灌注樁樁端后壓漿技術在新疆地區的應用與探討

曹順華

【摘要】由于新疆大部地區土質情況較好、地基承載力高，基礎主要以獨基、條基以及筏基等淺基礎為主，但對一些大面積深填場地或濕陷性土層厚度較大等特殊情況會采用樁基礎以及樁端后壓漿技術。本人結合在新疆地區所做的工程，對在工程中所采用的灌注樁后壓漿技術的選擇、注漿量以及注漿過程中遇到的情況等問題進行簡單的闡述和探討。

【關鍵詞】樁端后壓漿;漿液水灰比;注漿量;注漿壓力;注意事項

新疆位于我國的西北部，其地域遼闊，地形多樣，有平坦開闊的戈壁，也有陡峭狹小的溝壑。雖然大部分地區獨基、條基或者筏基等淺基礎能滿足要求， 但是隨著城市規模的不斷擴大，一些灘涂、低洼場地通過換填或回填等處理方式開始作為城市建設的土地使用，因此鉆孔灌注樁基礎在這些特殊的情況下得到愈來愈多的應用。本文以筆者設計的烏魯木齊項目為工程實例：該項目為框架-剪力墻結構，主要柱網為尺寸為9m*9m，地下一層，地上裙樓二層，主樓十五層，建筑物高度為58.4m的公共建筑。根據勘察報告，場地表層有0.8～1.6米厚的雜填土，其下存在4～7米厚的濕陷性粉土，濕陷性粉土下有2米左右密實性較好的粉質粘土，粉質粘土下是厚度較大的角礫層，可作為樁基的樁端持力層，地下水位埋深大于20米。由于濕陷性粉土層厚度較大，采用天然地基方案存在諸多問題，經多方案比較，選用鉆孔灌注樁，考慮到主樓和裙樓的荷載分布存在著較大的不均勻性，且干作業非護壁成孔在鉆進過程中易發生斜孔、塌孔等現象，因此采用樁端后壓漿的鉆孔灌注樁基礎較好地解決了主樓與裙樓在層數上相差較大所造成的建筑物差異沉降問題，同時消除了鉆孔灌注樁孔底沉渣過厚的憂慮。

1、樁端后壓漿樁的基本原理

樁端后壓漿樁是指在樁的混凝土澆灌完成后對樁端進行壓力注漿的樁型，在樁身混凝土強度達到一定值后，通過預埋在樁身的后注漿導管，利用高壓注漿泵將能固化的漿液（如水泥漿、化學漿液等）均勻地注入樁端土層;漿液通過對樁底沉渣、樁端土層及周側土層的滲入、填充、擠密、固結等多種形式的組合，從而改善樁與土體之間的邊界條件，消除虛土隱患，有效地減小了樁基的沉降，同時大幅提高了樁端的承載力。

2、漿液水灰比、注漿量、注漿壓力、終止注漿條件等參數的確定

（1）注漿漿液一般采用普通硅酸鹽水泥加入一定量的外加劑來制作，水泥強度等級為42.5級及以上。漿液的水灰比根據土的飽和度、滲透性來確定，對于飽和土，水灰比宜為0.50～0.70（粗粒取小值，細粒取大值）;對于非飽和土，宜為0.7～0.9（松散角礫、砂礫宜為0.5～0.6），漿液水灰比較低的情況宜加入適量的減水劑;按照先稀后濃原則，選定兩個配比分別供二輪注漿使用。本項目處于腐蝕環境中，水泥選用的是42.5級的抗腐蝕水泥，摻入了適量的膨潤土作為外加劑，通過試注漿確定的水灰比為0.75。

（2）根據《建筑樁基技術規范》，單樁注漿量應根據樁的大小、長度、樁端樁側土層性質及承載力的增幅等因素確定，可按下式進行估算：

Gc=apd+asnd ? ?（6.7.4）

式中：ap、as ，——分別為樁端、樁側注漿量經驗系數，ap=1.5-1.8，as=0.5-0.7;對于卵石，礫石、中粗砂取較高值;n為樁側注漿斷面數;d為基樁設計直徑（m）;Gc為注漿量，以水泥質量計算（t）。

本項目采用的是大直徑樁，樁長為10～14米，樁端持力層角礫的密實性好，地基承載力高，由于角礫相互之間空隙的存在，使其滲透性很大，漿液注入土層后的流動性好，滲入率高;同時，對于干作業的灌注樁，壓力漿液在樁端以上一定的高度范圍內，沿著樁周土上滲擴散，所以每根樁注入的水泥量相對都比較大，基本上為4t～6t水泥。

（3）注漿壓力與土層密實性、滲透性有關。而對于操作工藝相對簡單的開式注漿工藝，控制好注漿量、注漿速度以及注漿壓力是樁端壓力注漿施工優劣的關鍵。當在正常壓力過程中注入緩慢時，可能會讓存在細小空隙的地方因為低壓提前被封堵，因此需要提高壓力，而提高壓力后，會使漿液在土層中滲透面積過大，增加漿液的注入量，從而造成一定的浪費;當在正常壓力下很輕易地將漿液壓入時，說明土層滲透性大，這時可先用較低一級的壓力進行壓漿，等吸漿量達到一定的程度時，再增加一級壓力，如此反復逐級增加壓力，直至達到規定的壓力 。 注漿宜以穩定的壓力作為終止壓力，穩定時間的控制是使壓力注漿達到設計要求的基本保證，

（4）注漿順序通常影響著樁基施工的先后順序。考慮到注漿時漿液竄入其他區域，會對其周邊未施工的樁孔造成影響等因素，因而往往會根據樁距情況將影響區域劃分為不同區塊。對于同一區塊的各樁，采用從外往里的順序進行注漿;對其周邊樁應以對稱、跳隔的原則依次注漿，直到中心，這樣就先在外圍形成了一個注漿隔離帶并使注漿的擠密、充填、固結逐步施加于區塊內其他樁。

（5）樁端后注漿的終止條件因樁端土層性質、注漿點深度各異等因素，終止條件并未明確的統一，比較常用的是當滿足注漿總量、注漿壓力均達到設計要求或注漿總量已達到設計值的75%，且注漿壓力超過設計值的條件之一時可終止注漿。基于后注漿質量控制，本項目采用注漿量和壓力的進行雙控，并以注漿量控制為主，泵送終止壓力控制為輔。

3、后注漿常見的注意事項

（1）在樁混凝土灌注后2～3天內用1.5～2.2MPa的高壓清水從注漿管壓入將橡膠皮撕裂進行開塞。壓水開塞時，若水壓突然下降，表明單向閥門已打開，此時應停泵封閉閥門10～20分鐘，以消散壓力。壓水開塞工序是注漿成功與否的關鍵程序之一。

（2）一般情況下，注漿壓力通常會遇到以下幾種情況：①注漿壓力有規律地升高，注漿速度均勻變化，在注漿量接近預設用量三分之二時，壓力值基本趨于穩定，且達到了允許壓力，這表明注漿是成功的。②如果壓力是逐步上升，但沒達到需要的壓力，這可能是漿液在土層中形成脈狀劈裂滲入。③如果出現注漿量符合設計要求，而注漿壓力在上升后突然下降，這可能是漿液從導管沿著樁周圍滲透溢出，或者遇到土層空隙。④壓力上升很快，而速度上不去，表明土層滲入性差或漿液濃度過大，凝結時間過短。⑤壓力是先逐步上升，后又突然下降，而后再度逐漸上升，注漿量增加明顯，壓力值逐漸達到允許壓力的穩定值，這種情況可能是遇到空隙的薄弱部位已被漿液填滿，這也是注漿成功的一種情況。本工程的地質情況相對較好，樁端及樁端周側的角礫密實性好，注漿過程中的注漿量、注漿速度及注漿壓力基本符合設計預值。

結語：

雖然新疆大部地區的土質情況較好，但在一些超深回填、存在厚度較大的濕陷或液化土層以及荷載較大的超高層建筑中，采用樁端后壓漿，大幅度提高了單樁的承載力，增幅可達50%～150% ，大大消除了鉆孔灌注樁孔底沉渣過厚的憂慮，有效地減小了樁基的沉降，對提高樁基的經濟效益有著重要的積極意義。

參考文獻：

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