汪曉豐 安愛軍

(1.長沙市城市建設(shè)科學(xué)研究院，湖南長沙 410011;2.中南大學(xué)土木工程學(xué)院，湖南長沙 410075)

0 引言

迄今對灌注樁后注漿的施工工藝及沖水開塞壓力控制方面，既沒有明確的規(guī)范，也沒有可供借鑒的報(bào)告［1-5］。尤其是在軟土地區(qū)對鉆孔灌注樁進(jìn)行后注漿施工過程中，如何控制沖水開塞時(shí)間、沖水量以及沖水時(shí)間，都是急需研究的課題［6，7］。因此，開展軟土地區(qū)鉆孔灌注樁后注漿沖水開塞施工工藝及控制標(biāo)準(zhǔn)研究，具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

基于此，本文以軟土地區(qū)鉆孔灌注樁的后注漿沖水開塞實(shí)驗(yàn)為依托工程，從便于施工及有效利用鉆孔灌注樁預(yù)埋聲測管以節(jié)約成本角度出發(fā)，嘗試?yán)寐暅y管進(jìn)行樁身預(yù)埋注漿管開式注漿開展現(xiàn)場試驗(yàn)，以期形成一套適合軟土地區(qū)鉆孔灌注樁后注漿施工過程中沖水開塞方法和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

1 實(shí)驗(yàn)工點(diǎn)概況

1)工程地質(zhì)條件。

實(shí)驗(yàn)區(qū)屬于蘇州陽澄湖地段，地層上部以沉積淤泥為主，厚度達(dá)15 m左右，淤泥以下為典型軟土和粉土為主。二者的覆蓋厚度達(dá)30 m～55 m。

2)注漿參數(shù)設(shè)計(jì)。

采用樁端后注漿進(jìn)行樁基承載力加固和減小樁基沉降量。考慮到土體特性和注漿目的，注漿壓力小于3.0 MPa，每根樁注漿量控制在2.5 t以內(nèi)。樁體抬升量小于2 mm。采用注漿壓力和樁體抬升量的雙重控制標(biāo)準(zhǔn)作為注漿停止標(biāo)準(zhǔn)。

3)樁端注漿單向閥設(shè)置。

利用聲測管進(jìn)行樁端注漿。在聲測管底部50 cm內(nèi)鉆設(shè)直徑為4 mm的小孔，并用圖釘堵住小孔，然后用自行車?yán)飵鬃÷暅y管鉆小孔的部分，確保圖釘在注漿過程中起到單向流動(dòng)的閥門作用。

2 樁基后注漿施工工藝

樁基后注漿施工工藝為:單向閥加工、綁定聲測管、預(yù)埋聲測管、混凝土成樁灌注、灌注完成后12 h內(nèi)對聲測管的單向閥進(jìn)行開孔、成樁24 h后進(jìn)行注漿施工，如圖1，圖2所示。

圖1 成樁、元件安裝流程

圖2 后注漿工藝流程

3 沖水開塞和注漿壓力

壓水開孔是注漿施工前必不可少的關(guān)鍵工序，尤其是沖水開孔的時(shí)間控制是決定能否進(jìn)行樁端后注漿的關(guān)鍵。不僅如此，通過壓水開孔，可以探明并疏通注漿通道、提高樁底可灌性。

采用攝像機(jī)及照相機(jī)等記錄設(shè)備采集壓水開孔過程中開孔壓力的時(shí)程曲線以及注水量的大小。

1)沖水開塞。

一般情況下，沖水開塞壓力按照2級～3級的順序逐級升壓進(jìn)行，以注漿壓力和注水量雙重控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制壓水開孔結(jié)束。根據(jù)聲測管的長度，壓水量應(yīng)控制在0.6 m3～1.0 m3，開塞壓力一般小于3 MPa。開孔現(xiàn)象控制標(biāo)準(zhǔn):如一根樁的聲測管串水或是水量持續(xù)增加而壓力不變，則表明可以停止壓水開孔施工。圖3為某根樁的壓水開孔記錄。

圖3 某樁的開塞壓力與時(shí)間關(guān)系圖

由圖3中可知:樁端管壓水開孔壓力介于5.0 MPa～6.0 MPa之間，水量需要0.8 m3左右。沖水壓力隨沖水時(shí)間的延遲增加緩慢，待沖水壓力達(dá)到峰值后便急劇下降，說明注漿管的注漿孔成功開塞，可以進(jìn)行注漿。但是要想達(dá)到更好的注漿效果，因?qū)_水時(shí)間延長至2 min～3 min，利用沖水壓力劈開一定的注漿通道。

2)注漿壓力。

在后注漿施工過程中，注漿壓力和注漿量的控制是決定樁端后注漿效果的關(guān)鍵因素。因?yàn)樽{壓力的大小與漿液的擴(kuò)散半徑和土體的壓密程度息息相關(guān)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，埋深達(dá)50 m左右、樁基直徑為0.8 m的樁基，其樁端后注漿壓力應(yīng)控制在1.2 MPa ～2.5 MPa 之間，注漿量應(yīng)控制在 2.0 t。

4 后注漿灌注樁施工注意事項(xiàng)

1)沖水開塞宜在鉆孔灌注樁成樁后的12 h完成，沖水量應(yīng)控制在1 m3以內(nèi)，沖水延遲時(shí)間應(yīng)控制在3 min之內(nèi);

2)單向閥的制作過程中，應(yīng)在注漿管鉆出4排小孔，每排小孔的直徑控制在4 mm～10 mm，小孔間距控制在5 cm左右;并采用圖釘作為單向控制閥，并用絕緣膠布進(jìn)行保護(hù);

3)將制作好的單向閥安裝在聲測管的底部，采用聲測管安裝定位的方法進(jìn)行安裝定位;

4)對同一承臺(tái)的樁基進(jìn)行注漿時(shí)，應(yīng)采用跳樁的方式進(jìn)行注漿，且注漿時(shí)間應(yīng)控制在成樁后的7 d左右;

5)若對樁進(jìn)行靜載實(shí)驗(yàn)等相關(guān)承載過程，需待注漿完成15 d后進(jìn)行，以便注漿的漿液形成強(qiáng)度。

5 結(jié)語

本文通過對某實(shí)驗(yàn)工點(diǎn)軟土地區(qū)的樁基后注漿實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，得到如下成果:1)建立了一套適合軟土地區(qū)鉆孔灌注樁后注漿的施工方法與工藝;2)獲得了軟土地區(qū)后注漿施工的沖水開塞控制方法和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，為類似工程提供了一定的參考價(jià)值。

［1］李向紅.CCG注漿技術(shù)的理論研究和應(yīng)用研究［D］.上海:同濟(jì)大學(xué)博士后論文，2002.

［2］李月健.土體內(nèi)球形空穴擴(kuò)張及擠土沉樁機(jī)理研究［D］.杭州:浙江大學(xué)博士學(xué)位論文，2001.

［3］鄒金鋒，李 亮，楊小禮.土體劈裂灌漿力學(xué)機(jī)理分析［J］.巖土力學(xué)，2006，27(4):625-628.

［4］鄒金鋒，羅 恒，李 亮.考慮中主應(yīng)力時(shí)土體劈裂灌漿力學(xué)機(jī)制的大變形分析［J］.巖土力學(xué)，2008，29(9):2515-2520.

［5］鄒金鋒，李 亮，楊小禮.劈裂注漿能耗分析［J］.中國鐵道科學(xué)，2006，27(2):52-55.

［6］鄒金鋒.劈裂注漿機(jī)理分析及應(yīng)用研究［D］.長沙:中南大學(xué)，2004.

［7］Yang Xiao-Li，Zou Jin-Feng.Estimation of compaction grouting pressure in strain softening soils［J］.Journal of Central South U-niversity of Technology，2009，16(4):653-657.