胡 敏

上海張江（集團(tuán)）有限公司 上海 201203

1 工程概況

上海市張江中區(qū)D-4-2地塊C1、C2樓部位樁基采用φ700 mm后注漿鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)50 m，所有灌注樁均采用樁底及樁側(cè)后注漿施工工藝。樁底后注漿工藝要求：每根樁預(yù)埋2根注漿管，離樁底每12 m設(shè)一道樁側(cè)注漿閥，注漿管與鋼筋籠采用鐵絲綁扎固定，注漿管進(jìn)入樁底土體的長(zhǎng)度約為 0.5 m。

2 主要技術(shù)內(nèi)容

灌注樁后注漿技術(shù)是在鋼筋籠上預(yù)埋注漿管和注漿閥，在成樁后一定時(shí)間內(nèi)實(shí)施樁側(cè)和樁底后注漿，主要目的是加固樁底沉渣和樁側(cè)泥皮[1-3]。同時(shí)對(duì)樁底和樁側(cè)一定范圍的土體通過(guò)滲入（粗粒土）、劈裂（細(xì)粒土）和壓密（非飽和松散土）注漿起到加固作用，從而增強(qiáng)樁側(cè)阻力和樁端阻力，提高單樁承載力，減小沉降（圖1）。在優(yōu)化工藝參數(shù)的條件下，可使單樁承載力提高40%～120%，樁基沉降減小30%左右。一般情況下，持力層為粗粒土的單樁承載力增幅高于細(xì)粒土，軟土增幅最小，樁側(cè)樁底復(fù)式注漿的單樁承載力增幅高于樁底注漿。

對(duì)于單樁混凝土體積8～20 m3的樁，每根樁可節(jié)約造價(jià)0.2萬(wàn)～0.8萬(wàn)元。

3 灌注樁后注漿施工要點(diǎn)

3.1 后注漿裝置的設(shè)置

1）后注漿導(dǎo)管應(yīng)采用鋼管，直徑可采用φ3.0 cm，對(duì)于超長(zhǎng)樁，考慮到管內(nèi)摩阻力對(duì)壓力的影響，可考慮采用φ3.8 cm。注漿導(dǎo)管應(yīng)與鋼筋籠加勁筋綁扎固定或焊接。

2）樁底后注漿管閥的數(shù)量應(yīng)根據(jù)樁徑大小確定，不少于2根，以確保后注漿漿液擴(kuò)散的均勻?qū)ΨQ及后注漿的可靠性。對(duì)于φ≤1 200 mm的樁，宜沿鋼筋籠圓周對(duì)稱設(shè)置2根；對(duì)于1 200 mm＜φ≤2 500 mm的樁，宜對(duì)稱設(shè)置3根。

圖1 鉆孔灌注樁后注漿工藝示意

3）出漿口的位置宜按下列要求設(shè)置：樁底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(shí)也可以讓水泥漿充分加固樁底沉渣或虛土。一般可伸出鋼筋籠30～50 cm。樁側(cè)出漿口宜選在砂性土層，因?yàn)樵谠撏翆訕兜哪ψ枇p失最大，對(duì)該部位進(jìn)行加固效果最好。

4）對(duì)于樁長(zhǎng)超過(guò)15 m且承載力增幅要求較高者，宜采用樁端樁側(cè)復(fù)式注漿。樁側(cè)后注漿管閥設(shè)置數(shù)量應(yīng)綜合地層情況、樁長(zhǎng)和承載力增幅要求等因素確定，可在離樁底5～15 m以上、樁頂8 m以下，每隔6～12 m設(shè)置1道樁側(cè)注漿閥。當(dāng)有粗粒土?xí)r，宜將注漿閥設(shè)置于粗粒土層下部，對(duì)于干作業(yè)成孔灌注樁宜設(shè)于粗粒土層中部。

5）對(duì)于非通長(zhǎng)配筋樁，下部應(yīng)有不少于2根與注漿管等長(zhǎng)的主筋組成的鋼筋籠通底，以固定注漿管。

3.2 后注漿施工工藝

1）漿液的水灰比應(yīng)根據(jù)土的飽和度、滲透性確定。對(duì)于飽和土，水灰比宜為0.45～0.65；對(duì)于非飽和土，水灰比宜為0.7～0.9（松散碎石土、砂礫宜為0.5～0.6）；低水灰比漿液宜摻入減水劑。漿液水灰比是根據(jù)大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出的。水灰比過(guò)大容易造成漿液流失，降低后注漿的有效性，水灰比過(guò)小會(huì)增大注漿阻力，降低可注性，甚至轉(zhuǎn)化為壓密注漿。因此，水灰比的大小應(yīng)根據(jù)土層類別、土的密實(shí)度、土是否飽和等諸多因素確定。當(dāng)漿液水灰比不超過(guò)0.5時(shí)，加入減水劑、微膨脹劑等外加劑有利于提高漿液的流動(dòng)性和對(duì)土體的增強(qiáng)效應(yīng)。

2）樁端注漿的終止注漿壓力應(yīng)根據(jù)土層性質(zhì)及注漿點(diǎn)深度確定，對(duì)于風(fēng)化巖、非飽和黏性土及粉土，注漿壓力宜為3～10 MPa，最大不超過(guò)16 MPa；對(duì)于飽和土層，注漿壓力宜為1.2～4 MPa，軟土宜取低值2 MPa，密實(shí)黏性土宜取高值。另外，注漿壓力不得超過(guò)樁周土的上覆蓋自重和強(qiáng)度，以免破壞上覆土層，導(dǎo)致樁身上抬。

3）宜用低壓、慢速注漿，這樣可以讓漿液在樁底或樁側(cè)較均勻地滲透和緩慢刺入，以得到最佳加固效果。規(guī)范規(guī)定注漿流量不宜超過(guò)75 L/min。

4）單樁注漿量的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)樁徑、樁長(zhǎng)、樁端樁側(cè)土層性質(zhì)、單樁承載力增幅及是否復(fù)式注漿等因素確定，可按式（1）估算：

式中：ap、as——分別為樁端、樁側(cè)注漿量經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，ap=1.5～1.8，as=0.5～0.7；對(duì)于卵石、礫石、中粗砂取較高值；

n——樁側(cè)注漿斷面數(shù)；

d——基樁設(shè)計(jì)直徑，m；

Gc——注漿量，以水泥質(zhì)量計(jì)，t。對(duì)獨(dú)立單樁、樁距大于6d的群樁和群樁初始注漿的數(shù)根基樁的注漿量應(yīng)按上述估算值乘以1.2的系數(shù)。確保最佳注漿量是確保樁的承載力增幅達(dá)到要求的重要因素。在實(shí)際工程中，注漿量應(yīng)根據(jù)土的類別、飽和度、樁的尺寸、承載力增幅等因素適當(dāng)調(diào)整。在后注漿作業(yè)開(kāi)始前，應(yīng)先進(jìn)行注漿試驗(yàn)，優(yōu)化并最終確定注漿參數(shù)。

3.3 后注漿作業(yè)的施工控制

1）對(duì)用于注漿的高壓注漿泵、拌漿機(jī)等設(shè)備需進(jìn)行檢查。高壓注漿泵的工作參數(shù)應(yīng)滿足規(guī)范及施工方案要求；對(duì)注漿管，要檢查注漿頭的長(zhǎng)度、出漿孔徑、孔距是否符合方案要求；安設(shè)注漿管時(shí)，要檢查注漿管與鋼筋籠連接是否可靠、牢固；注漿頭是否用合適的橡膠膜封閉、包裹；注漿管各節(jié)連接是否牢固、密封。同時(shí)，應(yīng)保證注漿管上端略高出地坪約10 cm，并有良好的封堵，以防止人為破壞或雜物進(jìn)入堵塞注漿管。

2）規(guī)范規(guī)定注漿作業(yè)宜于成樁2 d后開(kāi)始，不宜遲于成樁30 d后。一般操作按成樁后2～7 d完成樁端注漿管開(kāi)塞工作，待樁基成孔工作完畢后集中進(jìn)行注漿作業(yè)，樁端注漿應(yīng)對(duì)同一根樁的各注漿導(dǎo)管依次實(shí)施等量注漿。

3）開(kāi)塞控制。在澆筑樁身混凝土后的3～5 d，混凝土強(qiáng)度達(dá)到C10～C15時(shí)方可進(jìn)行開(kāi)塞。開(kāi)塞時(shí)間的早晚，對(duì)注漿較為關(guān)鍵。開(kāi)塞時(shí)間過(guò)早，混凝土未形成一定的強(qiáng)度，在高壓水的沖射下會(huì)破壞樁端的樁成形和混凝土強(qiáng)度；開(kāi)塞時(shí)間過(guò)遲，包裹注漿管的混凝土強(qiáng)度過(guò)大，會(huì)造成注漿頭橡膠膜打不開(kāi)，使預(yù)埋管報(bào)廢，最終不能注漿。開(kāi)塞時(shí)要在現(xiàn)場(chǎng)觀察高壓注漿泵的開(kāi)塞壓力，記錄開(kāi)塞情況，要寫(xiě)明開(kāi)啟1根、2根或是未開(kāi)啟。

4）當(dāng)注漿作業(yè)與成孔作業(yè)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，作業(yè)點(diǎn)間的距離不宜小于8 m，以防止注漿作業(yè)對(duì)成孔產(chǎn)生不利影響。

5）飽和土中的復(fù)式注漿順序宜先上后下，樁側(cè)樁端注漿間隔時(shí)間不宜少于2 h。

6）樁群注漿的順序宜先外圍、后內(nèi)部，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員要即時(shí)記錄每根樁的水泥用量，保證水泥的注入量達(dá)到要求。

7）當(dāng)滿足下列條件之一時(shí)，可終止注漿：注漿總量和注漿壓力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求；注漿總量已達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%，且注漿壓力超過(guò)設(shè)計(jì)值。

8）當(dāng)注漿壓力長(zhǎng)時(shí)間低于正常值、地面出現(xiàn)冒漿或周圍樁孔串漿時(shí)，應(yīng)改為間歇注漿，間歇時(shí)間宜為30～60 min，或調(diào)低漿液水灰比。采用間歇注漿的目的是通過(guò)一定時(shí)間的休止使已壓入漿提高抗?jié){液流失阻力，并通過(guò)調(diào)整水灰比來(lái)消除2種不正常現(xiàn)象。實(shí)踐過(guò)程中曾發(fā)生過(guò)高壓輸漿管接口松脫或爆管而傷人的事故，因此，操作人員應(yīng)采取相應(yīng)的安全防護(hù)措施。

3.4 后注漿樁基工程質(zhì)量檢查和施工驗(yàn)收

1）后注漿施工完成后應(yīng)提供水泥材質(zhì)檢驗(yàn)報(bào)告、壓力表檢定證書(shū)、試注漿記錄、設(shè)計(jì)工藝參數(shù)、后注漿作業(yè)記錄、特殊情況處理記錄等資料。

2）在樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的條件下，承載力檢驗(yàn)應(yīng)在注漿完成20 d后進(jìn)行，漿液中摻入早強(qiáng)劑時(shí)可于注漿完成15 d后進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

因該項(xiàng)目北側(cè)處于地鐵保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)，鄰近的2幢高層圍護(hù)樁基設(shè)計(jì)按申通地鐵方面要求由原PHC管樁調(diào)整為鉆孔灌注樁，并要求單樁豎向承載力特征值達(dá)1 980 kN。如采用常規(guī)混凝土灌注樁，則設(shè)計(jì)樁徑φ800 mm，樁長(zhǎng)為69.5 m。現(xiàn)采用后注漿鉆孔灌注樁，設(shè)計(jì)樁徑φ700 mm，樁長(zhǎng)50 m，單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值為1 985 kN，在單樁節(jié)省造價(jià)約0.5萬(wàn)元的情況下確保了樁基施工進(jìn)度節(jié)點(diǎn)。

在施工過(guò)程中，參建各方緊緊抓住施工要點(diǎn)和難點(diǎn)，加強(qiáng)管理，采取積極有效措施，認(rèn)真把握好各道施工工序質(zhì)量，最終單樁承載力特征值經(jīng)檢測(cè)均達(dá)到要求，在工期、質(zhì)量和安全文明方面都得到了好評(píng)。