陳朝鵬

(山西晉正建設(shè)工程項目管理有限公司，山西 河津 043300)

鉆孔灌注樁以施工噪聲小、對周圍地基影響小、對施工環(huán)境要求較低、承載力相對較好、技術(shù)成熟等特點，現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于高層建筑、大型工業(yè)廠房、大型設(shè)備基礎(chǔ)及大面積過厚回填區(qū)。但其自身和在施工中也存在許多不易克服的技術(shù)弱點:孔底沉渣不易清理、泥漿護壁形成泥皮、坍孔等最終都會影響到整樁承載力。針對鉆孔灌注樁的技術(shù)弱點，不少工程采取了對鉆孔灌注樁進行后注漿。在樁內(nèi)預(yù)埋注漿管至樁底、樁側(cè)，樁身混凝土施工完成達到預(yù)定強度后，通過高壓注漿機、預(yù)埋注漿管將預(yù)定水灰比的水泥漿注入樁底、樁側(cè)，漿液通過滲入、填充、固化等作用與樁體及周圍土體形成一個有機整體，從而達到提高單樁及群樁承載力、減少沉降等效果。中鋁山西興縣氧化鋁食堂、浴室工程就采用了部分樁基后注漿技術(shù)，使其單樁承載力得到了明顯的提高。

鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)，其主要從鉆孔灌注樁施工及后注漿施工兩大方面分別進行質(zhì)量控制。鉆孔灌注樁的施工主要從方案、鉆孔、澆筑混凝土進行控制;后注漿主要從注漿管路制作安裝、開塞、注漿進行控制。

1 方案審查

鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)施工，不僅要求施工單位按要求編制整體施工方案，還要求針對注漿編制專項施工方案，針對現(xiàn)場地質(zhì)條件測算出各種注漿參數(shù)或驗算設(shè)計給出的注漿參數(shù)。后注漿技術(shù)從提出至今已是一項成熟技術(shù)，但因單位、人員、技術(shù)水平、機械設(shè)備及地質(zhì)等不同，選擇的參數(shù)也不盡相同。因此，要依據(jù)掌握的施工技術(shù)知識、實際經(jīng)驗、相關(guān)資料和有關(guān)規(guī)范、標準，對方案選取的參數(shù)進行認真的審查。

2 鉆孔、清孔控制

鉆孔控制依據(jù)GB 50202-2009建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范、JGJ 94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求和設(shè)計給定數(shù)據(jù)進行控制，重點控制孔深、孔徑、垂直度、孔底沉渣厚度、混凝土施工等。

鉆孔是所有工作的關(guān)鍵，如果鉆孔定位有誤或無法保證成孔質(zhì)量，將直接影響到后續(xù)所有工作的施工質(zhì)量。首先要注意開孔質(zhì)量，對此要求施工放線完成后須經(jīng)各單位復(fù)測，同時鉆孔時要對好中線及垂直度，成孔過程中還要求鉆機操控人員隨時檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象，及時加以調(diào)整，現(xiàn)階段鉆機大多采用電腦調(diào)整，所以施工過程主要從人員技術(shù)方面進行控制，保證測量人員放線準確及操作人員操作到位，孔深、孔徑、垂直度相對容易控制。

清孔是在孔深達到規(guī)定要求后對孔底沉渣、泥漿進行清理，這一過程主要是控制施工采用的方法。清孔方法因使用的鉆機不同而靈活應(yīng)用，通常使用提渣和吸渣兩種方法，但在不穩(wěn)定土層中不宜使用第二種方法。不論采取哪種方法都應(yīng)在終孔檢查完全符合設(shè)計要求后立即進行孔底清理，避免時間過長泥漿沉淀，引起孔內(nèi)坍塌。

3 水下混凝土施工控制

清孔完成后將鋼筋籠放入孔內(nèi)定位、加固完成后，即進入混凝土施工階段，這一過程主要對材料及施工方法進行控制。在混凝土施工過程中主要控制導(dǎo)管下放深度、混凝土的和易性和坍落度等。導(dǎo)管一般下放至距孔底30 cm～50 cm，混凝土灌注過程要勻速，不宜過快，坍落度嚴格按規(guī)范要求控制在180±30，特別注意在混凝土澆灌至鋼筋籠底部時應(yīng)放緩澆灌速度，以防止出現(xiàn)鋼筋籠上浮現(xiàn)象。

4 注漿管制作、安設(shè)控制

對用于注漿的注漿管，一般采用鋼管材質(zhì)、連接采用絲扣連接，以保證其嚴密性，下部設(shè)花管，花管大小、出漿口的方向、出漿孔徑、孔距是否符合方案要求;安設(shè)注漿管時，檢查注漿管與鋼筋籠連接是否可靠、牢固，一般采用鐵絲綁扎，而不用焊接，這是為防止焊點過小在混凝土施工中容易開焊，而焊點過大則容易對管道造成損傷，無法保證其嚴密性;注漿頭是否用合適的橡膠膜封閉、包裹;注漿管上端是否略高出地坪，并要有良好的封堵，以便后續(xù)注漿施工及防止雜物進入堵塞注漿管。

5 開塞控制

開塞即注漿管道及注漿花管的疏通，這一過程最易受施工環(huán)境影響。一般在混凝土澆筑后2 d～3 d，混凝土強度達到C10～C15時方可進行開塞。開塞時間將決定能否順利注漿，控制好開塞時間是注漿控制的重點。開塞時間過早，混凝土未形成一定的強度，在高壓水的沖射下會破壞樁端成型和混凝土強度，降低樁身質(zhì)量;開塞時間過遲，則包裹花管的混凝土強度過大，會造成花管外側(cè)橡膠膜無法在水壓下打開，導(dǎo)致注漿管堵塞不能注漿。開塞時要在現(xiàn)場觀察高壓注漿泵的開塞壓力，控制注入水量，花管正常疏通即可，不宜注水過多，防止對樁頭造成破壞。

6 注漿控制

首先保證水泥質(zhì)量，核實現(xiàn)場水泥漿的水灰比，外加劑加入量;檢查現(xiàn)場各設(shè)備的完好情況，機械的控制對此環(huán)節(jié)影響較大。注漿開始后規(guī)范記錄注漿壓力、注漿時間、注漿水泥用量。注漿壓力過小，漿液對樁端土、樁周土滲入范圍過小起不到固化作用;注漿壓力過大，可能會損壞注漿管，因此要控制一個較合適的注漿壓力，初始壓力一般按開塞壓力的一半開始。注漿一般以注入水泥量或最終注漿壓力為主控因素:1)水泥注入量達到預(yù)定量，無特殊情況即可停止注漿。水泥預(yù)定量可根據(jù)現(xiàn)場多樁實際注漿情況進行平均修正。2)最終注漿壓力達到設(shè)計或規(guī)范要求最大值即停止注漿。

下面以中鋁興縣氧化鋁食堂工程為例進行說明。

中鋁興縣氧化鋁食堂、浴室工程建筑面積4749.93 m2，基底面積2863.01 m2，建筑層數(shù)地上2 層9.75 m，局部12.25 m，根據(jù)山西省第三地質(zhì)工程勘察院2012年5月巖土工程勘察報告(詳勘階段)，本區(qū)域為大面積回填區(qū)，回填土厚度距設(shè)計標高±0.00最深處7.4 m，最淺處5.4 m，大部分為6.3 m左右，為保證地基承載力滿足上部荷載要求，設(shè)計選用了樁徑800 mm、樁長10 m鉆孔灌注樁共65根，樁端進入第2層卵石層不小于0.8D，Z-1設(shè)計單樁豎向承載力特征值按1500 kN。Z-2后注漿灌注樁22根，設(shè)計單樁豎向承載力特征值按3000 kN，單樁平均注漿2 t(設(shè)計水泥用量)。

施工前首先要求施工單位編制鉆孔灌注樁施工方案，還要求編制注漿技術(shù)專項方案，對注漿水灰比現(xiàn)場按0.6控制，注漿壓力控制在2 MPa～5 MPa。

此項目施工中對后注漿樁的技術(shù)改進主要在花管部分，將原注漿花管改為橡膠內(nèi)胎。施工中先準備直徑25 mm、長度比孔深長20 cm的鋼管兩根，作為注漿管。再準備直徑等于鋼筋籠直徑3 mm～5 mm厚的圓形鋼板一塊，中間開孔直徑300 mm，橡膠內(nèi)胎直徑略小于鋼板直徑代替原花管部分。將鋼板固定于鋼筋籠底，橡膠內(nèi)胎用鐵絲固定于鋼板底面，一根注漿管穿過鋼板及橡膠內(nèi)胎一邊后用螺栓固定于橡膠胎內(nèi)部，將橡膠內(nèi)胎填滿碎石，封閉開口處。另一鋼管直接穿過圓形鋼板中部孔，管頭采用塑料軟管封堵，鐵絲綁扎牢固(見圖1)。

這一過程主要控制好導(dǎo)管的連接、固定、導(dǎo)管與橡膠內(nèi)胎的連接;后注漿導(dǎo)管應(yīng)采用鋼管，注漿管的連接可靠、密封，橡膠內(nèi)胎與注漿管及鋼板的螺栓固定密封可靠，備用注漿管的管頭封堵嚴密。

通過用橡膠內(nèi)胎替代原花管的優(yōu)點:1)有效避免原花管的局部堵塞問題，保證后續(xù)注漿順利。2)橡膠內(nèi)胎在注漿過程中通過漿液壓力自爆，漿液通過碎石間隙滲透，將原來的花管多點式注漿轉(zhuǎn)化為多面式注漿，有效的提高了漿液滲透范圍，提高注漿的效果及質(zhì)量。

再按正常施工工藝施打鉆孔樁(成孔并清孔)后，將注漿管綁扎在鋼筋籠內(nèi)部兩側(cè)，同步放入孔內(nèi)，伸至孔底，而頂部露出樁孔口20 cm。隨后下導(dǎo)管、清孔、澆灌混凝土。這一過程主要控制孔深、清渣情況及鋼筋籠下放深度要求，鋼筋籠應(yīng)沉放到底，不得懸吊，下籠受阻時不得撞籠、墩籠和扭籠，盡可能保證孔深達到設(shè)計要求又不過深，以保證橡膠內(nèi)胎貼近樁底底面，后注漿時滲透范圍及性能達到設(shè)計要求。

壓水試驗。壓水試驗是注漿工藝中的一個環(huán)節(jié)，它的作用是預(yù)壓及疏通注漿通道，以檢查注漿管的可灌性與聯(lián)能性，為注漿做好準備工作。成樁后2 d～3 d用高壓水壓通注漿通道，壓水量一般控制在0.2 m3～0.6 m3，壓水時間 3 min～5 min，壓水壓力0.5 MPa～1.0 MPa。此過程主要檢查水壓大小及壓水量，由于本工程的原花管已改為橡膠內(nèi)胎替代，所以壓水過程中水量現(xiàn)場控制，只要能確定注漿管線通順即可。如注漿管壓力過大或堵塞，可采用備用注漿管試驗。

注漿施工。注漿是注漿工藝中的最后環(huán)節(jié)，注漿過程要著重控制好注漿壓力、漿液水灰比、注漿水泥量這三個指標。注漿壓力并不是一個固定的指標，有一定的調(diào)整范圍，本工程現(xiàn)場為主要回填土及砂石土，根據(jù)壓水試驗結(jié)果，樁的長度等因素適當調(diào)整，并通過現(xiàn)場試注漿最終確定注漿壓力。通常以開塞壓力作為注漿的起始壓力，注漿終壓應(yīng)力為初壓的2倍～3倍，一般5倍為極限值。注漿水灰比控制原則一般是先用稀漿，再用中等濃度漿液，最后注濃漿。由于此工程為樁端注漿，注漿面全部位于地下水位以下，現(xiàn)場水灰比按圖紙控制為0.6。注漿時應(yīng)根據(jù)樁端持力層的巖土性狀和沉渣量等因素，預(yù)先計算所需注漿量。注漿流量不宜超過75 L/min;注漿結(jié)束的標準是注漿壓力達到終壓，此時吸漿量逐步變小并穩(wěn)定在5 min～15 min，完成設(shè)計的注入漿液體積，終壓穩(wěn)定條件下達到大于設(shè)計要求的漿液注入量。

注漿過程采用三控的辦法進行控制:

1)注漿量的控制:直徑800 mm的樁，樁底壓漿達到1500 kg水泥時，壓力高于設(shè)計值，即停止注漿;

2)壓力控制:樁底壓漿壓力不超過4 MPa，達到以上壓力，注漿量不滿足設(shè)計要求時，要采用穩(wěn)壓間隔式注漿工藝，穩(wěn)壓靜置時間大于10 min，仍注不進去時可停止注漿;

3)樁體上抬量不得超過3 mm。

[1]JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2]GB 50202-2009，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[3]宋衛(wèi)國.灌注樁后壓漿施工技術(shù)[J].山西建筑，2006，32(5):100-101.

[4]張忠亭.鉆孔灌注樁設(shè)計與施工[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[5]王志勇.鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)原理與應(yīng)用[J].西部探礦工程，2008(6):44-46.