趙晉東

在我國國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，國內(nèi)建筑行業(yè)總體呈現(xiàn)出良好的發(fā)展趨勢，但是對于工程的建設(shè)質(zhì)量也提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，所以適時加強(qiáng)工程技術(shù)的研究和實(shí)踐具有重要的意義。目前，在國內(nèi)建筑工程項目的建設(shè)中，液化地基是常見的不良地基形式之一，也是多高層建筑工程中需要重點(diǎn)解決的技術(shù)問題。針對液化地基的性質(zhì)、特點(diǎn)，國內(nèi)工程技術(shù)機(jī)構(gòu)加強(qiáng)了對于相關(guān)處理措施的研究和實(shí)踐，并且取得了較為理想的效果，其中后壓漿灌注樁的應(yīng)用日趨廣泛，而且展現(xiàn)了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

從工程技術(shù)的角度進(jìn)行分析，后壓漿灌注樁是一種輔助性的灌注樁施工方法，其主要是指在成樁前，將前期準(zhǔn)備的后壓漿內(nèi)置導(dǎo)管、管閥、鋼筋籠等進(jìn)行裝配，并且按照規(guī)范施工要求設(shè)于樁內(nèi)。當(dāng)樁內(nèi)灌注的混凝土達(dá)到一定時間后，通過實(shí)施后壓漿改善樁側(cè)摩阻力或樁端阻力的受力性態(tài)，以達(dá)到進(jìn)一步提高單樁極限承載力的施工技術(shù)措施。與換填、強(qiáng)夯、碎石樁法等傳統(tǒng)的液化地基處理方法相比，后壓漿灌注樁在處理高層建筑地基中的承載力與經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢是非常顯著的，應(yīng)進(jìn)行深入的研究與推廣。

1 工程概況

擬建某樓位于太原市萬柏林區(qū)，濱河西路以西，濱河體育中心以北。主樓為剪力墻結(jié)構(gòu)體系，墻下樁基承臺加防水板。地下2層，地上28層。地下車庫為框架結(jié)構(gòu)，采用柱下獨(dú)基加防水板。室內(nèi)外高差為0.900 m。

2 土層地質(zhì)情況

根據(jù)巖土工程勘察報告，場地地貌單元屬汾河?xùn)|岸Ⅰ級階地?？辈焐疃确秶鷥?nèi)地基土主要場地土類別為Ⅲ類。場地地下水屬孔隙潛水類型，水位埋深為4.52 m～5.90 m。場地地基土及地下水對混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均不具腐蝕性。標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為0.80 m。擬建場地為液化場地，液化等級可按嚴(yán)重考慮，但不存在軟弱土震陷問題。該場地為非濕陷性場地，為穩(wěn)定場地，適宜本工程建設(shè)。

由于基礎(chǔ)落在第②層粉細(xì)砂層上。地基承載力特征值為130 kPa，不能滿足上部結(jié)構(gòu)的要求，以及場地嚴(yán)重液化，故地基需進(jìn)行處理。現(xiàn)根據(jù)地質(zhì)資料分析比較采用后壓漿沖擊成孔灌注樁。樁端持力層選用第⑧層細(xì)砂層。地層情況見表1。

3 后壓漿灌注樁的特點(diǎn)分析

在本工程的地基設(shè)計方案中，為了有效解決液化地基的問題，采用后壓漿灌注樁的措施，根據(jù)抗震規(guī)范要求進(jìn)行承載力折減計算，并可減小地基沉降變形。綜合分析后壓漿灌注樁的特點(diǎn)，主要的優(yōu)缺點(diǎn)如下。

3.1 后壓漿灌注樁的優(yōu)點(diǎn)

后壓漿灌注樁的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個方面:1)可顯著提高單樁承載力，在上部荷載一定條件下，可減小樁長或樁徑，減小地基沉降。2)根據(jù)施工現(xiàn)場土層分布情況的差異，可以進(jìn)行樁長的調(diào)整，以適應(yīng)不同持力層面的高低變化。3)根據(jù)建筑物荷載分布情況及土質(zhì)勘探結(jié)果，可以選用不同尺寸的樁徑。4)沖擊成孔后壓漿灌注樁的穿透性較好，各種軟、硬的夾層均能順利穿過。5)在施工現(xiàn)場中，所使用的機(jī)械設(shè)備較為輕便、簡單，無需投入大型的機(jī)械設(shè)備，即可保證施工操作的基本工藝和技術(shù)要求。6)后壓漿灌注樁的樁身配筋調(diào)節(jié)較為方便，可以根據(jù)建筑物荷載的大小、性質(zhì)以及荷載的傳遞特征，調(diào)整樁身長度，節(jié)約建筑成本。

表1 地基土分層及主要物理力學(xué)指標(biāo)

3.2 后壓漿灌注樁的缺點(diǎn)

后壓漿灌注樁的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個方面:1)施工采用的泥漿護(hù)壁中產(chǎn)生大量的不易處理的泥漿，對環(huán)境有一定的污染，施工現(xiàn)場也需要專用的泥漿池。2)在施工前期要進(jìn)行復(fù)雜的準(zhǔn)備，如果前期準(zhǔn)備工作不完善，將有可能導(dǎo)致壓漿管堵塞、地面冒漿、地下竄漿等影響現(xiàn)場施工的現(xiàn)象。3)在后壓漿灌注樁施工中，成孔和成樁工藝設(shè)計與應(yīng)用的注意事項較多，如果不能進(jìn)行有效的處理，將影響到后壓漿操作的實(shí)際效果。4)只有在樁身的混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，才能進(jìn)行壓力注漿，施工周期相對較長。5)在后壓漿灌注樁施工中，對于水泥的消耗量較大，通常每根灌注樁的水泥用量約為1.0 t～3.0 t。6)后壓漿灌注樁的壓漿效果受現(xiàn)場土質(zhì)情況的影響較大，如果不能正確分析現(xiàn)場土層并進(jìn)行樁長與承載力的計算，將可能會產(chǎn)生嚴(yán)重的質(zhì)量問題。

4 后壓漿灌注樁計算

根據(jù)上部結(jié)構(gòu)電算結(jié)果及樁位平面布置要求(墻下承臺基礎(chǔ))，單樁承載力要求達(dá)到4 000 kN(不含液化折減)。根據(jù)地勘土層情況并考慮樁端持力層，選擇有效樁長25 m，樁徑700 mm，混凝土C35。樁端持力層選用第⑧層細(xì)砂層。

工程樁承載力計算如下:

1)不采用后壓漿技術(shù)時(考慮液化折減后):

2)采用后壓漿技術(shù)，且根據(jù)JGJ 94-2008規(guī)范采用復(fù)式注漿法，暫定后壓漿綜合提高系數(shù)β=2.3(根據(jù)多年來太原地區(qū)已施工后壓漿樁基及砂土層特性的地區(qū)經(jīng)驗值估算):

3)液化折減承載力計算:

4)樁體承載力計算:

5)強(qiáng)度計算:

滿足單樁承載力要求。

5 施工準(zhǔn)備、工藝及加固機(jī)理

在經(jīng)過前期的設(shè)計與相關(guān)計算后，本工程的施工方案正式確定，通過建設(shè)主管部門、建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位、施工單位的審核，按照方案進(jìn)行組織施工。

5.1 施工準(zhǔn)備

在施工單位進(jìn)入現(xiàn)場前，嚴(yán)格按照地質(zhì)勘查結(jié)果和設(shè)計方案進(jìn)行施工現(xiàn)場的規(guī)劃與布置。在后壓漿灌注樁施工中，構(gòu)建一套完成的操作系統(tǒng)，泥漿池、泥漿泵、泥漿處理設(shè)備、沉淀池與廢漿池等。為了保證施工現(xiàn)場的環(huán)境與衛(wèi)生，本工程采取較為環(huán)保的泥漿集中處理與排放措施，并且在泥漿池的底部進(jìn)行加固與防滲處理。在本工程的后壓漿灌注樁施工前，施工單位對泥漿制備參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)定，同時滿足以下兩方面的要求:1)在液化地基的鉆孔過程中，盡量滿足成樁過程的基本護(hù)孔要求;2)在成孔后，對孔底沉渣進(jìn)行規(guī)范的處理。

5.2 施工工藝

為了保證本工程后壓漿灌注樁施工的效率和質(zhì)量，必須嚴(yán)格按照規(guī)范的工藝流程進(jìn)行相關(guān)操作。施工單位按照灌注樁的規(guī)范要求成樁，并且及時在鋼筋籠內(nèi)安裝壓漿管路，通過壓漿管路對液化地基土進(jìn)行后壓漿與加固處理。一般情況下，樁底的壓漿管采用兩根通長管，并使用鐵絲進(jìn)行捆綁和固定。為了保證后壓漿的效果，施工單位在壓漿管底部安裝單向閥，以保證對于操作過程的合理控制。同時，為了防止出現(xiàn)混凝土漿液導(dǎo)致壓漿管堵塞的問題，在進(jìn)行施工前，施工單位采取捆綁橡膠帶、生膠等方法進(jìn)行密封，以防止出現(xiàn)局部漏漿的問題。

5.3 加固機(jī)理

在后壓漿灌注樁施工中，施工單位結(jié)合項目所在地的地基狀況，進(jìn)行了必要的加固處理，即通過預(yù)埋壓漿管的方式，將水泥漿壓入到樁側(cè)的土體中，其作用主要表現(xiàn)為:1)通過對樁側(cè)土體的擠壓，以達(dá)到增加樁側(cè)摩阻力的效果;2)降低樁身的滲透或開裂，促使樁身周圍土質(zhì)與水泥漿的膠結(jié)，以改善樁土的總體受力狀態(tài)。

6 結(jié)語

在高層建筑工程的液化地基處理中，后壓漿灌注樁的應(yīng)用日趨廣泛，與傳統(tǒng)的處理措施與方法相比，其具有操作方便、成本低、效果理想等優(yōu)點(diǎn)，對于進(jìn)一步提升液化地基的實(shí)際處理效果具有較大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會效應(yīng)。結(jié)合本文的工程實(shí)例，我們不難發(fā)現(xiàn)后壓漿灌注樁在液化地基中的應(yīng)用也存在一定的缺陷，引發(fā)此類問題的因素是多方面的，其中技術(shù)措施、設(shè)計方案、操作水平、人為失誤等都不容忽視，施工效果因與土層分布的密切的關(guān)系等，有待于進(jìn)一步研究推廣。目前該工程主體已施工完成，樁基承載力達(dá)到設(shè)計要求，且沉降變形均勻，最大沉降量為18 mm，滿足規(guī)范要求及小于計算沉降量。

[1]JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S］.

[2]GB 50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S］.

[3]JGJ 106-2003，建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范[S］.

[4]GB 50011-2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S］.

[5]張連琦，劉振東，岳 永.后壓漿鉆孔灌注樁檢測[J］.山西建筑，2010，36(24):130-131.