灌注樁后注漿加固技術的應用

□杜紹彥（河南省通許縣大崗李鄉政府）

灌注樁后注漿加固技術的應用

□杜紹彥（河南省通許縣大崗李鄉政府）

灌注樁成孔后清空不徹底、鉆頭鉆孔時對孔壁土層的擾動和后期孔壁泥漿干縮以及樁身混凝土凝固干縮造成的樁側空隙，在樁基承載時出現沉降從而造成樁基承載力的減弱。通過在鋼筋籠上預埋注漿管和注漿閥，利用高壓注漿泵在樁身混凝土凝固后對樁底和樁底后注漿，對樁底沉渣空隙和樁側泥皮空隙、土層將漿液滲入、劈裂、填充、擠密等作用與樁體周圍土層結合為一體，從而增強樁側阻力和樁端承載力，減小沉降提高單樁承載力。

灌注樁后注漿技術；單樁承載力；應用

0 前言

隨著我國大橋、特大橋及高層、超高層建筑大量建設，大承載力灌注樁作為基礎使用也越來越廣泛應用，而樁基的質量問題會嚴重影響其承載力效果，由中國建筑科學研究院地基基礎研究所研發的“灌注樁后注漿技術”在工程中的使用，解決了樁基施工中之前難以避免的諸多質量問題，同時在滿足工程承載力要求的基礎上，也起到了節約能源的作用。

1 工作機理與工藝要求

灌注樁后注漿技術主要是通過對樁底沉渣層和填入的粗粒石層及樁側泥土層進行劈裂、滲透注漿，在樁端沉渣及后填粗粒土層和樁側泥土層加入水泥漿液，達到樁端沉渣粗粒石層密實堅硬，同時也能產生“擴底”效果，使樁端承載力提高；在樁側泥土層注漿，漿液通過劈裂縫隙滲入土中填充縫隙使土體固結提高土體的強度，并擠密樁身與土層空隙，達到樁側泥土層密實并與樁身緊密結合，增加樁側摩擦力提高樁基承載力。根據工程具體情況，在滿足樁基承載力要求的前提下，考慮工程地點土質特點、含水量多少、鉆孔質量控制等因素，樁底注漿和樁側注漿可同時使用，也可分別單獨使用。

使用該技術須在成孔后在孔底填入粗粒石形成注漿室，沉渣與粗粒石層的厚度應≥500 mm，以保證樁端注漿的效果質量；樁身鋼筋籠須下至樁底，使預埋注漿管能夠固定在鋼筋籠上伸至樁端粗粒石層，注漿管采用Φ2.50 cm或Φ3.00 cm鋼管或黑鐵管，注漿管的下端設置出漿孔段并用膠帶或塑料膜纏繞包住，阻止混凝土擠入注漿管同時保證注漿時漿液能沖破膠帶或塑料膜進入土層；出漿孔處安裝單向截流閥，阻止樁身灌注混凝土時漿液進入注漿管內堵塞注漿管、注漿時漿液也不會回流。出漿孔段埋入粗粒石層，粗粒石應在鋼筋籠下至孔底、注漿管埋設完畢后填入以形成注漿室，然后方可進行混凝土灌注。根據需要采取一種或多種方法的復合使用，達到注漿的質量以提高樁基的承載力為目的。

2 主要技術內容

以在鋼筋籠上固定預埋注漿管和注漿閥的進行后注漿的方法為例。樁基成樁后，待樁身混凝土達到一定強度（以標準養護試塊強度達到C20以上為參考），進行樁底、樁側或樁底樁側共同注漿，加固樁底沉渣和樁側泥土，增強樁側土層對樁身的阻力和樁端的承載力，減少樁身沉降，提高單樁承載力。在優化工藝參數的條件下，可使單樁承載力提高80%左右，根據地下土質顆粒大小不同，粗粒徑土層注漿后摩阻力增大幅度較多，細粒徑土層注漿后摩阻力增大幅度較少，采用兩種或多種注漿方法復合注漿效果優于單種注漿方法。達到樁基沉降能減少30%左右的效果。

根據樁基承載力設計要求，充分考察土質性質，樁長、樁徑和樁基使用功能（抗壓、抗拔）等參數因素，論證采取樁底注漿、裝側注漿、樁底樁側復合注漿方式，通過試注漿效果分析，確定注漿方案，報經設計、建設單位等有關部門后實施。根據已批準方案選擇注漿泵、注漿導管。注漿漿液水泥使用PO42.50普通硅酸鹽水泥或更優質水泥，所用水的水質各項指標要符合混凝土拌合要求；地下水位以下注漿漿液水灰比控制在0.45～0.70之間，地下水位以上注漿漿液水灰比控制在0.70～0.90之間；注漿壓力的要求：軟土層注漿壓力為2 MPa、硬土層注漿壓力為4～8 MPa、風化巖層注漿壓力為10～16 MPa；注漿量根據樁徑、樁長、土質的類別、土質的飽和度、樁基承載力增幅大小等因素進行計算并通過試注漿最終確定。

計算公式為：Gc＝αpd（樁端）+αsnd（樁側） （1）

式中：αp＝1.50～1.08；αs＝0.50～0.70；n一樁側注漿斷面數；d一樁徑（m）。

3 使用范圍及注漿條件、要求

該技術適用于泥漿護壁鉆孔灌注樁、干作業鉆孔、挖孔灌注樁及挖孔灌注。

為達到提高樁基承載力的目的，保證樁基后注漿的合理、有效，首先要對注漿目標的地質特征、地下水質情況、地下埋設物的分布狀況、以及工程周圍建筑、構筑物環境、環保要求進行詳細的調查和分析，在掌握相關資料并進行分析的基礎上進行注漿設計。設計內容包括注漿壓力、漿液水灰比、漿液濃度、注漿后土層強度、注漿率、注漿量以及注漿效果。根據注漿設計并通過注漿試驗確定注漿各參數和工藝標準：一是注漿管的埋設：樁徑600 mm以下的樁基應在樁身中心埋設一根注漿管，先在樁身中心造一注漿孔直至樁端持力層一定的深度，然后埋入注漿管至孔底；樁徑600 mm以上的樁基應埋設兩根或多根注漿管并在樁身一周均勻布置。注漿管的注漿孔段須用膠帶或塑料布包裹封閉注漿孔（設置單向截止閥的利用截止閥封閉注漿孔）。二是壓水試驗：注漿前應對注漿管進行壓水試驗，以達到疏通注漿管的作用，并通過壓水試驗來驗證注漿設計的相關參數，根據試驗參數對設計注漿參數進行調整。三是試注漿：試注漿過程中，密切關注注漿壓力、漿液濃度、注漿率和注漿量，實時依據注漿情況進行變化調整，合理控制各參數以達到注漿效果，注漿一定時間后對樁身承載力進行壓力檢測，驗證注漿效果。四是根據壓水試驗、試注漿過程取得的實際注漿參數進行工程注漿：操控過程中若出現注漿壓力急劇變化，則可能出現堵管、冒漿或漏漿現象，應及時更換或疏通注漿管、在漿液中加入適量的添加劑或采取間斷式注漿，保證注漿持續進行，達到注漿效果。在注漿起始和中間注漿及注漿收尾不同的階段，應對漿液濃度進行由稀到濃逐步調整，使注漿由滲透性強的稀漿擴大樁端、樁側注漿范圍到利用濃漿提高注漿區域加固區強度轉換，有利于提高整體注漿效果。五是，注漿工藝流程及順序：①造孔→②高壓水洗孔→③注漿管埋設→④壓水試驗→⑤制漿→⑥注漿→⑦達到予定注漿量和終壓→⑧封孔→⑨鉆孔檢驗。若檢驗不合格，應重新進行該過程進行注漿。根據工程樁周圍環境進行合理安排順序，先對靠近河流一側和建、構筑物一側的邊樁進行注漿封閉土層，防止漿液外流。隨后進行中間樁注漿，適當加大其注漿量，在控制注漿總量基礎上最大限度提高注漿效果。

4 結論

一是通過對樁端注漿加固，達到了提高單樁承載力的目的，避免了因單樁承載力不夠重新補樁的重大損失，節約項目工程成本約200萬元，同時保證了項目工程進度，為項目按期竣工投產起到保證性的作用，創造了良好的社會效益和經濟效益。經過大量的工程實踐證明，采取后注漿技術對樁基礎進行加固處理，應用該技術提高單樁承載力的效果以縮小樁徑和樁長，能節約大量的資源。二是在后注漿技術實施的過程中，先設計、試驗，施工過程根據實時情況調整各技術參數，熟練運用注漿漿液的性質、注漿壓力的調整十分重要，后注漿施工須有經驗的熟練工程師和技術工人進行施工。三是后注漿施工運用高壓注漿泵、高壓注漿導管，使用電源較多，水泥漿腐蝕性較強等，存在較多安全危險源。施工過程中嚴禁非施工人員進入現場，施工人員必須做好安全防護，施工設備、實施必須經檢查合格，防護設施齊全。施工前編制安全方案、應急預案，保證后注漿施工順利進行。

編輯：劉長垠

U445.55

：B

：1673-8853（2017）02-0075-02

2016-12-28