謝琛琦（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅　天水　741020）

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樁端注漿加固技術(shù)在基礎(chǔ)加固工程中的應(yīng)用

謝琛琦
（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅天水741020）

摘要：某建筑物采用機(jī)械成孔灌注端承樁基礎(chǔ)，施工完成后單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)工程樁單樁承載力特征值達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，分析了造成樁基承載力低的可能原因和注漿加固提高樁基承載力的原理，并采用樁端注漿加固技術(shù)對工程樁樁端進(jìn)行注漿加固處理，改善了樁端土層的工程力學(xué)性質(zhì)，提高了工程樁單樁承載力，使單樁承載力特征值達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)加固；注漿加固技術(shù)；灌注端承樁；承載力

灌注端承樁是工程建筑中常用的一種基礎(chǔ)形式，但在灌注樁基礎(chǔ)施工中，由于地質(zhì)條件復(fù)雜、施工和管理等問題，可能會(huì)出現(xiàn)樁身混凝土離析、樁底沉渣過厚和樁長不夠等質(zhì)量問題導(dǎo)致樁基承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，必須進(jìn)行樁端注漿加固處理。本文以某建筑物樁基礎(chǔ)樁端注漿加固為例，對樁端注漿加固技術(shù)提高樁基承載力的加固原理、施工方法、施工注意事項(xiàng)等作了說明，并根據(jù)現(xiàn)場施工對該工程鉆孔灌注樁的樁端注漿加固效果進(jìn)行了評價(jià)。

1　工程概況

某建筑物位于天水市麥積區(qū)穎川河河谷二級階地后緣，地上11層，地下1層，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑設(shè)計(jì)總高度32.35m，建筑面積為6284.00m2，基礎(chǔ)形式為機(jī)械成孔灌注端承樁，共設(shè)計(jì)工程樁97根，持力層為圓礫層，樁端進(jìn)入持力層的深度不小于1m，工程樁單樁承載力特征值為1277kN。樁基采用旋挖鉆孔施工，樁基工程完成后，業(yè)主委托檢測單位在工程場地中隨機(jī)抽取三根工程樁進(jìn)行了單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。通過樁基載荷試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)工程樁單樁承載力特征值為894.0-1149.5kN，達(dá)不到單樁承載力特征值1277kN的設(shè)計(jì)要求。為此，施工單位擬對工程樁樁端進(jìn)行注漿加固處理。

表1　單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)承載力特征值

2　樁端注漿加固方案設(shè)計(jì)

2.1原因分析

為了找出工程樁單樁承載力特征值偏小的原因，在場地內(nèi)選取了16條工程樁進(jìn)行鉆芯取樣分析，鉆芯發(fā)現(xiàn)工程樁底3.3m范圍內(nèi)不同程度存在中砂及粉質(zhì)粘土透鏡體，經(jīng)調(diào)查分析，該透鏡體為樁基施工過程中樁孔內(nèi)出現(xiàn)縮徑塌孔現(xiàn)象所致。

2.2注漿原理

最初漿液在壓力作用下，克服各種阻力而滲入孔隙和裂隙，壓力越大，吸漿量及漿液擴(kuò)散距離就越大。隨著壓力的不斷增大，漿體內(nèi)形成結(jié)石體和網(wǎng)脈狀骨架網(wǎng)，起到充填和固結(jié)支撐作用，從而達(dá)到加固目的。漿液克服地層的初始應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度，引起土體結(jié)構(gòu)的破壞和擾動(dòng)，使地層中原有的孔隙或裂隙擴(kuò)張，或形成新的裂縫或孔隙，從而使低透水性地層的可灌性和漿液擴(kuò)散距離增大。最終漿液在待加固體內(nèi)形成結(jié)石體和網(wǎng)脈狀骨架網(wǎng)，起到充填和固結(jié)支撐作用，從而達(dá)到固化加固目的。

2.3加固方案

樁端注漿加固方案總體思路是通過在每個(gè)工程樁中心采用鉆孔成孔，成孔深度進(jìn)入樁端以下3m，埋設(shè)注漿管后進(jìn)行孔內(nèi)壓力注漿，利用水泥漿充填土體內(nèi)的孔隙，粘結(jié)固化土體，達(dá)到提高土體密實(shí)度及強(qiáng)度的目的，從而改善樁端土層的工程力學(xué)性質(zhì)，提高工程樁單樁承載力，使工程樁單樁承載力特征值達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.4施工方法

1）注漿孔位布置：注漿孔在工程樁中心布置。2）注漿孔參數(shù)：孔徑：110mm，深度約16.5m，保證進(jìn)入樁端以下地層3m，干燥無泥漿護(hù)壁成孔。

3）注漿管制作：注漿管采用DN40鋼管，鋼管底部5m管壁外按120度平面角度點(diǎn)焊Φ18的螺紋鋼筋。底部3m管壁按梅花狀鉆設(shè)直徑8mm的漿液溢流噴射孔，間距50mm。

4）注漿前壓水實(shí)驗(yàn)：注漿前壓水實(shí)驗(yàn)是樁底注漿一道重要工序。除起到一般注漿工程的三個(gè)作用外（即檢查設(shè)備及系統(tǒng)的密封性與完好率，確定注漿初壓及確定注漿起始濃度和注漿配合比，）在樁底注漿中還有三個(gè)重要作用：①疏通注漿通道；②將沉渣及泥層中的細(xì)粒部分壓至加固范圍內(nèi)；③壓水量一般控制在0.2方以內(nèi)，壓水時(shí)間1～2min，以壓通為準(zhǔn)（即壓通后泵壓明顯下降）。

5）漿液配制：采用普通硅酸鹽42.5R單基水泥漿，配合比為:水泥（1.0）：水（0.4～0.7）（根據(jù)試驗(yàn)而定）。

6）注漿：通過注漿孔利用注漿管及高壓注漿泵，采用低流量的方式勻速將漿液注入土體，待注漿參數(shù)達(dá)到以下指標(biāo)方可停注：注漿壓力穩(wěn)定在1.2～2.0MPa且持續(xù)時(shí)間大于20min。

7）封填注漿孔口：注漿結(jié)束后防止孔內(nèi)壓力大發(fā)生孔口返漿現(xiàn)象，造成孔內(nèi)壓力及漿液損失影響注漿效果，應(yīng)封閉地表以上注漿管保持孔內(nèi)壓力2h后，清除孔口雜物，恢復(fù)地表原樣。

8）工藝流程

①造孔→②注漿管埋設(shè)→③高壓洗孔→④封孔→⑤壓水試驗(yàn)→⑥制漿→⑦注漿→⑧達(dá)到預(yù)定停注要求→⑨鉆孔檢驗(yàn)。若檢驗(yàn)合格，結(jié)束該樁注漿加固。若不合格，重復(fù)①→⑨步驟直至合格為止。

3　施工注意事項(xiàng)

3.1施工注意事項(xiàng)

1）鉆孔結(jié)束孔內(nèi)沉渣不得大于0.2m。

2）注漿管應(yīng)對準(zhǔn)鉆孔輕緩下入孔內(nèi)，嚴(yán)禁大力強(qiáng)行壓入孔內(nèi)。3）拌制好的漿液放置時(shí)間超過1h應(yīng)作廢漿處理。4）注漿過程應(yīng)低流量勻速注入土體內(nèi)，嚴(yán)禁大流量快速注漿，影響注漿效果。

5）若注漿過程有漏漿跑漿現(xiàn)象，應(yīng)反復(fù)間隔多次補(bǔ)漿，間隔時(shí)間不宜超過2h。

3.2注漿施工特殊情況處理

1）防止串漿的主要措施

①加大第一次序孔間的孔距。

②適當(dāng)?shù)匮娱L相鄰兩個(gè)次序先后施工的間隔時(shí)間，待前一次序孔注漿的漿液基本凝固后，再開始后一序孔的鉆注工作。

③發(fā)生串漿后，如串漿孔具備注漿條件，可以同時(shí)進(jìn)行注漿，但應(yīng)一臺泵注一孔，否則應(yīng)將串漿孔用堵塞塞住，待注漿孔注漿結(jié)束后，串漿孔再行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進(jìn)和注漿。

2）大量漏失

發(fā)生大量漏失時(shí)，采用以下原則進(jìn)行處理：

①采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇注漿的方法進(jìn)行灌注。

②必要時(shí)，可注入砂漿或其它惰性充填材料。③采用水泥-水玻璃處理。

4　施工效果評價(jià)

根據(jù)前述施工方法和注意事項(xiàng)，對工程樁樁端注漿加固處理施工完成后，業(yè)主委托檢測單位在工程場地中重新隨機(jī)抽取三根工程樁進(jìn)行了單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2，通過樁基載荷試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)工程樁單樁承載力特征值均達(dá)到1277kN的設(shè)計(jì)要求。

表2　單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)承載力特征值

5　結(jié)束語

樁端注漿加固技術(shù)具有對施工場地條件要求低，工程效率高，造價(jià)低，施工周期短，施工工藝簡單，所需機(jī)械設(shè)備配置簡易，主要材料易于采購，同時(shí)對周邊環(huán)境影響小的特點(diǎn)。在本工程實(shí)例中，通過樁端注漿加固技術(shù)對工程樁樁端

進(jìn)行注漿加固處理，達(dá)到了“安全、經(jīng)濟(jì)、保障工程樁單樁承載力滿足設(shè)計(jì)要求”的總體目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

［1］趙衛(wèi)全，楊鋒．灌漿技術(shù)在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)加固工程中的應(yīng)用［J］．水利水電技術(shù)，2009（40）：75－77.

［2］王宏．鉆孔灌注樁樁端樁側(cè)后注漿技術(shù)在某工程中的應(yīng)用［J］．重慶建筑，2009（12）：31－34.

［3］朱紅兵．樁底注漿在實(shí)際工程中的應(yīng)用和效果［J］．浙江建筑，2000（4）：16－17.

［4］金建明，陳赟，王仕方．鉆孔灌注樁樁底后注漿效果分析［J］．工業(yè)建筑，2002（7）：41－44.

中圖分類號：K826.16