淺談灌注樁和灌注樁后注漿的應(yīng)用

符策強(qiáng)

摘要：隨著建筑事業(yè)的快速發(fā)展，城市高層建筑愈發(fā)增加，樁基礎(chǔ)作為建筑深基礎(chǔ)的主要手段和形式顯得尤為重要。樁基礎(chǔ)分為預(yù)制樁和灌注樁兩大類，灌注樁后注漿作為灌注樁的一種，能適用于各類土質(zhì)條件并能提供巨大的單樁承載力及減少樁基沉降，所以隨著建筑業(yè)的發(fā)展，尤其是超高層建筑的增多，灌注樁后注漿技術(shù)越來(lái)越多的應(yīng)用到實(shí)際工程中。由于實(shí)際工程中鉆孔灌注樁后注漿的使用相對(duì)還較少，缺乏一定的經(jīng)驗(yàn)，本文就灌注樁和灌注樁后注漿談幾點(diǎn)個(gè)人觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：灌注樁；灌注樁后注漿；承載力；沉渣；清孔

一、傳統(tǒng)鉆孔灌注樁存在或者出現(xiàn)的問(wèn)題

傳統(tǒng)鉆孔灌注樁的優(yōu)缺點(diǎn)：鉆孔灌注樁與預(yù)制樁相比，灌注樁具有造價(jià)低，工期短的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)鉆孔灌注樁的受力性能更明確，其承受樁頂水平荷載能力更佳，承受抗拔能力也比預(yù)制樁強(qiáng)，而且灌注樁適合于各種土層和巖層。所以灌注樁可以做成較大的尺寸，能夠深入的土層深度更大等優(yōu)點(diǎn)，所以灌注樁在工民建樁基工程中應(yīng)用的比較廣泛。但是在施工過(guò)程中采用的是泥漿護(hù)壁工藝，所以單一的使用傳統(tǒng)鉆孔灌注樁在施工中存在著諸多問(wèn)題：（1）樁側(cè)泥皮及應(yīng)力松弛問(wèn)題，鉆孔灌注樁施工時(shí)由于不同深度處土性的差別，地下水壓力的變化以及鉆機(jī)擾動(dòng)等因素會(huì)造成孔徑變化，成孔時(shí)為了平衡地層壓力，穩(wěn)定孔壁，防止塌孔、縮孔，一般采取泥漿護(hù)壁措施泥漿材料對(duì)砂性土一般添加膨潤(rùn)土及外加劑等，對(duì)黏性土一般就地造漿或添加少量膨潤(rùn)土，造成護(hù)壁強(qiáng)度低。另外，鉆孔灌注樁在成孔過(guò)程中由于孔壁側(cè)向應(yīng)力解除，樁側(cè)土體會(huì)出現(xiàn)側(cè)向應(yīng)力松弛，可能會(huì)導(dǎo)致樁的承載力降低。（2）樁端沉渣及持力層擾動(dòng)問(wèn)題，在施工過(guò)程中，不可避免一部分土體碎屑沉淀在孔底形成沉渣，如果孔底沉渣清理不干凈，則會(huì)對(duì)鉆孔灌注樁承載力產(chǎn)生影響，樁端沉渣層的存在，是樁端相當(dāng)于支承在軟弱層上，孔底沉渣不僅影響端阻力的發(fā)揮，而且也影響側(cè)阻力的發(fā)揮值，使灌注樁的承載能力得不到正常發(fā)揮。（3）樁身灌注混凝土質(zhì)量問(wèn)題，鉆孔灌注樁施工中難免存在縮擴(kuò)頸現(xiàn)象，在混凝土灌注過(guò)程中會(huì)存在樁身離析、夾泥、樁頂浮漿等現(xiàn)象，但是樁身混凝土質(zhì)量問(wèn)題是施工可控因素，只要施工和監(jiān)理單位規(guī)范管理，是可以降低到最低限度并滿足規(guī)范要求的。（4）同一場(chǎng)地鉆孔灌注樁豎向承載力離散性問(wèn)題，相同樁型、樁徑和持力層的鉆孔灌注樁，由于施工技術(shù)的差異、沉渣厚度不同、地質(zhì)條件的差異以及其他因素的影響，會(huì)導(dǎo)致同一工地鉆孔灌注樁豎向承載力離散性問(wèn)題，承載力離散問(wèn)題導(dǎo)致了群樁基礎(chǔ)的不均勻沉降。

成因分析：在實(shí)際施工中，我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)鉆孔灌注樁施工由于土質(zhì)松散，如果沒(méi)有很好的實(shí)施泥漿護(hù)壁，造成孔壁坍塌，如果泥漿性能比較差，失水率超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，容易造成局部頸縮現(xiàn)象，如果因場(chǎng)地、安裝鉆機(jī)等問(wèn)題垂直度偏差較大，還會(huì)影響鋼筋籠難沉，實(shí)際施工過(guò)程中泥漿過(guò)稀，泥漿比重過(guò)小，清孔不到位，清孔后等待澆筑混凝土?xí)r間過(guò)長(zhǎng)，都會(huì)造成孔底沉渣過(guò)多。

二、應(yīng)運(yùn)而生的新技術(shù)——鉆孔灌注樁后注漿

灌注樁后注漿概念：

后注漿是把地基處理灌漿技術(shù)引用到樁基礎(chǔ)，采取對(duì)樁端和樁側(cè)實(shí)施壓力注漿的技術(shù)，鉆孔灌注樁在成樁后，由預(yù)埋的注漿通道用高壓泵將一定壓力的水泥漿壓入樁端土層和樁側(cè)土層，通過(guò)漿液對(duì)樁端沉渣和樁端持力層及樁周泥皮起到滲透、填充、壓密、劈裂、固結(jié)等作用來(lái)增強(qiáng)樁端土和樁側(cè)土的強(qiáng)度，從而達(dá)到提高樁基極限承載力、減少群樁沉降量的一項(xiàng)技術(shù)措施。后注漿是傳統(tǒng)鉆孔灌注樁的輔助工法，是從解決普通灌注樁出現(xiàn)困難應(yīng)運(yùn)而生的新技術(shù)，試驗(yàn)研究表明，該技術(shù)顯著提高了樁基的豎向承載力，離散性得到了有效的減小，應(yīng)用范圍比傳統(tǒng)鉆孔灌注樁更為廣泛，特別適用于樁端進(jìn)入密實(shí)粉土和粉細(xì)砂層較深的情況。

三、灌注樁后注漿技術(shù)應(yīng)用存在的問(wèn)題

（一）設(shè)計(jì)問(wèn)題

灌注樁后注漿在設(shè)計(jì)中需要注意的主要包括注漿方案的選擇與注漿持力層的選擇、合理注漿量的確定以及注漿壓力的控制、注漿前后設(shè)計(jì)承載力的計(jì)算等。最有效的方法是通過(guò)設(shè)計(jì)試打樁試注漿，確定合理的注漿量等技術(shù)參數(shù)，并通過(guò)靜載試驗(yàn)確定單樁豎向承載力特征值的取值。

（二）施工中的問(wèn)題及控制

1.由于土質(zhì)松散，如果沒(méi)有很好的實(shí)施泥漿護(hù)壁，容易造成孔壁坍塌。對(duì)于該問(wèn)題的處理，通常情況下是用優(yōu)質(zhì)的泥漿，在終孔后實(shí)施泥漿補(bǔ)給，確保水頭高度符合要求。

2.嚴(yán)格控制樁身垂直度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件合理選擇鉆機(jī)并嚴(yán)格安裝及穩(wěn)固好。

3.嚴(yán)格按照規(guī)范清除孔底沉渣，放置鋼筋籠，樁身鋼筋保護(hù)層要嚴(yán)格控制，防止樁身鋼筋銹壞而影響樁的承載力，并采取一定措施防止鋼筋籠上浮。

4.灌注混凝土?xí)r提管不能過(guò)快，若提管過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致鋼筋籠上浮，也會(huì)造成樁頂浮漿過(guò)厚，所以提管速度要控制好。

5.后注漿作業(yè)起始時(shí)間宜于成樁2天后開(kāi)始，不宜遲于成樁30天后，屆時(shí)混凝土終凝，水泥漿無(wú)法滲透到周圍土層。注漿作業(yè)與成孔作業(yè)點(diǎn)的距離不宜小于8-10米。對(duì)于飽和土中的復(fù)式注漿順序宜先樁側(cè)后樁端；對(duì)于非飽和土宜先樁端后樁側(cè)；多斷面樁側(cè)注漿應(yīng)先上后下，樁側(cè)樁端注漿間隔時(shí)間不宜少于2小時(shí)。樁端注漿應(yīng)對(duì)同一根樁的各注漿導(dǎo)管一次實(shí)施等量注漿。對(duì)于群樁注漿宜先外圍、后內(nèi)部。

6.注漿壓力及注漿量要控制好，即需要滿足終止注漿條件。

四、后注漿技術(shù)的展望

灌注樁后注漿隨著樁基工程技術(shù)的迅速發(fā)展，后注漿技術(shù)顯示出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，以后的發(fā)展趨勢(shì)有可能灌注樁后注漿會(huì)代替現(xiàn)有的傳統(tǒng)的灌注樁。

展望后注漿技術(shù)的發(fā)展與未來(lái)，以下幾個(gè)方面將得到發(fā)展與完善：

（一）注漿裝置設(shè)備開(kāi)發(fā)

展望后注漿技術(shù)的未來(lái)，隨著人們的深入研究，應(yīng)該會(huì)有更多更先進(jìn)的注漿裝置設(shè)備。

（二）后注漿理論的研究

隨著人們對(duì)后注漿機(jī)理的認(rèn)識(shí)不斷提高，對(duì)注漿體的力學(xué)性質(zhì)、注漿液擴(kuò)散方式及擴(kuò)散范圍以及樁端（側(cè)）壓力注漿樁承載力計(jì)算理論和沉降計(jì)算理論的研究將更加完善。

（三）后注漿技術(shù)的應(yīng)用與推廣

總之，無(wú)論是注漿設(shè)備的開(kāi)發(fā)、注漿施工工藝技術(shù)的進(jìn)步，還是后注漿理論試驗(yàn)研究及應(yīng)用等，仍有許多內(nèi)容需要進(jìn)一步深化。值得土木工程的工作者認(rèn)真研究。以服務(wù)于蓬勃發(fā)展中的建設(shè)工程，保證建（構(gòu)）筑物的長(zhǎng)期安全使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]JGJ94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.