注漿增強灌注樁承載力的應用

焦 增 榮

(山西省地質勘察局214地質隊，山西 運城 044000)

注漿增強灌注樁承載力的應用

焦 增 榮

(山西省地質勘察局214地質隊，山西 運城 044000)

后壓漿作為增強灌注樁承載力的方法已經在施工領域廣泛應用，通過臨鋼焦化廠二期擴建工程搗固焦煤塔灌注樁后壓漿法的施工實例，得出后壓漿對提高灌注樁承載力切實可行，特別是對砂礫地層尤為顯著,為基礎的設計和處理樁基問題提供了一種新的解決思路和措施。

后壓漿，灌注樁，承載力

0 引言

臨鋼地處古都平陽臨汾市堯都區城東，1998年10月，重組改制為“太鋼集團臨汾鋼鐵有限公司”，初步建立了現代企業制度。重組改制后臨鋼認真執行國家宏觀調控政策，堅持以人為本科學發展觀，按照市場需求，積極實施產業結構和產品結構調整，提出創建最具競爭力的中厚板精品企業發展目標，依靠強化管理和科技進步，創建學習型企業，實現了持續、快速、穩定的發展。2007年中板改造二期工程和酸洗熱處理工程全面投產后，臨鋼已具備年產150萬t中厚板的能力。其中不銹鋼中厚板產量達到17萬t，成為東亞最大的不銹鋼中厚板企業。可是臨鋼焦化廠生產的焦碳產量已經不能自給自足，在這種背景下公司領導研究決定擴建焦化廠。

1 工程簡介

焦化廠二期擴建工程主要包括搗固焦機車第三軌和煤塔，由于天然地基不能滿足承載力的要求，需要進行地基處理(對搗固焦機車第三軌基礎的施工這里我們不做專門敘述)。

施工中不能對原焦爐生產造成影響；擬建設煤塔南側4 m地面上5 m有煤氣管道，進行施工時不能對其造成破壞影響。由于上述種種條件的限制，不適宜大型設備進場，宜進行人工挖孔灌注樁施工。

根據前期勘察資料，工程地質情況為上部表層3.5 m為粉質粘土，3.5 m下為粉砂土,水位在13 m。

本工程煤塔基礎設計為鋼筋混凝土護壁人工挖孔擴底灌注樁。設計有2個承臺，共6根樁。樁徑1.2，樁長13 m。其中擴底部分長1.0 m，擴底處直徑1.6 m。

2 工程施工情況

全面開挖之前，每個承臺有選擇的先挖兩個實驗孔，分析土質、水文情況。

工藝流程：

放定位樁及高程→開挖第一步土方→支模，安放鋼筋→澆筑第一步混凝土→開挖第二步土方→拆第一步模板→支模、安放鋼筋→澆筑第一步混凝土→如此循環作業→開始挖擴底部分→檢查驗收→放鋼筋籠→澆筑混凝土。

按照上述步驟開挖到9.3 m開始見水，并且隨著開挖深度的加大單井涌水量逐漸加大，井底伴隨有流沙，開挖難度加大。每步開挖深度只能控制在0.25 m以內，并且由于開挖下一步需要上步混凝土具有一定強度才可以拆模。施工有很大風險：

1)開挖到1.2 m，由于孔底開始出現流沙，已經不具備擴底條件，如果強行施工勢必給井下作業人員的安全帶來很大隱患。

2)單孔開挖周期長，開完9.3 m下需要抽水，抽水時間長的話可能會引起沉降造成南側煤氣管道泄露。

針對上述原因，兩個孔只開挖了12.5 m后就進行了澆筑。根據驗算樁基承載力不能滿足設計要求。

3 處理方案

3.1處理原理

在充分利用原灌注樁的前提下，以少投入和周期短為前提，提高承載力。

樁的承載力為樁端承載力加樁側摩擦力，要跳高樁的承載力可以從這兩方面入手，采用樁底注漿。在壓力作用下，漿液首先在底砂層劈裂和滲透工使樁端附近土體密實，產生和擴底樁同樣的效應，同時由于漿液也會從樁底向上滲透，在樁端以上一定范圍內樁側摩擦力也會提高，從而提高整個樁的承載力。

3.2施工方法

采用后壓漿工藝。在不破壞灌注樁的前提下，在樁體中心鉆孔一定深度后，下入注漿管后高壓注漿。

工藝流程為：成孔→安放灌漿管并孔口封堵→漿液制備→注漿→結束。

1)鉆孔。鉆孔采用Jk3581型鉆機及空氣潛孔錘進行施工，成孔鉆頭φ110 mm。鉆機移動到樁中心，校準樁機開始鉆進，鉆進深度13.5 m。

2)灌漿管安放及孔口封堵。采用φ50 mm鋼管作為灌漿管，灌漿管下端設置1.0 m長的花管，下端封口。花管孔徑10 mm，小孔用塑料膠帶纏嚴密，以防流砂涌進花管導致后期灌漿無法進行。灌漿管下到位，再用水泥袋放入孔中1.0 m處，水泥袋和孔壁、鋼管接觸形成“架橋”，然后用稠水泥漿封住鋼管和孔壁間的空隙至孔口，封孔質量要好，保證在高壓注漿時水泥漿不會從該處冒出。

3)漿液制備。漿液應盡可能濃稠，攪拌3 min～5 min后將漿液通過過濾網流到儲漿筒內待灌。儲漿筒內的漿液也要攪拌，保證水泥漿不離析。

4)注漿。注漿材料采用P.S42.5水泥。啟動注漿泵，在漿液到達樁底，管路無堵塞后，開始壓力注漿。一開始注漿應采用高檔低壓(0.5 MPa～1 MPa)快速，以保證水泥漿能迅速滲透到各個部位，隨著壓力的逐漸上升，要逐漸轉入低速高壓(1.0 MPa～1.5 MPa)，以鞏固水泥漿的密實效果。

5)結束。注漿壓力1.0 MPa～1.5 MPa，，吸漿量小于5 L/min并且持續30 min可以結束注漿。

3.3質量保證措施

1)嚴格控制水灰比，攪拌好的水泥漿超過初凝時間不得使用。水泥漿嚴禁摻有水泥袋或其他雜物。

2)高壓注漿時，樁體周圍5 m范圍內不得站人，以防管路爆裂傷人。

3)施工采用的材料必須按規定進行材料檢測，不合格的材料禁止使用。

4)當注漿管開始隨壓力增大而劇烈擺動時，說明漿液已開始向毛石基礎體內滲透，此時，要密切觀測樁體周圍及壓力表的變化，如果樁體周圍有漿液滲出，且壓力表壓力不再變動，便可終止壓漿。

施工剩余4根樁時，對工藝進行了改進。灌注混凝土時在樁中心處預先把鋼管砸入預定位置后才開始澆筑混凝土，連鉆孔的工序也省了。

4 結語

通過靜載試驗，樁體承載力完全滿足設計要求。

根據注漿結果及分析后可知壓漿法提高灌注樁承載力技術上切實可行，在砂礫地層效果尤其顯著。有些過程樁進入砂層深度較大時，樁承載力離散性大，采用后壓漿工藝可以在滿足承載力要求的前提下能縮短樁長，節約開支。

后壓漿法工藝機理清晰，效果理想，更具有施工簡便、設備簡單、經濟效益高等特點，不僅可以直接用于基礎的設計，而且在處理樁基問題及事故中也為工程技術人員提供了一種新的解決思路。

[1] 林宗元.巖土工程治理手冊[M].沈陽：遼寧科學出版社，1993.

[2] 陳志堅,韓學偉,白炳東.大直徑超長鉆孔灌注樁樁端后壓漿機理探討[J].河海大學學報(自然科學版)，2007(4)：409-412.

[3] 胡春林,李向東,吳朝暉.后壓漿鉆孔灌注樁單樁豎向承載力特性研究[J].巖石力學與工程學報，2001(4)：546-550.

[4] JGJ 106—2003,建筑基樁檢測技術規范[S].

Applicationofgroutingtoreinforcethebearingcapacityofcast-in-placepile

JiaoZengrong

(214GeologicalTeamofShanxiGeologicalSurveyBureau,Yuncheng044000,China)

As a way to increase the bearing capacity of cast-in-place piles, post grouting has been widely used in construction field. The example of the construction of slurry pressure through the two phase expansion project in the coking plant coking tower after tamping pile. After grouting, it is feasible to improve the bearing capacity of cast-in-place pile, especially for gravel stratum. It provides a new way to solve the problem of pile foundation design and treatment.

post grouting, cast-in-place pile, bearing capacity

1009-6825(2017)30-0071-02

2017-08-14

焦增榮(1975- )，男，工程師

TU473.11

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