(中交第三航務工程局有限公司寧波分公司,浙江寧波 315200)
樁端后注漿施工技術常見于建筑樁基工程中。該項施工技術的應用,可有效保證建筑樁基的施工質量,確保樁端具有較高的承載力,進而為建筑工程其他建設工作的開展創設良好的條件。本文結合房建工程,圍繞樁端后注漿施工技術的運用展開了研究,促進注漿施工技術在房建樁基工程中的應用與發展。
工程總建筑面積62 370 m2,地上建筑面積為59 083 m2。樁基采用Ф600 mm、Ф700 mm兩種樁徑的鉆孔灌注樁,共計629根,有效樁長36 m,樁端深入持力層(黏土層)的深度在5 m以上,工程樁基施工采用業內主流的樁端后注漿施工技術。
按照《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007—2002)的有關規定,計算灌注樁的單樁豎向承載力特征值。單樁豎向承載力特征值應通過單樁豎向靜荷載試驗確定,在同一條件下的試樁數量,不宜少于總樁數的1%,且不應少于3根。初步設計時,估算單樁豎向承載力特征值:

式中:Ra——單樁豎向承載力特征值(kN);A——樁端截面積(m2);qsia——樁側阻力特征值(kN);li——樁側第i層土的厚度(m);qpa——樁端阻力特征值(kN);U——樁身周長(m)。
注漿管為DN25黑鐵管,按照每樁2根的方式均勻配置,管壁厚度不超過3 mm。注漿管加工期間,按要求在管底部設置4排注漿孔,每排分別為4個小孔,孔徑5~6 mm,于花管端部纏繞膠帶,確保其達到密封的狀態,再于外部纏繞細鐵絲,以保證該裝置可有效參與注漿施工[1]。在鉆孔灌注樁底部鋼筋籠的制作過程中,精準控制注漿管噴頭的位置,距樁底部16 cm。
根據現場勘察結果可知,樁端持力層以黏土層為主,局部夾雜少量的沙礫層,該類地層的滲透系數較大,宜利用注漿泵高效完成注漿作業,考慮注漿效果和穩定性的要求,施工期間嚴格控制注漿泵的壓力,不宜超過6 MPa,也不宜過小,漿液難以被有效注入。應用合理的注漿方法后,可在保證注漿施工質量的前提下縮短時間,提高施工效率。
為提高漿液的質量,在攪拌機漿液出口處設置濾網,用于過濾超粒徑的雜質,此部分易影響注漿施工效果。檢查壓漿設備內部的管路,應具有穩定性與嚴密性,并配備止漿閥,在該裝置的作用下,能夠避免注漿后漿液大范圍流出的情況[2]。
使用壓力高達3~7 MPa的水流對注漿管進行開塞,打通安裝的注漿管道,為其后的注漿階段做準備。壓水試驗通過高壓水流可打通注漿管道,對判別灌注樁的可注性具有重要作用,為后期后注漿施工做好準備,對后注漿工藝參數的選擇提供良好的試驗依據,是后注漿過程中必不可少的工序之一。壓水試驗過程中宜采用2~3級壓力逐級進行,對壓水時間和壓水量有相應的要求,壓水量應根據具體工程而定,一般為0.6 m3左右,壓水試驗壓力不超過8 MPa。
全面落實準備工作是順利開展樁端后注漿作業的必要前提,施工單位應詳細檢查現場作業情況,包含地質條件、水文條件、材料準備、機械設備的配置等,以便為正式施工奠定堅實的基礎。打樁作業前,清理作業場地的雜物并采取平整處理措施,在布設水準點時,不宜將其設置在打樁位置。水、電是施工的基礎要素,應確保場地水電管路的穩定性,以免因水電供應中斷,影響正常施工。在現場準備過程中,施工人員應積極參與其中,對實際情況形成準確認識,推動后續工作的順利開展[3]。
在確保注漿管和鋼筋籠無質量問題后,將兩者同步下放,注漿管對接后,應向管內注滿水,在此條件下可將管下放至指定位置。下放全程應遵循緩慢的原則,不可對已安裝到位的注漿管造成影響。檢查注漿管的下放情況,超出地面的部分以0.5 m為宜,再采取防護措施,以免在鉆機運行期間,出現碰觸注漿管的情況。絲扣連接處較為薄弱,為避免其出現松動,應設置混凝土墊塊,達到有效防護噴頭的效果,可緩解孔壁摩擦現象,降低壓漿孔的堵塞概率。
(1)對鋼筋籠和注漿管的上部捆綁處理,使該部分具有穩定性,下部需要呈自由狀態,以便高效注漿。
(2)按要求焊接注漿管,使管道可穩定連接,在焊接時加強防護,以免焊渣飛濺導致結構受損,再下放鋼筋籠,將注漿管解開。
(3)通過綁扎的方法連接注漿管和鋼筋籠,再檢查安裝情況,無法滿足要求應及時調整。
成樁24 h后,組織預壓劈裂通道施工,可形成劈裂樁底混凝土保護層,以改善注漿通道的狀態,保證其具有暢通性。在壓水環節,水壓宜穩定在1~2 MPa。在注漿系統暢通后,內部的壓水壓力逐步下降,可暫停壓水,此過程中及時封閉閥門,封閉的持續時間以10~20 min為宜,經過該階段后,確保管道壓力可有效消散。壓水量為重點控制指標,不宜超過0.2 m3/min,避免因水流過大,造成不良影響,如鉆孔灌注樁在高強水壓力的作用下而受損,會影響成樁質量。
樁基施工中,壓漿應遵循連續性的原則,在壓漿中斷時易出現質量問題。在壓漿環節,可先對周圍樁壓漿,再轉至中間樁,按順序依次開展壓漿工作。
壓漿施工中可用2根樁循環施工,在1根樁A管壓漿過程中,密切關注實際壓漿量,待其增加至壓漿總量的70%后,方可進行第2根樁A管的壓漿作業,壓漿完成后再轉至第1根樁的B管,按照此方式循環推進。每根樁分別對應2根管,壓漿時間至少達到30 min,以便壓入的水泥漿液可有效擴散,避免樁體局部密實度不足的問題[4]。
(1)漿液質量。
漿液的質量會直接影響樁端注漿的施工效果,宜按照0.45~0.65∶1的水灰比制備漿液。初始注漿期間的漿液黏稠度較小,后續樁底貫通后,可在原基礎上加大漿液的濃度,以便取得更佳的密封效果、加固效果。對于漿液可灌性較差的情況,可適當降低水灰比。漿液制備時應嚴格控制攪拌時間,確保各類原材料可均勻混合,以1~3 min為宜,具體根據實際情況合理調整。
(2)注漿壓力。
樁端后注漿施工中,注漿壓力的控制應根據各階段的實際情況靈活調整,初始壓力以0.5~1 MPa為宜,隨著注漿作業的持續開展,可適當提高壓力,終壓不宜超過4 MPa。注漿施工人員及時觀察壓力值,達到終壓要求后,穩壓3 min以上,在此過程中觀察壓力是否有下降的情況,并判斷漿液的質量情況。
(3)注漿時間。
每樁以30~60 min為宜,必要時可采取間隙注漿的方法。為有效避免樁凝結現象,可根據實際情況轉變為小泵量連續注漿的方法。在不影響注漿施工質量的前提下,避免長時間注漿,避免出現地面冒漿、樁孔串漿的情況,影響最終成樁質量。
(4)注漿量。
以各樁的規格為準,合理控制注漿量,保證漿液的飽滿性,以此構成穩定、完整的樁體。每根樁注漿施工中,所用水泥用量以1.5 t為宜,結合樁基的設置間距,實際注漿量可控制在2.5~3 t。
(1)注漿壓力達到10 000 kPa以上時,若此條件下壓漿噴頭仍無法開啟,表明該噴頭存在結構受損等問題,此時不可強行加大注漿壓力,應增設1根壓漿管,利用該管壓漿。對于樁側冒漿,剩余部位未冒漿的情況,說明樁底的漿液呈飽和的狀態,應暫停壓漿作業[5]。
(2)壓漿施工期間,應以承臺群樁為核心,開展一次壓漿作業,全程高效推進,避免中斷,需要同步組織周圍樁的施工,以形成完整且穩定的密閉圈。施工人員應高度重視質量控制工作,詳細檢查各樁的壓漿情況,若存在漿液量不達標或其他異常現象時,應查明成因,調整漿液量、壓漿速度、壓漿壓力等參數,及時恢復至正常施工狀態[6]。
綜上所述,樁基是建筑工程中的基礎部分,注漿為關鍵施工環節,樁體、建筑整體的穩定性與注漿效果相關聯。在現代建筑樁基工程中,可采用樁端后注漿的方法,本文對具體的施工要點展開分析,體現在準備工作、注漿參數控制等方面,為類似工程提供參考,推動樁基注漿施工技術的不斷發展。