同的注漿壓力，漿液濃度控制通常需要根據(jù)壓水試驗(yàn)結(jié)果選擇初始濃度的，一般按照先稀后濃的原則，濃漿最后再注入，根據(jù)本次工程概況選擇使用水灰比為0.5：1濃漿，如果在施工過(guò)程中，注漿壓力過(guò)低，還可以加入少量的減水劑或固化膨脹劑，同時(shí)考慮到本次工程砂礫石相對(duì)松軟，水泥漿注入壓力本身就比較低，注入量比較大，所以可以選擇水泥砂漿，注漿過(guò)程要避免堵塞注漿管。

2.3.4 注漿順序

注漿過(guò)程中對(duì)于同一個(gè)承臺(tái)或者是鄰近的樁盡量同時(shí)注漿，并且同一個(gè)樁要邊開(kāi)塞邊注漿，如果開(kāi)塞之后再注漿，考慮到本次工程有地下水活動(dòng)，那么砂子很有可能會(huì)沿著注漿接頭倒灌到注漿管中，如果大量的砂子進(jìn)入會(huì)堵塞注漿接頭，所以盡量按照邊開(kāi)塞邊注漿的方法進(jìn)行施工。本次工程屬于大面積的注漿施工，所以要嚴(yán)格的按照先四周后中心的注漿順序，先完成四周的注漿，最后再進(jìn)行中間樁注漿。

2.3.5 注漿壓力終止

樁端注漿終止注漿壓力應(yīng)根據(jù)土層性質(zhì)及注漿點(diǎn)深度確定，對(duì)于風(fēng)化巖、非飽和黏性土及粉土，注漿壓力宜為3～10MPa；對(duì)于飽和土層注漿壓力宜為1.2～4MPa，軟土宜取低值，密實(shí)黏性土宜取高值[1]。

當(dāng)后注漿施工時(shí)滿(mǎn)足以下任一個(gè)條件即可終止注漿：注漿總量和注漿壓力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)；

注漿總量已達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%，且注漿壓力超過(guò)設(shè)計(jì)值[1]；

樁體發(fā)生上抬。

2.3.6 后期保養(yǎng)齡期

樁注漿之后的保養(yǎng)齡期指的是樁底注漿完成之后所需要多久才能夠作為工程樁來(lái)使用，通常情況下注漿完成之后需要保養(yǎng)三周左右才能夠進(jìn)行靜載實(shí)驗(yàn)。

2.4 后注漿灌注樁樁身強(qiáng)度分析

采用后注漿技術(shù)的樁，樁端阻力和側(cè)阻力顯著提高。根據(jù)多個(gè)工程的檢驗(yàn)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般比普通樁提高1～3個(gè)等級(jí)。

3 結(jié)論

文章結(jié)合具體的施工工程對(duì)深厚軟土樁基后注漿技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，主要從后注漿灌注樁施工步驟以及施工環(huán)節(jié)具體注意事項(xiàng)兩個(gè)方面進(jìn)行了闡述，總的來(lái)說(shuō)，后注漿技術(shù)的使用需要在充分了解工程所在區(qū)域的地層條件以及地下水條件的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)合理的方案，同時(shí)針對(duì)工程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題提前做出調(diào)整方案，為工程施工的順利完成打下良好的基礎(chǔ)。

[1]黃 強(qiáng)，劉金勵(lì)，等.《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[2]徐前衛(wèi)，張 駿.運(yùn)營(yíng)高速鐵路樁-筏復(fù)合路基現(xiàn)場(chǎng)注漿減沉試驗(yàn)研究[J].土木工程學(xué)報(bào)，2013.

[3]劉 巖.樁基后注漿技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用[J].交通科技，2013.

[4]張 淼，李振存.非對(duì)稱(chēng)荷載作用下土體劈裂注漿壓力分析[J].巖土力學(xué)，2013.

[5]鄧東平，鄒金鋒.京滬高鐵樁基沉降時(shí)間曲線(xiàn)反分析及預(yù)測(cè)[J].長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2014.

TU753

A

2095-2066（2016）36-0104-02

2016-12-12