楊 楠 　 李明飛 　 楊斯婷 　 陳佳興 　 王 躍 　 宋金旭

(沈陽工業(yè)大學建筑與土木工程學院，遼寧 沈陽　110870)

0　引言

隨著建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國現擁有數百億平方米的公共建筑以及各類住宅和工業(yè)建筑。因為建筑物的自然老化、勘察設計的不合理、使用不當、地震損傷以及規(guī)范要求提高等原因，大量建筑物的地基基礎需要進行加固。鑒于地基基礎在建筑工程中的重要作用，地基基礎加固的質量尤為重要。新建工程與之相比，既有建筑地基基礎加固[1-3]具有技術要求高、工期長、施工難度大、場地條件差和風險大等特點。樹根樁以其施工占地面積小、施工速度快等優(yōu)點在國內既有建筑物地基基礎加固領域得到廣泛的應用和推廣。另外，隨著市區(qū)空閑土地面積逐步減少，新建相鄰建筑物間距離逐漸減小，也對建筑物的樁基礎設計及施工提出了更高的要求，樹根樁基礎也可在此方面得以應用。

項目組提出了一種預制后注漿[4-7]新型樹根樁，可預制施工并能有效增加承載能力。但是由于采用預制壓入施工方法，現有灌注樁的后注漿技術[8]無法直接應用。不同于現有灌注樁“成孔—埋管—成樁—注漿”的施工順序，新型樹根樁[9-13]的注漿管預制在樁體中，在壓入施工過程中完成連接，在貫入力作用下，注漿管如何保持完整性和密封性，樁尖部位出漿口處如何避免進入過多的砂土以及如何防止水泥漿倒流等問題都需要解決，因此，項目組設計了新型的注漿管路系統(tǒng)裝置、樁間連接方式和樁尖以配合新型樹根樁的預制和施工。

1　樁尖方案設計

由于在施工過程中，樁體進入土體時存在泥土易進入中間鋼管堵塞水泥漿通道，樁頭部受土層摩擦力作用導致樁體易損壞，注漿時水泥漿倒流等問題。為解決此一系列問題，進行了樁尖方案的設計，設計后的樹根樁樁尖，可以平衡入土端應力、以樁尖鋼板的微小變形抵消部分動能，既起到減小樁體破壞的作用又能防止泥土進入管路系統(tǒng)，而且可適應異形樁多變的樁體形式。創(chuàng)新設計的樁尖已經得到國家知識產權局的授權。

樁尖由正方形鋼管，厚鋼板，橡膠包套經過焊接等方式連接而成。四片形狀特定的三角形的厚鋼板分別與焊接于正方形鋼管的內壁的軸銷連接。要求四個軸銷在同一平面且平行于鋼管上下截面，鋼管各面與三角板組成合頁結構，合頁為兩折式，軸銷一端為長方形，另一端為三角形，四片合在一起使之能形成一個可開閉的四棱錐，橡膠包套套于四棱錐底部且與四棱錐四面緊貼，這樣樁尖就被設計成了猶如心臟瓣膜的結構，使?jié){液只能單向流出，不可倒流。而正方形鋼管的應用方便了樁體與樁尖連接，更好地適應異形樁樁體。樁尖仰視圖與側視圖見圖1，圖2。

2　后注漿管路設計

傳統(tǒng)施工工藝中常見的樁體形狀多為方樁和圓形樁[14,15]。項目組前期將樁體設計成異形樁，在保持同等截面周長的前提下減少了截面面積。將異形樁與后注漿[16,17]管路系統(tǒng)有效地結合，既減少了成本又可減小樁體入土時的阻力對樁體造成破壞。

樹根樁預制時在中心設置一根外徑為φ34的粗鋼管，在樁體的一端內徑加大4 mm,長度大于20 cm，另一端伸出樁體20 cm，為進行樁間連接預留空間。最上節(jié)樁的鋼管一端與樁體平齊(即無需為下一根樁預留連接空間)，另一端和其他樁體一致。

帶有樁尖的最下節(jié)樁體是在樁體模板前端連接事先預制的除去尖端的錐形模板，去除尖端后的模板應與伸出鋼管前端平齊再澆筑混凝土成樁，然后在尖端處裝置上文所述樁尖裝置。水泥漿由最上節(jié)樁經樹根樁內管路流到有樁尖的最下節(jié)樁體，因注漿壓力大，將套在混凝土樁頭外的鋼板樁尖頂開后進入到土體。

3　施工中注漿管路對接

3.1　樁尖模板制作

在室內用卡紙按照實際的比例做好樁尖的模板后，由工廠焊接出鋼模板和樁體支架，如圖3所示。

3.2　施工中樁體及注漿管路對接

樁間管路良好對接是保證注漿管路系統(tǒng)正常工作的必要前提。養(yǎng)護28 d樁的強度符合要求后，運輸到施工場地。地面開挖0.5 m深導坑，將帶有樁尖的最下節(jié)樁體立直打入土層。搬運第二根樁就位，將中心注漿鋼管對準插入下節(jié)樁頂注漿管，利用外伸鋼筋使樁體間保持空間，用按比例調和好的建筑植筋膠涂抹在樁間連接面及注漿鋼管外周，然后轉動樁體使外伸鋼筋對準下節(jié)樁頂預留孔，樁體因重力作用落下完成樁體及管路對接。按此方法依次完成樁體注漿管路的對接與打樁直至最上節(jié)樁。施工中上下節(jié)樁連接如圖4所示。在對接過程中，涂抹建筑植筋膠能達到加固和防止漏漿的作用。對接時保證樁體豎直，以免樁入土后傾斜增加樁體在打樁過程中破壞的可能性[18-20]。

4　后注漿試驗

根據工程需要，按水∶水泥=1∶2.2的比例配制符合要求的水泥漿。注漿的目的是使水泥漿沿管路系統(tǒng)直達樁尖，并從樁尖單向流出，進入土層孔隙凝結，達到增加樁基承載力的作用。故要求水泥漿的流動性良好，穩(wěn)定性良好，可注性較強，抗?jié)B性良好，早期抗壓強度高等性能。且注漿過程必須連續(xù)，若停滯時間過長，在沒有完成注漿的情況下管路內部水泥漿凝結，堵塞管路會影響后續(xù)進程。

施工用注漿機如圖5所示。注漿機管路與樁體管路連接如圖6所示。注漿時嚴格控制水泥漿單位時間注入量，泵壓達到2.5 MPa時即可停止注漿。試驗場地地層為雜填土及亞砂土，單樁注漿量約0.6 m3。整個后注漿過程進展順利，說明項目組設計的后注漿管路系統(tǒng)方案達到預想效果，具有工程實用性。

5　結語

本文中設計的新型后注漿管路系統(tǒng)，為預制樹根樁與后注漿結合提供了一套解決方案，有效的提高了預制樹根樁的施工效率，在一定程度上節(jié)約了成本，也降低了施工帶來的不利影響。樁尖的設計可與多種異形樁組合，具有一定的靈活性，而且打入土體時可以減小樁端阻力。樁體內部注漿管路的設計使后注漿工藝與預制樁得以結合，漿液由樁尖流出滲入土體凝結，加固了樁

端與樁側的土體，增強了樁體與樁周土體的連結。后注漿的試驗過程表明項目組設計的后注漿管路系統(tǒng)方案達到預期效果，成功可行。