后注漿施工工藝探討

潘 衛(wèi) 國

(山西師范大學(xué)現(xiàn)代文理學(xué)院，山西 臨汾 041000)

1 概述

利用泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)的灌注樁的一個(gè)軟肋，就是成樁后沉渣殘留于樁底，殘留的沉渣使樁的承載能力大大地降低，導(dǎo)致樁基的沉降量增加，而樁底后注漿可以讓沉渣密實(shí)、少水、變??；樁周土體在樁側(cè)注漿下可以被固化，同時(shí)壓漿可以讓周圍土體被壓密，并使樁頭被包裹好形成擴(kuò)大頭，從而提高樁的承載力。而后注漿技術(shù)從成功開發(fā)后，越來越多的應(yīng)用于不同的地層中，從最初滲透性好的卵礫石層、砂土層，擴(kuò)展到可灌性小的粉細(xì)砂、粉土，進(jìn)而到滲透性較差的黃土、軟土中，都取得了較好的應(yīng)用效果。但后注漿技術(shù)在不同地區(qū)的不同土層使用會(huì)有不同的加固效果，結(jié)合臨汾地區(qū)施工過程，本文提出一種簡單實(shí)用的施工工藝，分別從注漿管設(shè)置、注漿前準(zhǔn)備工作，注漿的施工步驟等方面進(jìn)行了論述，最后給出了一個(gè)具體的工程實(shí)例。

2 后注漿施工工藝

2.1 下放鋼筋籠時(shí)注漿管的設(shè)置

1)材料準(zhǔn)備。

a.樁底注漿管使用兩根6分鋼管，該注漿管的長度比設(shè)計(jì)長度多高出地面1 m，長150 mm的連接管兩個(gè)，規(guī)格同灌漿管，均兩頭攻絲。樁側(cè)注漿管采用6分鋼管各2根，分別設(shè)置在樁底標(biāo)高以上12 m，24 m處，注漿管下口與樁側(cè)注漿環(huán)連接。螺帽4只，與150 mm連接管配套使用，用于連接膠囊與鋼板。

b.φ600內(nèi)胎一只作為樁底灌漿腔，φ600×2.7 mm的鋼板一塊，板上開兩個(gè)φ35～φ40的孔，該孔用來穿注漿管到內(nèi)胎中，孔距的大小取決于鋼筋籠直徑。再準(zhǔn)備兩塊φ650圓形的彈性橡皮，其中的一塊圓形橡皮上割開兩個(gè)直徑為35～40大小的孔，孔距和鋼板上的孔相同。粒徑均勻的河卵石或碎石100 kg左右，堵頭若干個(gè)。

2)首先制作好樁底灌漿腔，灌漿腔的組成材料有汽車廢舊內(nèi)胎、預(yù)先按尺寸切割好的圓形鋼板、四只螺帽、長150 mm的兩根連接管以及適量的河卵石或碎石等，河卵石或碎石填充在灌漿腔中，在灌注樁樁孔鉆進(jìn)前先把灌漿腔組裝好。

3)固定灌漿管：使用兩根6分鋼管作為樁底灌漿管，對稱布置在鋼筋籠兩側(cè)，每節(jié)長度由施工現(xiàn)場的樁長確定，節(jié)與節(jié)之間用螺紋管連接，總長度由樁長確定。一般樁底注漿管長度為孔深加0.5 m的出露孔口長度。為后續(xù)施工方便，需準(zhǔn)備一些短節(jié)注漿管。

4)灌注樁樁孔施工完成后，清理孔內(nèi)殘?jiān)_(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5)固定注漿腔到鋼筋籠上：首先平放注漿腔到地面上，鋼板面朝上與鋼筋籠相對安放，輪胎膠囊朝下。隨后把鋼筋籠吊起，和灌漿腔鋼板輕輕接合，用鋼筋籠上的鋼筋與鋼板點(diǎn)焊到一起，這樣就把注漿腔和鋼筋籠連成了一個(gè)整體。固定施工中注意兩點(diǎn)：一是不要讓電焊火花落在橡皮膠囊上；二是把輪胎膠囊用網(wǎng)狀線繩扎緊在鋼筋籠上，以防止吊掛在鋼筋籠下面的充滿碎石的輪胎膠囊墜落。

6)鋼筋籠安放與混凝土澆筑：鋼筋籠被起吊后，需要在下放鋼筋籠到鉆孔的過程中來現(xiàn)場把灌漿管接長，把樁底灌漿管與鋼筋籠內(nèi)側(cè)要緊貼。當(dāng)下放鋼筋籠及注漿管接長完成后，就可以灌注混凝土。在灌注混凝土的過程中注意保護(hù)好灌漿管及管口上的堵頭。

2.2 注漿前準(zhǔn)備工作

1)注漿使用的設(shè)備與材料。

a.壓力不小于7 MPa的性能穩(wěn)定的便于維修國產(chǎn)注漿泵一臺(tái)；

b.攪拌工作效率滿足注漿的流量要求的水泥漿攪拌機(jī)一臺(tái)，帶單向閥及引流器；

c.儲(chǔ)漿筒一只，容量需滿足漿液儲(chǔ)存要求；濾網(wǎng)幾片，用于過濾漿液用；32.5普通硅酸鹽水泥；相應(yīng)數(shù)量的止?jié){閥、百分表、磁性表座；滿足施工注漿長度的高壓注漿黑色膠管一條，鋼筋籠上埋設(shè)的注漿管與高壓注漿管的連接件兩只，要求方便拆卸。

2)開始注漿前，把樁底注漿管與止?jié){閥用焊接或者螺紋連接到一起，其中有一個(gè)不帶鋼球的止?jié){閥，可以起到排水作用。若連接方式使用焊接，注意不要讓焊渣濺落到注漿管中；如條件允許，預(yù)先在管口留好螺紋口，原則上推薦使用螺紋連接，因?yàn)榻?jīng)多次驗(yàn)證螺紋連接比較可靠。

3)把準(zhǔn)備好的兩個(gè)連接件各自安裝到止?jié){閥上。安裝兩個(gè)連接件的原因是防止某一根注漿管產(chǎn)生問題，導(dǎo)致注漿受阻，此時(shí)預(yù)留的另一根注漿管可以重新注漿。安裝的兩個(gè)止?jié){閥有一個(gè)止?jié){閥沒有安裝鋼珠，這是最大的區(qū)別也是唯一的區(qū)別。壓漿泵檢查完好后，用高壓膠管把泵和注漿管端連接到一起。

4)把準(zhǔn)備好的自來水用壓漿泵注入到管路中，這樣管路及灌漿腔就被清洗了一遍。自來水從壓漿管的某一端進(jìn)入，如果管路通順此時(shí)注漿管的另一端就會(huì)出水，這樣就可以用小水流沖洗即可，不需用大的壓力，壓力大了會(huì)使樁身混凝土的強(qiáng)度受到影響。注水時(shí)須檢查泵上的壓力表是否處于正常狀態(tài)，以便注漿時(shí)記錄壓力。

5)安裝百分表到樁上，檢查攪拌機(jī)是否可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，把攪拌筒內(nèi)雜物清掃干凈。

2.3 注漿

1)注漿前試壓5 d齡期混凝土試塊一組，混凝土強(qiáng)度達(dá)到C20即符合注漿條件。開始攪拌水泥漿，把水灰比控制在0.6左右。

2)以上準(zhǔn)備完成后就可以開始注漿工作了，把漿液壓入到事先確認(rèn)好的一個(gè)注漿管，保持正常的壓力直至另一注漿管的外露部分開始往外冒漿時(shí)，在這種情況下停止注漿，把冒漿孔進(jìn)行封堵，同時(shí)確認(rèn)百分表的初讀數(shù)，記錄下來。

然后第二次開始注漿，在二次注漿的整個(gè)過程中需要把注漿壓力、注漿速度、注漿量、注漿時(shí)間、樁的上抬量記錄下來。特別要注意的是注漿速度不能超過每分鐘32 L～60 L。

3)在注漿過程中還沒有達(dá)到注漿量的情況下，如果發(fā)現(xiàn)注漿壓力異常增大，極可能的情況是出現(xiàn)了堵管現(xiàn)象。高壓膠管及泵內(nèi)容易被堵管，此時(shí)檢查這兩處，把堵管現(xiàn)象排除后繼續(xù)注漿。若經(jīng)過嚴(yán)格檢查后發(fā)現(xiàn)沒有堵管，保持現(xiàn)有壓力10 min～15 min后，確認(rèn)不能再加壓了可結(jié)束注漿；有時(shí)也使用如下方法加壓，就是連續(xù)反復(fù)開關(guān)泵。

由于注漿壓力比較高，為防止人身傷亡及機(jī)器被損壞，樁底壓漿注漿壓力不能大于4 MPa。

4)注漿終止的條件。

a.樁體上抬量控制：樁體上抬量不得超過3 mm，達(dá)到3 mm時(shí)立即停止注漿。

b.注漿過程中，相鄰樁發(fā)生冒漿時(shí)，即可停止注漿，此時(shí)可采用間斷注漿，即間隔30 min～40 min后繼續(xù)注漿。

c.控制注漿壓力的方式：要求樁底注漿壓力不能超過4 MPa，如果注漿壓力達(dá)到了4 MPa，但注漿量仍不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，此時(shí)需采用穩(wěn)壓間斷式注漿，保持穩(wěn)壓時(shí)間達(dá)到10 min～15 min，仍達(dá)不到注漿量設(shè)計(jì)值時(shí)，可停止注漿。

d.注漿量的控制：注漿采用32.5普通硅酸鹽水泥，每根樁樁底注漿量達(dá)到1 500 kg，樁側(cè)注漿量達(dá)到1 000 kg時(shí)，不論此時(shí)注漿壓力是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即可停止注漿。

5)注漿結(jié)束后，把耐高壓閥門止?jié){(手動(dòng))或注漿閥(自動(dòng))關(guān)閉。用自來水把高壓膠管及注漿泵、攪拌機(jī)、料筒沖洗干凈；把百分表的數(shù)值記錄下來后并卸掉百分表。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

廣奇財(cái)富中心工程地質(zhì)條件從上而下分別為雜填土、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、粉土與粉質(zhì)粘土互層等。工程主樓地基設(shè)計(jì)為鉆孔灌注樁，樁長23.5 m，樁徑800 mm，樁身混凝土強(qiáng)度等級C35。為減少樁長，增大基礎(chǔ)的承載力，且能大幅降低工程造價(jià)，設(shè)計(jì)采取樁底樁側(cè)后注漿。預(yù)先在每根樁鋼筋籠內(nèi)側(cè)設(shè)置了兩根6分注漿管，采用礦渣32.5水泥。

3.2 注漿施工

樁端和樁側(cè)注漿管分別采用了φ30×2.5 mm和φ25×2.5 mm普通焊管，壓漿管之間連接為螺紋連接，用鐵絲把壓漿管牢固綁扎在鋼筋籠上。當(dāng)樁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到7 d后，即可開始樁側(cè)和樁端注漿，注漿泵采用國產(chǎn)BW-150型，漿液攪拌使用JW180水泥攪拌機(jī)。注漿前，先注入清水開塞，確認(rèn)注漿管暢通，然后開始注漿。在注漿過程中，注漿水灰比為0.7，現(xiàn)場注漿壓力最大未超過3.5 MPa，注漿速度每分鐘35 L～60 L。當(dāng)樁底注漿量達(dá)到1 500 kg，樁側(cè)注漿量達(dá)到1 000 kg時(shí)即停止了注漿。在注漿過程中有出現(xiàn)過相鄰樁冒漿，均按照以上工藝流程進(jìn)行了處理。整個(gè)注漿施工安排隨著混凝土灌注樁的施工進(jìn)度順利進(jìn)行。

3.3 控制指標(biāo)

樁基及后注漿施工完成后經(jīng)檢驗(yàn)樁基的質(zhì)量保證項(xiàng)目、檢測項(xiàng)目以及技術(shù)資料等全部滿足了樁基的規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。主要控制指標(biāo)如下：

1)孔底沉渣厚度均小于50 mm，滿足設(shè)計(jì)要求。

2)樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3)樁位偏差情況：樁位允許偏差為d/6且不大于100 mm或d/4且不大于150 mm。經(jīng)檢驗(yàn)樁身最大偏差80 mm，最小偏差為25 mm，滿足了規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

4)樁基檢測結(jié)果：采用錨樁法試樁5根，承載力極限值達(dá)到設(shè)計(jì)要求的7 100 kN，最大位移量小于11 mm，樁基承載力提高了50%～85%，滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語

通過工程實(shí)例表明，該后注漿施工工藝流程簡單有效，適用于各種復(fù)雜的地質(zhì)條件，并且可使單樁承載力提高50%～85%以上，降低了樁長，經(jīng)濟(jì)效益顯著，有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。