鉆孔灌注樁后注漿法在建筑工程樁基礎施工中的探究與展望

付鵬

摘 要：近年來，建筑行業不斷發展對基礎施工行業提出了更高的實踐要求和巨大挑戰。20世紀80年代末，后注漿技術開始被逐漸引入，因其固有獨特優勢開始被廣泛應用。本文結合我國近年來該技術的施工應用現狀，分析后注漿法在施工所面臨的問題及解決措施，確保工程質量，為項目提升附加值，希望能從中給施工人員帶來一定有效參考。

關鍵詞：鉆孔灌注樁;注漿法;樁基礎;施工技術分析

后注漿技術最早應用于橋梁和公路工程，因其能很好的克服鉆孔灌注樁沉渣和泥皮的固有缺陷而被逐步引入建筑工程。就施工而言，鉆孔中產生的泥皮及樁底沉渣不可避免，而后注漿技術卻很好的彌補了這項缺陷，提高樁身承載力的同時，也降低了基樁沉降。基于此，本文將注重對鉆孔灌注樁后注漿法從設計、施工及未來發展三個方面進行深入分析，供大家參考。

1 鉆孔灌注樁后注漿法的設計

該技術的原理，是泥漿通過高壓泵加壓后，沿預埋注漿管到達樁側或樁底預定位置，當壓力超出單向逆止閥的臨界壓力后沖破閥門，隨著壓力不斷增加，漿液開始切削鄰近土體，當漿液壓力達到土體中最小主應力面的抗剪強度時，土體被劈裂，泥漿逐漸侵入，而樁底沉渣及樁側泥皮是土體及樁體間的薄弱位置，抗剪強度較低，首先被克服加固。同時，由于樁體周圍土體的空隙及各點的抗剪強度不同，在注漿過程中同時還伴隨著壓密和滲入注漿，這兩者注漿方式與劈裂注漿相互作用，同時發生。材料方面，目前常用的注漿材料分為水泥基漿液和非水泥基漿液，因水泥基漿液具有良好耐久性、無毒無污染等優點，其應用較廣。后注漿設計側重漿液配比、注漿終止條件、流量、注漿量等方面。《建筑樁基技術規范》中，通過數十根不同地層中后注漿灌注樁與未注漿灌注樁對比得到，漿液在不同樁端和樁側土體中的擴散和加固機理不盡相同，而且變幅較大，總的變化規律是：樁端的增幅高于樁側，粗粒土的增幅高于細粒土，樁端樁側復式注漿高于單一注漿。這是由于端阻受沉渣影響敏感，注漿后得到加固并出現類似“擴底效應”;同時研究表明，樁側在注漿加固后，也會呈現出明顯的“擴徑效應”，因樁側及樁端土得到加固，使得樁側極限側阻力標準值和樁端土極限端阻力標準值均大幅提高，進而在很大程度上提高了基樁承載力，減小了樁基沉降。

2 后注漿技術施工要點分析及處理措施

本人結合多個后注漿項目的施工經驗，就后注漿施工中較難把控和實施的關鍵點分析如下：一是注漿閥選擇;注漿閥應能承受1MPa以上的靜水壓力，且具備逆止功能。市面上可供選擇的產品層次不齊，很少有產品能完全滿足設計要求，且目前施工亂象是絕大部分施工現場對注漿閥均未進行二次復試，質量較難保證;本人在江蘇LNG儲罐樁基施工過程中，經對市面六種注漿閥各抽取10件產品進行檢測復試結果顯示，合格率達到90%以上的產品僅有一家，其余五種產品的合格率在50%-80%，差異較大，均未達標。另外，對于樁長大于50米的深樁，在鋼筋籠下放過程中，受成孔垂直度、接籠垂直度、籠長及下放導管的影響，樁底注漿閥極易彎折損壞。這就要求必須充分考慮到孔深超深及沉渣的影響，確保籠長與樁長嚴格匹配。二是水灰比控制;建筑工程樁基后注漿的后臺攪漿設備機械化程度較低，水灰比、時間等無法保證;現本人提出比較有效的做法是2：1：1法，即兩個攪漿站配合一個儲漿池及一臺泥漿泵，其優勢是在確保漿液連續供應的前提下，為攪漿站留出必要的調漿及檢測時間，同時也可嚴格控制下料。如項目水灰比為0.6，實際攪拌機直徑為80cm，高度70cm，則可計算出攪拌機的有效體積0.352m³，實際加物料約為攪拌樁機有效體積的2/3，即0.234m³，每桶水泥質量為0.254kg，即5包，水體積為0.153m³，即桶內純水高度30.4cm，開工前可在桶內壁相應高度位置對稱焊上兩根鋼筋條，作為水位標記。儲容積由攪漿桶容量及出漿容量確定，按照攪漿量總體積的1.5-2倍考慮，即0.7-1.0 m³.后臺可配置兩臺容量0.352 m³的 攪漿桶+一臺容量0.7-1m³的儲漿池+一臺泥漿泵。這一配比已在實際施工過程中得到成功驗證。三是清水開塞;注漿管清水開塞不僅是為了疏通注漿通道、提高可灌性，同時還是一次注漿前的壓力試驗，通過開塞，可在實施樁端注漿前了解樁端的可灌性。需特別注意的是，開塞時間盡量在灌注完成后24小時內完成，根據江蘇LNG項目360根樁的開塞結果分析，最佳開塞時間為灌注完成后 7～10 小時，成功率大于95%，壓力集中在3-6Mpa，開塞成功的標志是壓力突然下降。如壓力達到10MPa 仍然無法開塞，說明注漿閥噴頭部位已經損壞，如果強行增加壓力，將會出現爆管進而危及人員生命安全。此時可借助另一根管補強壓漿，以便平衡補救。四是無法達到終止注漿;當注漿總量和注漿壓力均達到設計要求或注漿總量已達到設計量的75%，且注漿壓力超過設計值時可終止注漿。常見的現象是在壓漿量未達到設計要求時，樁頂出現冒漿、串漿。對此最有效的處理方法是采用間歇注漿，間歇時間宜為30-60分鐘，如仍無法控制，可沖洗管路，進行二次開塞，二次注漿，此方法在江蘇LNG項目施工中也已得到成功應用。

3 鉆孔灌注樁后注漿法在樁基礎施工中的分析及展望

根據研究，采用后注漿的鉆孔灌注樁承載力較未注漿的灌注樁可提高40%-120%，沉降可減小30%，效果顯著。相比其它工藝，后注漿技術還具有技術成熟、效率高、成本低等優點。未來基礎行業，尤其是樁基行業將逐步向著直徑更大、樁長更深的方向發展，因此，本人推測灌注樁后注漿技術也將會在以下幾方面得到巨大改善和應用。一是注漿設備更加機械化、智能化。傳統的注漿泵、攪漿站等將逐步集成化、網絡化，水灰比等技術性關鍵指標管控手段也將越來越機械自動化，精度也會更高，質量將更有保證。二是材料更加優質化。水泥及各種外加劑將會有更高的細度和純度，可灌性、滲透性更強，加固效果更好。同時會出現除水泥以外的多種灌漿加固材料，凝結時間會更短，強度會更高，地層適應性亦更強。三是環保及安全性能更高。目前建筑行業后注漿施工中，粉塵污染及對人體危害極大，爆管、爆漿時有發生，嚴重威脅著施工人員的生命安全。未來隨著智能化、機械化的提升，安全及環保將得到極大改善。四是加固效果顯著提升。不止是單位面積的加固效果會極大改善，加固工藝、位置、機理都會有突破性進展。

綜上所述，本人從設計、施工到未來的發展及應用方面對鉆孔灌注樁后注漿技術作了簡要的闡述分析，分享了施工過程中的一些成功的做法，同時，對未來后注漿技術的發展作出了積極展望及判斷，相信這項技術將在更廣的領域得到應用。

參考文獻：

[1]崔永成.樁基后注漿調平設計與應用，寧夏工程技術.2019（2）：130-132

[2]石雄.灌注樁后注漿施工技術在建筑工程施工中的應用研究[J].綠色環保建材.2017（05）

[3]李志睿.關于灌注樁后注漿施工技術在建筑工程施工中的應用分析[J].四川水泥.2019（04）

[4] 陳禮勤.灌注樁后注漿施工技術在建筑工程施工中的應用探討[A].探索科學學術研討[C]. 2016

[5]楊志明.淺談建筑工程中沖（鉆）孔灌注樁施工問題分析、預防及處理[J].江西建材.2017（10）

[6]李瑞雨.旋挖鉆孔灌注樁后注漿法在建筑工程樁基礎施工中的應用[J].江西建材，2015（18）：93+95.