杜德榮

（浙江東陽(yáng)建工集團(tuán)有限公司，浙江 東陽(yáng) 322100）

1 樁底注漿基本原理

鉆孔灌注樁樁底注漿技術(shù)是指在鉆孔灌注樁成樁后，通過(guò)預(yù)留在樁身的注漿管，將能固化的漿液（一般為純水泥漿、水泥砂漿、加外加劑的水泥漿、化學(xué)漿液等）通過(guò)壓力的作用，均勻地注入樁底土層，對(duì)樁底沉渣及樁底附近的樁周土層進(jìn)行置換、滲透（粗粒土）、劈裂（細(xì)粒土）、擠密、固結(jié)等作用。一方面通過(guò)對(duì)樁端持力層土體及樁底沉渣的置換、滲透（粗粒土）、劈裂（細(xì)粒土）、擠密和固結(jié)等作用，使樁端持力層在一定范圍內(nèi)形成漿液和土的結(jié)合體，或?qū)崿F(xiàn)劈裂注漿（細(xì)粒土），或形成樁端擴(kuò)大頭，增大受力面積（粗粒土），實(shí)際消除樁底沉渣對(duì)端承力的不良影響，恢復(fù)和提高持力層土體強(qiáng)度，從而使樁的端承力得到大幅度提高，并減少樁基的沉降量。另一方面，樁底注漿時(shí)漿液在壓力作用下從樁端沿樁側(cè)向上流動(dòng)，通過(guò)滲透（粗粒土）、劈裂（細(xì)粒土）、充填和擠密的作用，對(duì)樁周泥皮置換和空隙充填或形成脈狀結(jié)石體，從而大幅度提高樁與土之間的表面摩擦力。第三，樁底注漿時(shí)，壓力使樁上浮產(chǎn)生反向摩阻力，也在一定程度上提高了樁側(cè)摩阻力。

2 施工工藝

2.1 工藝流程

成孔→放鋼筋籠及樁底壓力注漿裝置→灌注樁身混凝土→預(yù)壓水實(shí)驗(yàn)→壓力注漿→卸注漿接頭→封孔

2.2 注漿裝置

當(dāng)灌注水泥漿液時(shí)，一般多采用活塞式注漿泵或泥漿泵，若進(jìn)行化學(xué)往漿時(shí)，可分為單液和雙液設(shè)備兩種。地面部分包括高壓注漿泵、漿液拌合機(jī)、濾網(wǎng)、貯漿桶、地面管路系統(tǒng)及觀測(cè)儀表等；地下部分包括豎向?qū)Ч堋⒆{管及樁底壓力注漿裝置等；其核心裝置為高壓注漿泵、注漿管及樁底注漿裝置。

2.2.1 高壓注漿泵

為防止鉆孔樁被上抬的可能性，樁底注漿時(shí)要求泵的排漿量要小，壓力要平穩(wěn)，并足夠高.我們選用泵的額定壓力大于要求的最大注漿壓力的1.5倍，即泵的額定壓力＞5MPa，排漿量為50～30L/min的SGB-1型注漿泵。

2.2.2 注漿管及樁底注漿裝置

為保證注漿管的剛度，防止?jié)补鄻渡砘炷習(xí)r注漿管受壓變形，我們選用鋼管。注漿管及樁底注漿裝置由三部分組成：上部帶絲扣的接頭、中部直管及樁底注漿裝置（由射漿管及射漿管下部的沉淀管組成）。

2.3 注漿施工及質(zhì)量控制

2.3.1 下入鋼筋籠及注漿管

在下入鋼筋籠的同時(shí)對(duì)稱(chēng)下入2根?20～?25的注漿管，注漿管必須保證對(duì)接平順，確保焊縫飽滿(mǎn)，密封良好，射漿管側(cè)壁接梅花形設(shè)置出漿小孔，孔徑為6～8nm ，間距400～50mm射漿管外部包裹編織袋并用棕繩捆綁，并保證密封良好，使之起到單向閥的作用。即在注漿壓力的作用下順利打開(kāi)，而在澆灌樁身混凝土?xí)r，孔內(nèi)泥漿、水泥漿等不會(huì)逆向流入射漿管內(nèi)，保證注漿管路系統(tǒng)不會(huì)被堵塞，射漿管下部連接長(zhǎng)60～100mm的沉淀管，沉淀管下部封死并加工成扁平狀以利于插入樁底持力層。射漿管底端至少應(yīng)與鋼筋籠底端平齊，一般根據(jù)持力層土質(zhì)下至孔底200～1000mm，以保證注漿效果。注漿管采用點(diǎn)焊固定在鋼筋籠箍筋上。

2.3.2 澆灌樁身混凝土

澆灌水下混凝土?xí)r，鋼筋籠有可能在混凝土沖擊孔底時(shí)上浮，從而引起注漿管的上浮。因此，必須隨時(shí)觀察注漿的上浮情況，發(fā)現(xiàn)上浮應(yīng)立即處理，以免影響注漿效果。澆灌混凝土前須將注漿管上端口封閉，以免水泥砂漿等異物進(jìn)入堵塞管路。

2.3.3 預(yù)壓水實(shí)驗(yàn)

灌注樁水下混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定程度后，必須及時(shí)對(duì)注漿管道實(shí)施預(yù)壓水試驗(yàn)，以劈裂及清除射漿管單向閥周?chē)炷帘Ｗo(hù)層，防止封閉射漿管，確保以后注漿能順利進(jìn)行。根據(jù)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況，我們選擇在灌注樁成樁后2～7d內(nèi)對(duì)注漿管實(shí)施預(yù)壓水試驗(yàn)。初始?jí)毫s2MPa左右，持續(xù)時(shí)間3min。

2.3.4 注漿

由于注漿時(shí)要施加較高的壓力，所以必須要待樁身具有一定強(qiáng)度之后方可注漿，否則會(huì)造成樁身混凝土的破壞。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，選擇當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%時(shí)方可開(kāi)始注漿。注漿前，先向樁底注入壓力水置換出沉渣和沉淤并清洗和疏通注漿管道，然后再用稀漿液置換出樁底及注漿管道中的沉水。注漿采用2根注漿管并聯(lián)注漿，注漿管上部裝壓力表。漿液配合比視樁底持力層的情況而定，對(duì)于細(xì)粒土采用水泥加脫鈉水玻璃體漿液，水灰比為1:1～0.6:1，脫鈉水玻璃用量為水泥用量的4%,以利實(shí)現(xiàn)劈裂注漿作用，對(duì)粗粒土采用純水泥漿液，水灰比為3:1～0.6:1。通過(guò)滲透、擠密、填充及固結(jié)作用，以利形成樁底擴(kuò)大頭，提高樁端阻力。注漿量必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)注入量按下式計(jì)算：

式中；Q一每根樁漿液注入量；

A一漿液損耗系數(shù)，取1:1～1:3;

R一漿液有效擴(kuò)散半徑；

H一加固段高度；

n一孔隙率或裂隙率；

p一漿液充填系數(shù)0.4～0.9。

注漿壓力的控制：在注漿的不同階段，注漿壓力也不相同，注漿開(kāi)始階段由于要克服很大的阻力，所需壓力較大，平穩(wěn)注漿過(guò)程中，所需壓力較小，注漿結(jié)束階段，由于漿液已充滿(mǎn)樁底持力層及附近土體，所需壓力也較大。注漿初壓力是由樁身長(zhǎng)度和樁底持力層強(qiáng)度決定的。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)初壓力一般為2MPa，中間平穩(wěn)注漿階段為0.5～1MPa，注漿結(jié)束階段為2MPa。另外隨著注漿壓力的變化必須適當(dāng)調(diào)節(jié)漿液濃度，一般先稀漿，最后濃漿。稀漿便于輸送，滲透能力強(qiáng)，中等濃度漿起到填充、擠密作用.濃漿對(duì)已注入的漿液有脫水作用。注漿時(shí)必須密切觀察壓力表壓力情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)注漿壓力突然下降，流量突然增大時(shí)，必須立即停止注漿，檢查是否冒漿、跑漿。當(dāng)發(fā)生冒漿、跑漿現(xiàn)象時(shí)，必須立即停止注漿。1.5～2h后采用濃漿注入并降低注漿壓力。

2.3.5 卸下漿接頭,成樁

樁底注漿結(jié)束后，卸下注漿接頭采取機(jī)械封堵閉漿。

圖1 試樁的P-S曲線(xiàn)圖

3 工程實(shí)例

我單位施工的工程中，共計(jì)有鉆孔灌注樁112根，樁徑?=1.25m ，長(zhǎng)度為15～27m 。采用泰山CJF一12型沖擊反循環(huán)鉆機(jī)成孔，泥漿護(hù)壁。樁底持力層15～21m為礫石層，21～27m為粉土、粉砂層。經(jīng)過(guò)對(duì)3根試驗(yàn)樁進(jìn)行單樁豎向承載力靜載試驗(yàn)，其單樁承載力分別為設(shè)計(jì)值的75%、83%、85%，均達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。而樁身混凝土質(zhì)量、樁徑、樁孔垂直度偏差均能滿(mǎn)足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。我們會(huì)同設(shè)計(jì)院、建設(shè)單位經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比選，共同確定了采用樁底注漿技術(shù)提高單樁承載力的方案。注漿后經(jīng)靜載試驗(yàn)短樁（15～21m）單樁承載力提高了80% ～120% ，長(zhǎng)樁（21～27m）單樁承載力提高了40%～60%，均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，沉降量也顯著減小，見(jiàn)圖1。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐，樁底注漿提高單樁承載力效果明顯、可靠，設(shè)備簡(jiǎn)單，只要精心組織施工，確保注漿順利實(shí)施，就能確保注漿效果，是一項(xiàng)值得普及的新技術(shù)。

[1]王智.厚砂層地區(qū)鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)應(yīng)用.閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006年3期.