砂卵石地層人工成孔灌注樁樁底后注漿施工技術

倪鵬周/ NI Pengzhou

（甘肅第三建設集團有限公司，甘肅 蘭州 730000）

在深基礎工程中，人工成孔灌注樁目前仍是一種常用的基礎形式，但這種樁存在一些缺點，例如：在軟弱土層、松散土層成孔過程中由于應力釋放，會造成孔壁土體松動和坍塌；在樁底擴大頭施工時，如遇到較厚砂層或砂卵石層時，容易坍塌，影響樁基的承載力，而且還存在安全隱患，增加工投資和施工難度。

本文通過實際工程項目，總結出砂卵石持力層人工成孔灌注樁樁底后注漿施工方法，提高了樁基承載力，減小了樁基沉降變形量，大幅度降低了施工難度，保證了施工安全，加快了施工進度。

1 工程概況

蘭州市某建設工程項目7#、8#樓工程，設計井樁直徑900～1 200mm，樁端進入卵石層深度2 000mm，擴大頭直徑2 100～2 400mm，ZH-1型（樁徑1200mm)，設計單樁承載力6 200kN，ZH-1c 型樁（樁徑1 000mm)，設計單樁承載力4 600kN，ZH-1e 型樁（樁徑900mm)，設計單樁承載力3 700kN。由于在基礎井樁施工時，地下卵石層的含砂率比較大，給現(xiàn)場施工帶來了很大的難度，在開挖擴大頭時很容易發(fā)生井底坍塌現(xiàn)象。

為防止坍塌造成安全事故，同時考慮擴大頭開挖采取支護措施時施工難度大、費用高、進度慢等因素，在井樁擴大頭的開挖尺寸縮小的情況下，采用人工成孔灌注樁樁端后注漿施工方法，7#樓實際注漿14 根樁、8#樓實際注漿68 根樁。施工后經過單樁豎向靜載荷試驗檢測，單樁承載力特征值均滿足設計要求。從沉降變形量看，7#樓16#樁未注漿，加載到7 400kN 時，沉降量為6.77mm，而6#樁經注漿后，加載至12 400kN時，沉降量僅為5.84mm，說明注漿具有良好的效果。

2 工藝特點

1）人工成孔灌注樁施工，樁端必須進入持力層一定深度，且樁端必須開挖擴大頭，當持力層為含砂率較大的砂卵石層時，樁底擴大頭開挖過程中孔壁極易坍塌，由于擴大頭為傾斜面，采用鋼筋混凝土護壁支護，受到孔壁坍塌影響，既不安全，又不易操作，若采用鋼板支護，則施工成本高、施工進度慢。采用減小擴大頭開挖尺寸、在灌注樁成型后輔以后注漿施工技術，不僅對砂卵石持力層進行固結強化，同時后注漿在樁底側邊部分上返形成類似擴大頭的形狀，提高了樁基承載力，減小了樁基沉降變形量，大幅度降低了施工難度，保證了施工安全，加快了施工進度。

2）操作簡單、安全，有效降低施工難度。

3）施工工期短，提高經濟效益。

3 施工工藝流程及操作要點

施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 施工工藝流程圖

3.1 注漿工序操作要點

按水灰比攪拌泥漿，注漿終止標準由壓力及地面是否返漿確定。注漿漿液水灰比為0.6～0.7時，單根樁注漿量達到1.33t，注漿壓力未達到2MPa，適當減小水灰比繼續(xù)注漿，當注漿壓力達到2MPa 時即可停止注漿，注漿終止后關閉閥門5～10min，再用堵頭堵住注漿管。

3.2 注漿管的制作與安裝

1）注漿管布置 注漿管一般每根樁埋設2根，注漿管沿鋼筋籠內側垂直對稱布置。樁徑1 200～2 500mm 的樁宜設置3 根注漿管。

2）注漿管制作與安裝 樁側管用鐵絲綁扎，隨鋼筋籠進入樁孔，并保持注漿管底端比鋼筋籠長50～100mm，注漿管上端應露出施工作業(yè)面不少于300mm，管頂端采用絲堵臨時封閉（圖2）。

圖2 注漿管與注漿泵管連接

3）注漿頭制作 將注漿管鋼管底端砸成扁形開口，鋼管底端400mm 左右長度范圍打4 排，每排4 個8mm 的孔用生膠帶纏繞包裹，防止樁混凝土澆筑時堵塞小孔。

3.3 樁端后注漿技術參數(shù)的確定

3.3.1 注漿壓力

本工程注漿施工控制壓力確定為2MPa，考慮本工程卵石層含泥量較大，且當壓入水泥漿量不能滿足要求時，壓力最高可提高至6MPa。

3.3.2 注漿時間

在基礎樁灌注混凝土7 天后即可進行樁端注漿，具體實施時根據現(xiàn)場混凝土灌注情況進行調整。注漿時間一般應根據現(xiàn)場試驗樁情況確定。

3.3.3 注漿順序

群樁注漿一般采用一次性注漿，單樁注漿一般先進行外圍樁注漿，后注中部樁。

3.3.4 壓力灌漿結束控制標準

注漿量及注漿壓力的確定，主要根據土壤性質來決定。可終止注漿情況有：①壓入的水泥量已經達到設計值的75%以上，且地面冒漿或樁頂明顯上抬（樁的上抬量不超過3mm)；②出現(xiàn)注漿情況異常時應改為間歇注漿，間歇時間為30～60min；③間歇注漿時可以適當降低水灰比，當間歇時間超過60min，宜壓清水清管閥；④根據現(xiàn)場條件，后注漿工作遇特殊情況調整注漿參數(shù)，由技術人員會同監(jiān)理、設計部門及業(yè)主研究解決方案。

3.3.5 注漿異常情況應急處理措施

1）注漿液流失 當注漿過程壓力一直較低，而注漿量較大時，可能是地下注漿層孔隙太大，或有地下孔洞、斷裂帶等原因，對此可采取下列措施處理：①調整水灰比，提高漿液濃度；②注漿液中加入水玻璃，加快漿液凝結速度；③采用間歇注漿方法。

2）注漿困難或中斷 本工程平均單樁注漿量2 200kg，控制注漿壓力2MPa，最大注漿壓力6MPa，水灰比0.6～0.65。當注漿過程壓力一直較高，而注漿量較小時，可能是地下巖土層滲透性差、孔隙小，或漿液黏度太大，對此可采取提高注漿壓力并調整漿液水灰比的方法。若出現(xiàn)注不進去的情況，可能是注漿管堵塞或注漿頭未沖開，對此可采取先提高注漿壓力的方法，以便沖開注漿頭；如仍然注不進去，說明注漿管堵塞，則打開另一注漿管注漿，若注漿管全部堵塞，可在樁側用小鉆機補打注漿孔，重新下注漿管注漿。

3）地面冒漿 注漿時，若出現(xiàn)地面冒漿，可采用間歇注漿的方法，間歇時間宜為30～60min。

4）樁體上抬或地面隆起 當注漿過程中出現(xiàn)樁體上抬或地面隆起現(xiàn)象時，應立即降低注漿壓力或暫停注漿，查明原因，采取措施。

4 效益分析

如表1 所示，鋼板支撐支護施工費用約為4 321.9 元／樁，后注漿施工費用為3 650 元／樁。以上兩種方法比較，降低施工成本約671.9 元／樁，并縮短擴大頭的開挖時間兩天，提高了工效。

表1 后注漿工藝與普通灌注樁效果對比表

5 結語

本文通過實際工程項目，總結出砂卵石持力層人工成孔灌注樁樁底后注漿施工方法，采用減小擴大頭開挖尺寸、在灌注樁成型后輔以后注漿施工技術，不僅對砂卵石持力層進行固結強化，同時后注漿在樁底側邊部分上返形成類似擴大頭的形狀，提高了樁基承載力，減小了樁基沉降變形量，大幅度降低了施工難度，保證了施工安全，加快了施工進度。