橋梁工程大直徑超深鉆孔樁樁底壓注漿施工技術

吳善印

（浙江浙交檢測技術有限公司，浙江杭州 310012）

鉆孔灌注樁施工中，普遍采用泥漿護壁的方法，其在施工中的局限性較明顯，如鉆渣大范圍沉淀、樁側泥皮等。工程技術人員持續展開理論研究及實踐活動，取得了較好的成果，證明了樁底壓注漿施工技術具有可行性。

1 工程概況

某特大橋工程，基礎結構均為鉆孔灌注樁，按摩擦樁設計，總量152根。主墩基礎每墩含26根樁，樁徑2.8 m，長125 m；邊墩、輔助墩及高墩區引橋樁基礎統一采用2.5 m的樁徑控制標準，樁長85～96 m。橋梁施工現場以亞砂土居多，厚度1.3～6.6 m不等。每完成一根鉆孔樁的施工作業后，隨即組織樁底壓漿施工，按照此方法有序推進。

2 樁底壓注漿的作業原理

在樁鋼筋籠內預設壓漿管路，樁身混凝土強度達到設定要求后，啟用高壓注漿泵，并經由管道注入水泥漿液，該部分材料形成兩條流動路徑：其一，進入樁底土層，起到加固的效果；其二，在壓力作用下沿樁壁的四周向上流動。

通過應用樁底注漿方法，可改善樁底沉渣、泥皮問題，提高樁底土層的承載力，使鉆孔灌注樁具有足夠的穩定性。

（1）滲透固結。

施工使用的砂土和碎石土具有良好的滲透性，在壓力作用下可推動其深入樁端土體內，經過滲透固結后，構成完整、穩定的結構體。

（2）壓密充填。

原狀態下，樁端處分布有松散狀的虛土，在采取樁底壓注漿施工技術后，在漿液的擠壓作用下使該部分虛土轉變為擠密的狀態，且漿液具有膠結作用，可構成樁端擴大的固結體，使其穩定性得到保障。

（3）劈裂泥皮。

實際注漿壓力超過樁端土層的最小主應力后，將伴有劈裂現象；由于漿液的填充作用，裂隙可被填補，可對持力層進行加筋。

（4）預壓。

通過漿液的擠入，存在樁底的土層將受到預壓作用，在該作用機制下，可提高樁基的承載力，減小樁基的沉降量，有利于維持樁體的穩定性。

3 樁底壓注漿的技術要求

組織室內試驗，確定樁底壓注漿施工需要漿液的基本組分；進一步組織自平衡試樁檢測工作，以確定合適的配比、壓漿工藝參數，作為正式施工的指導。漿液性能的初凝時間4～5 h，7 d最小抗壓強度大于5 MPa，壓漿量5 500～5 800 L，壓漿壓力為4 MPa。

待樁身混凝土強度達標即不小于30 MPa后，需組織超聲波無損檢測，在不影響結構完整性的前提下，判斷成樁質量情況。

施工人員應分三次壓漿，且壓力和壓漿量均應滿足施工相關要求。壓漿施工的質量控制應采取雙控的方法，以注漿量為主要控制指標，利用注漿壓力輔助檢驗，保證各項指標均滿足要求。若注漿量達標，可結束注漿作業；若壓漿量超過最終值的80%，且壓力超過4 MPa，可停止注漿作業。

4 施工工藝流程

樁底壓注漿的施工工藝流程如圖1所示。

圖1 樁底壓漿施工工藝流程

4.1 壓漿管的配置及安裝方法

（1）配置方法。

配備4根Ф33.5 mm×3.25 mm的壓漿管及4根Ф60 mm×3.5 mm的聲測管，組成4個完整回路，用于樁底壓漿施工。各回路在樁底部分應呈“U”形，以便高效壓漿。

針對“U”形回路中的樁底管路進行針對性調整，水平向管路由圓弧形轉變為直線形。相比鋼筋籠的底標高，應保證壓漿管的底標高略大于10 cm。

（2）安裝方法。

①壓漿管路和鋼筋籠兩部分同槽預制，各節段間采用承插式接頭的連接方式，管節接頭選用鋼管材料，其內徑略大于壓漿管的外徑，且需在后場完成1/2的焊接作業，待鋼筋籠沉放至指定位置后，方可焊接另一半。

②為了在安全的前提下快速裝拆閥門，應在壓漿管頂部采取絲扣接頭，每循環完成后，立即對管口采取封堵措施，避免異物進入其中。

4.2 施工準備

（1）配備壓漿設施。

①基本設施包含注漿泵、制漿機、漿液攪拌機、貯漿桶、12 MPa壓力表、球閥、溢流閥、16目紗網、漿液測試儀器，其中注漿泵2臺，分別負責注漿、清洗。

②現場施工環境復雜，為了避免在外界干擾下出現停機現象，需額外配備壓漿設備，以達到連續壓漿的效果。

③注漿泵選用往復式三柱塞泵，壓力參數為12 MPa，轉速91 r/min、額定功率22 kW。

（2）管路編號及掛牌。

按順序依次對壓漿管路編號，將其與特定的漿液分配器連接，組織混凝土澆筑作業。澆筑后24～48 h，可啟用壓漿泵，由該裝置利用清水將樁端注漿管單向閥沖開，保證管路處于暢通的狀態[1]。使用U形管時，需定期開啟U形管系統，注水循環10～15 min，避免壓漿孔出現堵塞現象。

（3）水泥漿液的制備。

以設計配比為準，選用適量質量達標的材料，拌制水泥漿液。應提前組織配比試驗，將水泥漿液的性能作為主要的分析對象，并根據實際情況合理調整，確定水泥漿液性能達到最優狀態下的配比。以設計配比為準生產水泥漿液，進入貯漿桶前先使用16目紗網進行過濾，阻隔超粒徑的雜物，避免因該部分不達標材料進入壓漿孔及管道而誘發堵塞現象。水泥漿液配合比如表1所示。

表1 水泥漿液配合比

4.3 壓漿施工工藝

（1）開塞。

開塞可使壓漿管路始終維持暢通的狀態，應開啟壓漿孔，劈裂樁底混凝土，以便后續可快速組織壓漿作業。開塞是樁底壓漿施工中的重點環節，需在混凝土澆筑后24～48 h內組織此項工作。初期對管道高壓注水，密切觀察出漿口的實際情況，待該處出水后，關閉出漿閥，并繼續加壓，若某時間節點壓力值顯著下降，表明原本包裹壓漿孔的高壓膠布開裂，壓漿孔被沖開[2]。

在混凝土終凝前，應及時使用高壓水進行循環流通，避免壓漿孔再次封堵。

（2）第一次循環壓漿。

①以混凝土的實測強度為主要判斷依據，待其達到設計強度30 MPa后，組織超聲波無損檢測，若實測結果滿足要求，可進入第一次循環壓漿施工環節。

②壓漿量是此階段的重點控制對象，各回路的壓漿量分別為300 L，共設置4個回路，產生的總壓漿量為1 200 L。每完成一個回路的壓漿作業后，啟用另一臺壓漿泵，在該裝置的支持下使用清水沖洗管路，直至水泥漿初凝為止。

③經過第一次循環壓漿施工可有效封堵土層中的孔隙。

（3）第二次循環壓漿。

①嚴格控制第一次、第二次循環壓漿的間隔時間，應大于漿液初凝時間，即3～4 h，具體需根據漿液的實際特性靈活調整。

②壓漿量是重點控制對象，各回路的壓漿量、壓漿后的管路清理方法均與第一次循環壓漿一致。

③經過第二次循環壓漿后，可進一步封堵土層的孔隙，使其更具完整性與穩定性。

（4）第三次循環壓漿。

此階段采取注漿量和注漿壓力雙控的方法，待注漿量達到設計值后，可停止壓漿作業；若壓漿量達到總量的80%以上，且同時滿足壓力達4 MPa的要求，可停止注漿。

經過第三次循環壓漿施工后，可增強孔隙的封閉效果，同時漿液將沿樁周向上流動。

（5）管路內注漿封孔。

完成各循環壓漿工作后，采取壓漿封孔措施[3]。

5 結語

綜上所述，樁底壓注漿施工技術是改善鉆孔灌注樁成樁質量的重要途徑，可處理樁底沉渣、樁壁的泥皮，提高鉆孔灌注樁的承載力、維持穩定性。在工程施工中，技術人員應高度重視優化施工技術，漿液的配制、注漿量、注漿壓力的控制等均應成為重點考慮對象，科學應用壓注漿施工技術，將鉆孔灌注樁的質量提升至全新的層級，推動橋梁建設工作的順利開展。