高分子環保型泥漿護壁擠擴灌注樁后注漿技術應用研究

莊云 朱蕊 黃佳鈺 李順

作者簡介： 莊云（1978—），男，本科，高級工程師，研究方向為工程施工。

摘要：在采用高分子環保型水泥護壁工藝的基礎上，結合樁端后注漿技術和樁頂三岔雙向擠壓鉆孔技術，先是采用生態環保型水泥聚合物護壁進行旋挖式鉆孔，再由三岔雙向擠擴設備在相對硬土層擴孔，成樁后通過預埋的注漿管進行樁底后注漿。該項新技術產品可以在“軟硬護層”的特殊地質環境下有效地幫助提高樁基的綜合承載力，具有大幅度降低工程造價、提高樁基的綜合承載力、經濟實惠、污染少等優點。

關鍵詞：高分子環保型泥漿 ?樁端后注漿 ?泥漿護壁 ?三岔雙向擠擴 ?綠色施工

中圖分類號：U442 ??文獻標識碼：A ??文章編號：1672-3791（2021）12（b）-0000-00

Abstract： Based on the high polymer environmental protection cement wall protection technology， combined with the post grouting technology at the pile end and the three fork two-way extrusion drilling technology at the pile top， firstly， the ecological environmental protection cement polymer wall protection is used for rotary drilling， and then the three fork two-way extrusion equipment is used to expand the hole in the relatively hard soil layer. After the pile is formed， the post grouting at the pile bottom is carried out through the embedded grouting pipe. This new technical product can effectively help to improve the comprehensive bearing capacity of pile foundation under the special geological environment of "soft and hard interbedding"， and has the advantages of greatly reducing the project cost， improving the comprehensive bearing capacity of pile foundation， economy and less pollution.

Key Words： Polymer environmental protection mud; Post grouting at pile end; Slurry wall protection; Three fork two-way extrusion expansion; Green construction

隨著建筑工程領域和材料領域的不斷發展和完善，大型高大建筑的施工對工程的施工工藝提出了更高的需求。灌注樁以其機械化作業、施工簡單、工藝成熟被越來越廣泛地應用于基礎建設中，更在灌注樁基礎上研發出了不同樁型。但是傳統灌注樁的缺點也很突出，比如：灌注樁施工質量難以得到有效控制;泥漿垃圾處理難度大;土體“松弛”現象明顯，承載力不足等問題[1-2]。針對灌注樁普遍存在的缺點，該文研究出一種新型生態環保型聚合物泥漿護壁擠擴灌注樁后注漿施工技術，該技術是在原有生態環保型泥漿護壁施工設備的基礎上，結合了樁端后注漿施工技術和三岔雙向擠擴施工技術，先采用生態環保型聚合物泥漿護壁進行旋挖式鉆孔，再由三岔雙向擠擴設備在相對硬土層擴孔，成樁后通過預埋入的注漿管道進行樁底之后的注漿[3-4]。該技術能夠有效地提高鉆孔灌注樁的豎向承載能力，改善“松弛”的影響，減小了對承載能力的離散性，在對于差異式沉降和對承載能力要求高的工程中應用效果明顯[5]。該文結合工程運用實際情況，研究高分子環保型泥漿護壁擠擴灌注樁后注漿技術工藝原理、施工工藝、控制措施等。

1工程概括

寧化縣東溪河道整治工程位于福建省寧化縣境內，工程建設內容主要范圍包括：河道的治理疏浚、護岸、擋墻、箱涵、管涵、踏步、橋梁等工程，涉及河道總長3 290.7 m。

2工藝原理

生態環保型泥漿護壁擠擴灌注樁后注漿施工工法是在生態泥漿護壁的基礎上結合三岔雙向擠擴技術和樁端后注漿兩種技術。在一個指定的受力樁位進行采用新型聚合物防水泥漿填料護壁鉆孔旋挖技術鉆孔后，向孔內一側下放一個樁身專用裝有DX型擠擴器的裝置，通過專用地面壓力液壓站系統自動控制該裝置擠擴器使裝置帶動弓面液壓臂的高度擴展和壓力收縮，按照其整體承載能力的具體要求及不同地層上的土質條件將每個樁身不同的受力部位（硬土層部位）分別擠壓出3岔齒形分布的盤狀擴大孔接岔腔或近似一個圓錐形的盤狀分布擴大孔的接頭腔后，放入鋼筋籠，灌注混凝土，形成由每個樁體、分承載壓力盤或每個支撐柱的分叉和每個樁端共同承載負重組成承載的樁基。成樁后再通過預埋的注漿管進行樁端后注漿。生態環保型泥漿護壁擠擴灌注樁后注漿施工如圖1所示。

3施工工藝

生態環保型泥漿護壁擠擴灌注樁后注漿施工工藝流程如圖2所示。

高分子環保型泥漿護壁擠擴灌注樁后注漿技術適用于稍密～密實狀態的粉土和砂土，中密～密實狀態的卵石、礫石層和殘積土層、全風化巖、強風化巖層等各種土層。淤泥及淤泥質土層、松散狀態的砂土層可液化土層、濕陷性黃土層中慎用。

4控制措施

4.1 材料的控制

根據地基土、地下水和施工條件的深入調查，確定泥漿主要由聚合物拌制，聚合物泥漿的主要成分為水、高分子聚合物和水處理劑（碳酸鈉）。在水中加入水處理劑的作用主要是將水的PH值提高至8～10，沉淀水中的鈣離子，使得聚合物水泥漿具有最佳地性。施工時主要采用的兩種泥漿混合料比：（1）黏性土泥漿材料摻量0.6～0.8 kg/m3，Na2CO3摻量0.5 kg/m3，泥漿黏度28～31 s（馬氏漏斗）;（2）粉土、粉細砂、泥漿等材料摻量0.7～0.9 kg/m3，Na2CO3摻量0.5 kg/m3，泥漿黏度29～32 s（馬氏漏斗）。

4.2 泥漿護壁控制

為保持鉆孔土壁的穩定，減少泥漿排放量，降低泥漿對周圍河流環境的危害，施工時選用高分子聚合物泥漿護壁。鉆入持力層時，嚴格地控制住進尺，因為采用了聚合物水泥護壁，需要給予一定的護壁時間。在泥漿鉆進工藝過程中，嚴格地保持孔內泥漿表面，不低于護筒頂40 cm，提起鉆頭時，提起泥漿鉆頭時，及時地補充孔內的泥漿，保證其高度[6]。

4.3 注漿過程的控制

樁端后注漿在鉆孔成樁48 h后進行，在注漿過程中需要嚴格控制注漿管的等量注漿。在首根注漿管的注漿量增加到1.4 m3或者注漿壓力達到4MPa并持續5 min后，依次開始進行第二和第三注漿管的灌漿，第二和第三注漿管的注漿量為1.3 m3。在注漿過程中若出現注漿壓力不上升等異常情況，則暫停該注漿管的注漿，而繼續下一根注漿管或者下一根樁的注漿，30～60 min后對該注漿管開始第二輪灌漿，直至完全滿足終止時所要求的注漿量或者注漿壓力[1]。

5應用效果評價

寧化縣東溪河道整治工程涉及的橋梁樁基均應用生態環保型泥漿護壁擠擴灌注樁后注漿施工工法。高分子環保型泥漿護壁擠擴灌注樁后注漿施工技術采用高聚物泥漿護壁改善當地施工環境，在成孔的同時通過擠擴設備定向、定位擴孔后灌注混凝土，成樁后再在樁底注漿，施工程序得到簡化，工程造價降低，施工效率提高，縮短了施工工期，具有較好的經濟效益。

高分子環保型泥漿護壁擠擴灌注樁后注漿施工技術可有效解決解決樁底沉渣，充分利用樁長范圍內硬土層對基樁承載力的貢獻，提高工程的安全性、環保性，在鉆孔過程文明施工易保證、流水化作業水平高的優點。采用聚合物泥漿護壁，泥漿可重復利用，減少泥漿使用量和排放量。成孔、澆筑混凝土、后注漿的過程一次完成，排除了大量的泥漿處理和運輸的工作，從根本上避免了由此對施工現場和周邊環境的污染，是一種環境保護型的綠色施工方法，具有顯著的社會效益。

6 結語

高分子環保型泥漿護壁擠擴灌注樁后注漿技術有效解決了灌注樁施工質量難以控制;泥漿垃圾處理難度大;土體“松弛”現象明顯，承載力不足等問題，在相同的施工環境下，與普通直孔灌注樁相比可減少樁長，樁徑和減少得到縮減，方便施工和節約工程成本，根據工程實際應用，高分子環保型泥漿護壁擠擴灌注樁后注漿技術具有以下優點：（1）高分子聚合物泥漿，減少了泥漿排放量，降低泥漿對周圍環境的污染;（2）鉆孔灌注樁樁端后注漿技術和鉆孔灌注樁三岔雙向擠擴技術，提高了樁基豎向承載力，減小了施工機械對孔壁和樁端土體產生不同程度的擾動;（3）樁端后注漿結合了劈裂注漿與滲透注漿兩種方式，使沉渣及樁端附近土體密實，產生“擴底”效應，同時漿液上泛部分樁側區域出現“擴徑”效應，端承力和側摩阻力都有較大提高，改善了“松弛”影響，減小了樁基承載力離散性;高分子環保型泥漿護壁擠擴灌注樁后注漿技術具有經濟實惠、污染少等優點，是一種環境保護型的綠色施工方法，具有顯著的社會效益和經濟效益，是一項值得推廣的樁基施工技術。

參考文獻

[1] 張凡.穿插施工法及環保泥漿護壁在大陽泉選煤廠勘察施工中的應用[J].建材與裝飾，2020（21）：247-248.

[2] 符合，許明標.環保型高分子聚合物油基鉆井液降濾失劑的合成及性能評價[J].當代化工，2019，48（5）：966-968，972.

[3] 林勝輝.某項目灌注樁承載力不足的原因分析及處理措施[J].福建建材，2021（8）：68-70.

[4] 楊明.護壁泥漿對鉆孔灌注樁承載性能影響研究分析[D].合肥：安徽建筑大學，2021.

[5] 陳雪映.灌注樁后壓漿技術注漿加固機理試驗研究[D].南京：東南大學，2019.

[6] 何雄.鉆孔抽芯法在灌注樁工程質量檢測中的應用[J].西部探礦工程，2020，32（1）：25-27，32.

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