潘宏雨，孫 芳

（鄭州工業(yè)貿易學校，河南鄭州 450007）

鉆孔灌注樁后注漿技術實踐及其效果分析

潘宏雨，孫 芳

（鄭州工業(yè)貿易學校，河南鄭州 450007）

介紹了鄭州廣發(fā)花園二期·格林融熙國際大廈鉆孔灌注樁后注漿的施工工藝及單樁靜載試驗結果;并通過該工程鉆孔灌注樁后注漿施工的經濟效益分析，闡明了后壓漿技術是提高鉆孔灌注樁單樁承載力的一項有效措施，具有良好的技術經濟效益。

鉆孔灌注樁;后注漿;單樁承載力;經濟效益

隨著城市建設的發(fā)展，高層建筑物的增高、增多，基礎設施所要求的規(guī)模和單樁承載力亦越來越大。后壓漿施工技術在鉆孔灌注樁的應用滿足了高層建筑物的承載力要求，在各行各業(yè)的基礎工程建設中發(fā)揮了重要作用，得到了廣泛迅速的發(fā)展。鄭州廣發(fā)花園二期·格林融熙國際大廈樁基工程就采用了鉆孔灌注樁后注漿技術，取得了良好的技術和經濟效益。

1 工程概況

廣發(fā)花園二期·格林融熙國際大廈位于鄭州市經三路與廣電南路交叉口東南角。主樓地上30層，地下2層，高97.5 m，框剪結構，平面呈Z字形;裙樓地上5層，地下2層，高22.5 m，框架結構;周邊地下車庫為地下2層，框架結構。總建筑面積約117萬m3。工程重要性等級為一級，建筑抗震設防類型為丙類。

工程場地80 m勘探深度范圍內，地層由第四系全新統(tǒng)和上、中更新統(tǒng)地層構成，根據(jù)其物理力學性質及工程地質特性分為18個地質單元層。其中，樁基所處的持力層和下臥層地層特征如下:

（10）中砂層（Qal+pl4-1），灰色 ～ 灰黃色，飽和，密實，層底埋深25.5～27.0 m，平均層厚8.93 m;

（11）粉質粘土層（Qal3），褐黃色，夾灰色斑紋，硬塑，層底埋深31.5～32.5 m，平均層厚5.48 m;

（12）粉砂夾粉土層（Qal3），以粉砂為主，間續(xù)分布薄層粉土，粉砂呈褐黃色，飽和，密實，層底埋深36.0～36.5 m，平均層厚4.43 m;

（13）粉質粘土層（Qal3），黃褐色 ～ 棕黃色，硬塑，局部輕微膠結，層底埋深41.9～42.6 m，平均層厚5.91 m。

經分析計算論證，主樓采用后壓漿鉆孔灌注樁，方案設計樁徑0.6 m，抗拔樁樁頂標高為-11.5 m，樁長17 m;抗壓樁樁頂標高為-11.9 m，樁長28 m。樁基設計參數(shù)見表1。

表1 樁基設計參數(shù)

2 鉆孔灌注樁后壓漿作用機理

鉆孔灌注樁后注漿技術是對樁身混凝土強度已達70%的半成品樁，通過預埋在樁身的注漿管，向預定的樁端或樁側土層采用高壓泵壓入水泥漿的方法，屬于劈裂注漿與滲透注漿相結合。如注漿區(qū)在樁底，則漿液首先在樁底沉渣區(qū)劈裂和滲透，使沉渣及樁端附近土體密實，產生“擴底樁”效應;如注漿區(qū)在樁側某部位，則該部位也同樣出現(xiàn)“擴徑”，產生“枝節(jié)樁”的效應。從而增大樁的側摩阻力和端阻力，大幅度地提高單樁的承載力。

3 后壓漿鉆孔灌注樁施工工藝

根據(jù)工程地層情況和技術要求，本工程采用潛水鉆機成孔，泵吸反循環(huán)法洗孔、排渣、自流回灌式循環(huán)系統(tǒng)，水下灌注混凝土成樁。

（1）壓漿管的設置及定位。每根樁設置4根直徑為25 mm的焊接鋼管為注漿管，其中2根為樁側注漿用，距鋼筋籠底9 m，對稱固定于鋼筋籠內側。

（2）壓漿用水泥為普通42.5水泥;水灰比0.5～0.65;壓漿終止壓力為2.5～3 MPa，穩(wěn)定3～10 min。

（4）工藝流程如圖1所示。

圖1 后注漿工藝流程圖

4 后壓漿施工質量保證措施

為確保工程樁的壓漿質量，本工程施工過程中采取了如下質量保證措施:

（1）采用單向閥噴頭孔底注漿器和環(huán)形膠閥樁側注漿器保證注漿有效進行，砼灌注前注漿管已埋深60 cm，以確保注漿閥順利打開;

（2）注漿過程采用控制單樁水泥用量和注漿壓力的雙控措施，確保注漿質量;

（3）采用樁端與樁側綜合注漿法，既保證了樁底注漿效果又提高了樁摩阻力，單樁總承載力可比同規(guī)格普通鉆孔灌注樁提高30%以上;

（4）終止注漿條件:注漿總量達到設計值的75%，且注漿壓力超過設計值，否則應繼續(xù)注漿;

（5）注漿終止后必須進行憋壓，持續(xù)至壓力自然消失;

（6）注漿作業(yè)與成孔作業(yè)點的距離不宜小于8 m。

5 后壓漿鉆孔灌注樁效果

5.1 單樁豎向抗壓靜載試驗結果

共抽測6根樁進行單樁豎向抗壓承載力試驗，結果見表2。

表2 單樁豎向抗壓靜載試驗結果

根據(jù)受檢樁單樁豎向抗壓靜載荷試驗結果，本工程單樁豎向抗壓承載力特征值Ra=2500 kN，滿足設計要求。

5.2 單樁豎向抗拔靜載試驗結果

共抽測3根樁進行單樁豎向抗拔承載力試驗，結果見表3。

表3 單樁豎向抗拔靜載試驗結果

根據(jù)受檢樁單樁豎向抗拔靜載荷試驗結果，本工程單樁豎向抗拔承載力特征值Ra=750 kN，滿足設計要求。

5.3 樁身完整性檢測結果

采用低應變反射波法對樁身完整性的類別進行判斷，其結果為:工程總樁數(shù)688根，共抽檢207根。其中Ⅰ類樁202根，Ⅱ類樁5根，未發(fā)現(xiàn)Ⅲ類和Ⅳ類樁。

6 后注漿法技術經濟效益分析

本工程使用后注漿法處理樁基后，經分析對比，其主要技術經濟效益體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）后注漿法是提高鉆孔灌注樁垂直承載力、減小承載力離散性及減小沉降量的一項有效措施。

（2）注漿后單樁垂直承載力的提高幅度與樁底和樁側土層性質有著密切的關系，可使嵌巖樁改變成非嵌巖樁，從而節(jié)省施工費用，產生顯著的經濟效益。統(tǒng)計資料表明，在北京地區(qū)，10 m左右的短柱，當樁底進入中粗砂及礫石層時，采用樁底注漿工藝后，其單樁垂直承載力可提高70% ～200%;福建地區(qū)樁底進入砂層的60 m長樁，在樁底注漿后承載力可提高80%～90%;天津地區(qū)樁底進入粉細砂層的40～60 m中長樁，在樁底注漿后承載力可提高20%～40%;鄭州地區(qū)樁端進入細砂層的中長樁，樁端、樁側復式注漿后承載力可提高50%～70%。所以，對于基巖埋藏較深、松散層較厚的地區(qū)，施工鉆孔灌注樁時，在砂卵礫石層區(qū)，采用樁底注漿工藝，可產生較大的經濟效益。本工程地處黃河沖積平原，樁基持力層選擇在較厚的⑩瑠層中砂層。試驗表明，后注漿后單樁垂直承載力提高幅度越大，樁底進入砂層越深，后注漿效果越佳。

表4 后壓漿灌注樁與普通灌注樁經濟效益分析對比

由表4可看出，當后壓漿灌注樁的單樁極限承載力特征值提高到30% ～60%的時候，工程總造價可以比普通灌注樁節(jié)約18%～45%。充分說明后壓漿灌注樁的經濟效益也是可觀的。

7 幾點體會

在實際施工中，為保證后壓漿法加固樁基的效果，應注意以下4個方面的問題。

（1）后壓漿技術有其地層適應范圍，在樁基礎的設計中，樁端持力層的選擇和布樁方案尤為重要，如何設計以達到最佳的經濟效果，應視具體情況而定。比如，某些工程因建筑物需要，設計樁長達到60 m，甚至更長，進入砂層很深，但這些樁由于承載力離散性較大，效果并不好。設計時應充分考慮安全和經濟兩方面因素，在滿足承載力要求的同時，采用適當?shù)淖{方法，以達到既縮短樁長又能減小沉降的目的，以節(jié)約工程成本。

（2）壓漿管和出漿口的選用問題。壓漿管宜用鍍鋅鋼管或黑鐵管，直徑可采用2.5或3.0 cm。對于超長樁，可以考慮采用3.0或3.8 cm。出漿閥以單向截流閥為佳，實踐證明采用該出漿閥后注漿成功率達96%以上。

（3）注漿壓力和注漿速度的選擇。理論上，只要漿液能注入土中，宜采用低壓、慢速注漿，這樣可以讓漿液在樁底或樁側較均勻滲透和緩慢刺入，以得到最佳加固效果。

（4）注漿部位的確定。在樁底注漿，出漿口宜埋入樁底以下土中的一定深度，一方面可避免出漿口被水泥漿包住，同時也可以讓水泥漿充分加固樁底沉渣或虛土。對于樁側注漿，出漿口宜選在砂性土層，因為在該土層樁的摩阻力損失最大，對該部位進行加固效果最好。

8 結語

鄭州廣發(fā)花園二期·格林融熙國際大廈鉆孔灌注樁后壓漿的實踐表明，鉆孔灌注樁的設計與施工，在充分考慮場地的地層地質條件下，采取合理的施工技術是非常必要的。該工程案例中通過對后壓漿技術的應用，不僅使單樁的承載力得到了提高，降低了工程成本，而且保證了施工質量，獲得了顯著的技術與經濟效益。

［1］ 王智.厚砂層地區(qū)鉆孔灌注樁后注漿技術應用［J］.閩西職業(yè)技術學院學報，2006，（9）.

［2］ 劉海.鉆孔灌注樁樁底后壓漿技術在廊坊萬達廣場高層建筑基礎中的應用［J］.科學大眾（科學教育），2011，（2）.

［3］ 孫建利.灌注樁后壓漿技術的機理與應用研究［J］.中國新技術新產品，2011，（3）.

［4］ 申建宇，等.后壓漿樁技術的應用研究［J］.基礎工程，2001，（10）.

［5］ 宋小軍，等.鉆孔灌注樁后壓漿技術的適應條件及設計思路［J］.中國勘察與巖土工程，1999，（4）.

致謝:本文還參考了《鄭州廣發(fā)花園二期·格林融熙國際巖土工程勘察報告》（盧培剛，2009年8月）、《格林融熙國際后壓漿灌注樁施工組織設計》（盧培剛，等.2010年6月）和《格林融熙國際后壓漿灌注樁檢測報告》（劉霞，等.2010年12月）。在此表示衷心的感謝!

Practice of Post-grouting Technology for Bored Pile and the Effect Analysis

PAN Hong-yu，SUN Fang（Zhengzhou Trade and Industry Schools，Zhengzhou Henan 450007，China）

The construction of post-grouting technology for bored pile in Zhengzhou is presented with the static loading test results of a single pile;and by the economic benefit analysis on the post-grouting for bored pile construction，it is elucidated that post-grouting technology is an effective measure to improve bearing capacity of single bored pile with good technical and economic benefits.

bored pile;post-grouting;bearing capacity of single bored pile;economic benefit

TU473.1

B

1672-7428（2012）07-0056-03

2012-01-06;

2012-04-18

潘宏雨（1965-），男（漢族），河南信陽人，鄭州工業(yè)貿易學校高級工程師、副教授，土木工程專業(yè)，碩士，從事巖土工程技術與教學工作，河南省鄭州市中原中路31號，tianping1965@126.com。