倪晉貴 （安徽巖土工程有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230011）

0 前 言

鉆孔擴(kuò)底灌注樁樁端后壓漿技術(shù)是在鉆孔擴(kuò)底灌注樁成樁后，通過(guò)預(yù)埋的注漿管對(duì)擴(kuò)大頭樁底壓入高壓水泥漿液，經(jīng)過(guò)漿液的填充、壓密、固結(jié)等作用，使樁底和樁底以上樁周一定高度范圍內(nèi)的巖土強(qiáng)度得到改善，樁底沉渣及樁周泥皮隱患得到消除，從而有效提高樁端及樁側(cè)局部阻力，達(dá)到大幅度提高單樁承載力的目的[1]，該技術(shù)作為住建部推廣的十大新技術(shù)之一在我國(guó)很多地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。安徽省合肥地區(qū)因地質(zhì)條件復(fù)雜或人工挖孔樁超深限用等原因，有相當(dāng)一部分樁基工程需要采用泥漿護(hù)壁鉆孔擴(kuò)底灌注樁（主要為端承樁或端承摩擦樁）工藝施工。通常情況下，工程地質(zhì)勘察報(bào)告提供的鉆孔灌注樁持力層樁端承載力特征值fak為人工挖孔樁的0.6～0.8倍。為提高鉆孔灌注樁單樁承載力，除樁底采用機(jī)械擴(kuò)底措施外，尚需采用擴(kuò)大頭樁底后壓漿措施來(lái)達(dá)到近似人工挖孔樁承載力效果。

1 工程概況

合肥星隆廣場(chǎng)位于合肥市望江東路與二環(huán)路交叉口西南角，由3棟34層住宅樓、4～7層商業(yè)廣場(chǎng)組成，3層地下人防車庫(kù)。地下車庫(kù)樁基設(shè)計(jì)共478根灌注樁，有效樁長(zhǎng)21m，單樁承載力特征值設(shè)計(jì)為4000～6000kN，樁端持力層位于⑦層中風(fēng)化泥巖，基礎(chǔ)工程樁基樁徑有800mm、900mm、1000mm、1200mm，擴(kuò)底直徑900～2400mm。原樁基設(shè)計(jì)為人工挖孔成孔法，因施工中地質(zhì)條件復(fù)雜易產(chǎn)生流沙現(xiàn)象，施工安全難以得到保障，后經(jīng)反復(fù)論證，決定采用泥漿護(hù)壁旋挖樁機(jī)械擴(kuò)底成孔施工技術(shù)并配以樁端后壓漿技術(shù)，規(guī)避了采用人工挖孔成孔施工措施費(fèi)用高、安全隱患多且難以實(shí)施的重大安全風(fēng)險(xiǎn)。已施工的478根灌注樁經(jīng)檢測(cè)均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，達(dá)到了預(yù)期效果。

2 施工場(chǎng)地范圍內(nèi)工程地質(zhì)情況

場(chǎng)地地層自上而下分為：①層素填土層（層厚0.3～4.2m）；②層粘土層（層厚0.8～3.9m）；③層粘土層（層厚16.5～21.4m）；④層粉質(zhì)粘土層（層厚0.9～6.0m）；⑤層粉土夾粉砂層（層厚1.7～7.9m）；⑥層強(qiáng)風(fēng)化泥巖（層厚1.0～4.1m）；⑦層中風(fēng)化泥巖（最大揭露層厚16.4m）。

3 后壓漿技術(shù)適宜性分析

本工程基坑深度約15m,旋挖鉆孔擴(kuò)底后壓漿灌注樁在基坑內(nèi)施工，成孔深度范圍內(nèi)鉆遇地層主要為③～⑦層，樁端入中風(fēng)化泥巖深度不小于1.0m。鉆孔灌注樁施工難點(diǎn)是較厚的粉土夾粉砂層和強(qiáng)風(fēng)化泥巖層，施工中易出現(xiàn)塌孔、清渣難現(xiàn)象，為減輕成孔過(guò)程中對(duì)⑤～⑥層的浸泡和沖刷作用，需要采取優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁措施，同時(shí)擴(kuò)底成孔移機(jī)后，盡可能縮短下鋼筋籠、安裝注漿管、下導(dǎo)管和二次清孔作業(yè)時(shí)間，盡快灌注水下混凝土。雖然成孔施工過(guò)程中，采取了以上一些措施，但也很難達(dá)到理想的處理效果。按設(shè)計(jì)要求，端承樁孔底沉渣厚度小于50mm即為合格，因此采用泥漿護(hù)壁措施成孔可以控制沉渣厚度滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，但難以做到孔底無(wú)沉渣?？椎壮猎涂妆谀嗥ひ恢笔怯绊憜螛冻休d力的兩個(gè)重要因素，而后壓漿技術(shù)的應(yīng)用則很好地解決了本工程以上一些難題[2]，同時(shí)樁底以上樁周一定范圍內(nèi)較厚的粉土夾粉砂層、強(qiáng)風(fēng)化泥巖層得到加固。

4 試樁理論估算與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

①鉆孔擴(kuò)底灌注樁樁底后壓漿施工工藝由施工單位依據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）、工程地質(zhì)條件、類似工程施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定。為取得工程實(shí)際資料和工程樁的設(shè)計(jì)參數(shù)及所采用施工工藝的合理性，現(xiàn)場(chǎng)先期施工了3根試樁、12根錨樁。

②根據(jù)本工程地質(zhì)勘察報(bào)告提供的地層、人挖樁和泥漿護(hù)壁鉆孔樁樁側(cè)阻力特征值qsia及樁端阻力特征值qpa，按下式（1）估算擴(kuò)底灌注樁豎向承載力特征值Ra[3]，理論估算值與試驗(yàn)值結(jié)果見表1。

3根試樁壓漿前后單樁極限承載力理論估算值與試驗(yàn)值比較 表1

③試樁養(yǎng)護(hù)28d后，對(duì)3根試樁進(jìn)行小應(yīng)變檢測(cè)和單樁豎向靜載荷試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：樁底壓漿樁與未壓漿樁相比單樁極限承載力可提高20%左右。本次試驗(yàn)后壓漿樁極限承載力是在非破壞性試壓條件下所得出的,而且設(shè)計(jì)單位要求滿足設(shè)計(jì)承載力要求即終止加載，3組試樁仍可兼做工程樁用。

5 后壓漿施工工藝

鉆孔擴(kuò)底灌注樁樁底后壓漿施工工藝是伴隨鉆孔擴(kuò)底灌注樁施工而進(jìn)行的，其完整施工工藝流程如下：旋挖樁一徑到底常規(guī)施工工藝（施工準(zhǔn)備→測(cè)量定位→護(hù)筒設(shè)置→鉆機(jī)就位→泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)成孔→出土、清渣→測(cè)量孔深）→擴(kuò)孔施工→擴(kuò)孔出土、清渣→擴(kuò)孔檢驗(yàn)→壓漿管、管閥與孔內(nèi)鋼筋籠同步安裝→樁身水下混凝土灌注→壓漿設(shè)備安裝→壓水泥漿→壓漿穩(wěn)壓→設(shè)備拆除、清洗。

5.1 樁身內(nèi)壓漿管路系統(tǒng)的預(yù)埋設(shè)置與安裝

圖1 旋挖擴(kuò)底灌注樁及后壓漿樁身大樣

本工程樁底后壓漿預(yù)埋（壓漿管路系統(tǒng)的預(yù)埋見圖1）2根Φ48普通鐵水管，長(zhǎng)度與通長(zhǎng)配筋的鋼筋籠同長(zhǎng)，并伸出鋼筋籠底50cm左右，兩管對(duì)稱用鐵絲綁扎在鋼筋籠主筋內(nèi)側(cè)，靠近鋼筋籠底部用φ8鋼筋環(huán)套焊固定在主筋上。壓漿管采用接箍絲扣連接并纏生膠帶密封，壓漿閥采用徑向?qū)ΨQ4個(gè)溢漿孔（孔徑6～8mm）的單向閥系統(tǒng)，管底用堵頭封死，溢漿孔（位于軸向上下環(huán)凸臺(tái)之間）外側(cè)用自行車內(nèi)胎環(huán)繞密封并用鐵絲扎牢。

5.2 壓漿設(shè)備

后壓漿主要設(shè)備：SYB50/50-Ⅱ注漿泵、SM-300攪拌機(jī)、注漿管、球閥等。

5.3 壓漿技術(shù)參數(shù)

①注漿壓力：樁底壓漿時(shí)，其有效工作壓力控制在1MPa～2MPa，終結(jié)壓漿時(shí)其瞬間最大壓力不超過(guò)3.2MPa。

②壓漿材料及配比：壓漿材料采用強(qiáng)度等級(jí)為PO32.5的普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.45～0.65，初次打開壓漿閥時(shí)采用稀漿，正常壓漿時(shí)采用濃漿。

③壓漿量估算：壓漿量的計(jì)算目前尚無(wú)比較切合工程實(shí)際情況的計(jì)算公式，本工程采用《大直徑擴(kuò)底灌注樁技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T225-2010）推薦的注漿量[4]估算公式Gc=αpD+αsnd。

結(jié)合本工程具體情況，按上述公式估算出的設(shè)計(jì)壓漿量為1.9～3.6m3，實(shí)際單樁兩壓漿管合計(jì)壓漿量多在1.3～2.8m3，小于估算值，分析其原因主要是使用了一種自行研制的旋挖斗式集渣擴(kuò)底鉆頭，孔底清渣較為干凈，吃漿量占比較大的是樁側(cè)⑤～⑥層土。

④壓漿流量控制范圍：15～30L/min。

⑤壓漿終止標(biāo)準(zhǔn)：采用注漿壓力和壓漿量雙控制。當(dāng)壓入的水泥漿量已達(dá)到設(shè)計(jì)要求或壓入的水泥漿量已達(dá)到設(shè)計(jì)值的65%以上，且注漿瞬間壓力已達(dá)到3.2MPa時(shí)方可終止壓漿。

6 樁底后壓漿施工應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

6.1 單向壓漿閥應(yīng)具有的結(jié)構(gòu)特征

單向壓漿閥底部應(yīng)做成錐形，以利其插入沉渣底部甚至插入持力層，防止壓漿孔被灌入的混凝土包裹而堵孔；壓漿溢流孔部位的環(huán)狀管壁外徑應(yīng)比錐形頭最大外徑小6～8mm，保證該部位單向密封的自行車內(nèi)胎不被刮破和外翻，確保其單向密封的可靠性。

6.2 壓漿管路安裝

壓漿管路采用接箍螺紋連接，不宜采用焊接法連接。因?yàn)楹笳咴谶B接過(guò)程中雖然易于操作，但極易出現(xiàn)焊接砂眼，造成管內(nèi)漏漿而堵塞。壓漿連接時(shí)應(yīng)隨鋼筋籠安裝逐節(jié)注滿清水，既可檢查已連接的接頭是否漏水，又可減少注漿管內(nèi)外壓差，防止混凝土灌注過(guò)程中水泥漿液在接頭處因可能密封不嚴(yán)而滲入管內(nèi)或壓破單向密封內(nèi)胎皮。全部管路隨同鋼筋籠安裝好后，應(yīng)提離孔底2m左右利用其自身重量自由落體式?jīng)_入孔底，以利單向壓漿閥插入孔底沉渣持力層。

6.3 最佳壓漿時(shí)間

灌注樁成樁24h后即用注漿泵注入高壓清水將壓漿管底部自行車內(nèi)胎打開，短時(shí)疏通注漿通道，提高樁底后壓漿開塞的成功率和可灌性，這一點(diǎn)對(duì)以基巖層為持力層的端承樁尤為重要。灌注樁成樁后5d～7d內(nèi)開始后壓漿施工。壓漿過(guò)早會(huì)造成樁身混凝土因強(qiáng)度低而使樁底部位混凝土被壓裂；壓漿過(guò)晚會(huì)因樁周泥皮硬化而影響樁底以上樁周漿液的擠入高度，導(dǎo)致注漿效果不明顯，甚至難以使樁底已硬化的混凝土形成注漿通道，導(dǎo)致注漿失敗。

6.4 注漿壓力與注入速度控制

樁底壓力注漿對(duì)樁身會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的抬力，過(guò)大的注漿壓力和注入速度會(huì)影響樁身的穩(wěn)定性，同時(shí)在高壓力作用下形成劈裂注漿，影響注漿效果。本工程壓漿過(guò)程中，注漿壓力控制情況是：打開單向壓漿閥的開啟壓力為1～1.2MPa，開始正常注漿壓力為0.8～1MPa；隨著壓漿量的不斷增加，正常注漿壓力上升為1.6MPa左右，壓力波動(dòng)范圍在1.3～1.6MPa；接近注漿終止時(shí)的瞬間壓力可達(dá)3.2MPa，此時(shí)應(yīng)終止注漿，保持注漿穩(wěn)定時(shí)間5min左右。

7 結(jié) 語(yǔ)

①樁底后壓漿技術(shù)可應(yīng)用于合肥地區(qū)泥漿護(hù)壁鉆孔擴(kuò)底灌注樁，能有效地提高單樁承載力，尤其在人工挖孔樁難以實(shí)施時(shí)，不失為一種利用機(jī)械擴(kuò)底成孔加樁底后壓漿方式來(lái)實(shí)現(xiàn)近似人工挖孔擴(kuò)底樁的方法。

②后壓漿技術(shù)工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，易行，有利于推廣應(yīng)用。

③樁底后壓漿單樁極限載荷的計(jì)算目前尚無(wú)完善的計(jì)算公式，宜通過(guò)做試樁來(lái)確定設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝參數(shù)。

[1]郭宏智，路德富,趙謙西.鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)的應(yīng)用[J].探礦工程（巖土鉆掘工程）,2005(10).

[2]王桂，李維平.鉆孔灌注樁后壓漿工藝參數(shù)控制[J].探礦工程（巖土鉆掘工程）,2006(4).

[3]JGJ94-2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.

[4]JGJ/T225-2010,大直徑擴(kuò)底灌注樁技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.