王 鵬，劉晟源

（中航建設集團有限公司，北京 101407）

0 引言

灌注樁后注漿技術近年來在建筑施工等領域得到廣泛醫(yī)用，特別是應用于各類混凝土灌注樁施工過程中，對各類地質條件的土體加固均有顯著效果，對于提升摩擦樁單樁的承載力效果更突出。

1 工程概況

中國科學院自動化研究所某在建研究平臺工程位于北京市懷柔區(qū)，總建筑面積32 379.21m2，其中地上建筑面積27 096.11m2，地下建筑面積5 283.9m2，地上7層，地下1層，計劃建設高度35.7m，防火建筑高度31.6m，鋼筋混凝土框架-剪力墻結構，設計合理使用年限50年，地上部分分為東樓、西樓、南樓、北樓，局部地下1層，地上6～7層（見圖1）。該項目是國家“十三五”科教基礎設施項目之一，在全球吸引頂級人才入駐，為助力懷柔科學城發(fā)展起推動作用。

圖1 工程整體效果

西樓地下基礎為后注漿鉆孔灌注樁，基礎樁共計50根，設計有效樁身長度為20m，樁身直徑800mm，樁頂相對標高為-2.800m，樁端持力層為③卵石層，樁端持力層以樁身進入卵石層實際長度≥6m，要求單樁豎向承載力標準值為1 600kN。樁身鋼筋籠采取主筋為1218，通長安插，加強筋采取14@2 000，螺旋箍筋樁頂以下4m范圍內為8@100，4m 以下為8@150。后注漿管選用25mm普通焊接鋼管，壁厚3.25mm（見圖2）。

圖2 灌注樁鋼筋及注漿管布置

2 擬建場地巖土地質條件

2.1 地質條件

1）場地現(xiàn)狀地形、地物 本工程勘察期間，擬建場地主要為空地，整體地勢平坦，局部略有起伏。場地內主要分布有雜草，在場地西側有一條溝渠呈南北走向貫穿場區(qū)，溝渠西側分布有樹木，本工程勘察鉆孔孔口處地面標高為54.880～56.000m。

2）地層土質 本工程勘察深度（最大深度20.00m）范圍內的地層，現(xiàn)分述以下：①層表層為厚度0.5～1.8m的人工堆積黏質粉土素填土、砂質粉土素填土；①1卵石素填土層及①2房渣土層；人工堆積層以下為新近沉積的②卵石層及細砂、②1中砂層；新近沉積層以下為第四紀沖洪積的③卵石層。

2.2 水文條件

本次工程勘察時間為2018年10月下旬，鉆孔（最深20.00m）未揭露到地下水。擬建場地內分布的地表水主要為場地西側的溝渠水，溝渠兩側及溝底設有襯砌，現(xiàn)場勘察期間測得溝渠內水面標高為54.820m，溝渠水水質較差，溝底沉積有厚度不等的淤泥，水深0.2～0.8m。

3 后注漿施工技術

3.1 工作機理

灌注樁后注漿技術是指在通過注漿管分別對樁側、樁端土體進行注漿，從而起到加固土體的作用，使灌注樁的承載力得到提高，改善樁身四周土體質量，是一種地基加固措施。

3.2 注漿工藝選擇

灌注樁后注漿施工前注漿導管的設置形式及其工藝選擇非常重要，關乎后注漿施工質量及對灌注樁承載力的提高效果，同時對施工成本有直接影響。目前后注漿技術大可分為如下3種：①灌注樁成孔后，在樁底設置注漿室；②灌注樁在成孔后，在孔內設置注漿導管，導管端部設置出漿口，并用膠帶包裹，灌注混凝土施工前向樁底部倒入石塊，使出漿口埋入石塊內；③將注漿管通過綁扎或焊接方式固定在鋼筋籠上，并采用具備逆止作用的單向截流閥作為出漿口，樁底注漿時出漿口要壓入樁底土中。

通過對以上3種方法的對比分析；由于第1種施工較復雜且不經濟，第2種主要適用于樁端的注漿加固，易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，綜合考慮后本項目在現(xiàn)場施工時采用第3種方法，采用單向節(jié)流閥作出漿口，注漿成功率高，且注漿效果相較第2種更優(yōu)且工藝相對容易。

3.3 施工流程

施工準備、注漿方案設計→鉆孔施工、注漿管制作→在鋼筋籠上安裝注漿管→下鋼筋籠→二次清孔→澆筑混凝土→安裝注漿裝置→達到齡期要求后進行水壓試驗→初注→按設計注漿參數(shù)、壓注水泥漿液→監(jiān)測并形成記錄→養(yǎng)護→檢測→驗收。

3.4 施工準備

在灌注樁施工前應提前做好相應的技術準備，確定注漿方案，方案設計中應計算泥漿用量、選用符合要求的設備、機械、材料，方案需經公司技術負責人審批后實施。施工前對專業(yè)施工隊伍進行方案交底，確保施工過程按照既定方案實施。

設備選擇應符合相關規(guī)范標準的要求，以免在施工時出現(xiàn)漏漿或壓力不足、堵塞等現(xiàn)象。注漿泵采用高壓注漿泵，最大注漿壓力不應小于8MPa，流量滿足施工要求；漿液攪拌機與注漿泵要配套，其容量應要滿足注漿估算工作量的需求；注漿管采取高壓液體泵送注漿導管，額定壓力應滿足注漿要求；注漿水泥漿采用不低于P·O42.5水泥。

3.5 注漿管制作

注漿閥選用單向節(jié)流閥，節(jié)流閥要求可承受1MPa以上靜水壓力；節(jié)流閥外部要有保護層，以防止在下鋼筋籠時破壞節(jié)流閥；注漿導管埋設要順直，鋼筋籠綁扎時設置加勁筋，導管與加勁筋綁扎牢固或采用焊接連接；在鋼筋籠下孔時，每下一節(jié)鋼筋籠前應往注漿管內灌水并檢查接頭的嚴密性，避免注漿管發(fā)生堵塞。

3.6 壓水試驗

在灌注樁混凝土達到養(yǎng)護齡期后立即進行壓水試驗，目的是為檢測管路的暢通性，壓水試驗要控制水壓時間與壓水量。壓水量一般控制在0.6～0.8m3，水壓≤8MPa。在樁側注漿時主要通過利用水的劈裂性沖破注漿導管與混凝土樁壁（注漿管混凝土保護層要求控制在10mm之內），樁端壓水時可使四周土體產生裂隙，有利于提高注漿效果。在壓水試驗后方可進行初注漿。

3.7 初注

在正式注漿前應先初注，初注時注漿開始時壓力要小。本工程注漿材料為水泥漿液，水泥采用P·O42.5水泥，水灰比0.6，注漿流量控制在55L/min。單樁注漿量應參照施工方案預先計算的設計值。

3.8 正式注漿

通過注漿試驗確定最終注漿參數(shù)后開始正式注漿，根據樁基施工平面圖確定注漿順序，后注漿應進行樁側注漿，后進行樁端注漿，先從四周樁開始注漿向中間依次推進；樁側樁端注漿間隔時間需控制在2h之內；注漿終止的確定以水泥漿壓入量的多少為主，注漿量參照估算計算值，同時參考注漿壓力值，終止注漿時壓力控制在2～3MPa。注漿時要做好具體注漿記錄。當發(fā)生下列情況時也可終止注漿：①當注漿量已達到設計估算值的80%以上且注漿壓力已超過設計計算值時應停止注漿；②當注漿壓力長期低于估算設計值、地面有冒漿或四周樁孔串漿時應停止注漿；③當有水泥漿從樁側溢出時終止注漿。以上出現(xiàn)第2種或第3種時應終止注漿且采取相應補救措施。

3.9 后注漿施工質量檢查和驗收

1）水泥出場時必須有質量證明書、出廠試驗報告單與證明文件。

2）通過靜載試驗檢查單樁承載力。

4 有關問題處理

4.1 注漿管堵塞

原因分析：工藝選擇時由于注漿頭設置不合理或施工過程中其他原因造成管路堵塞等。

處理措施：①當樁側一根注漿管不能注漿時，應加增下根樁側注漿管的注漿量實現(xiàn)加固周圍土體的作用，注漿量應增加至原計算設計值的1.5倍。②當樁端注漿時其中1根管不能注漿時，壓漿量應由其他注漿管壓入；當全部注漿管均不能注漿時，可沿樁側壁鉆孔至樁底、樁側標高置注漿管閥進行注漿。

4.2 冒漿

原因分析：因為樁身設計長度短或樁側注漿管設置過淺，在后注漿時容易出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象。

處理措施：采用間隙式注漿法可有效控制冒漿。

4.3 樁體上抬和地面隆起

原因分析：灌注樁成樁時間短、樁身較短或注漿壓力過大均可能出現(xiàn)上述現(xiàn)象。

處理措施：在進行后注漿時提前設置監(jiān)測點，利用水準儀等設備進行監(jiān)測，若發(fā)生上抬或隆起現(xiàn)象時及時降低壓力或停止注漿，分析原因，采取有效措施。

4.4 后注漿施工時因故中斷

當發(fā)生中斷時盡可能迅速發(fā)現(xiàn)及處理問題，盡可能縮短中斷時間，避免管理發(fā)生堵塞，當中斷時間過長時應采取沖洗措施對管路進行沖洗。

4.5 當后注漿施工時各項參數(shù)異常

1）當注漿壓力值過高且注漿量小于估算設計值時，應停止注漿，對其他注漿管加大注漿量。

2）當出現(xiàn)注漿壓力值低于正常值且四周地面出現(xiàn)冒漿、串漿時，應及時將注漿方式改為間隙式注漿或調低泥漿水灰比，當采用間隙注漿時，間隔時間不能過長，長時間停止可能會導致注漿管內水泥凝結。

3）當上述措施仍不能滿足要求或因其他原因堵塞導致注漿管破壞或無法注漿時，可在樁側重新打孔，對樁側、樁身進行注漿。

5 施工質量控制要點

1）注漿所選用材料和設備必須符合規(guī)范和設計要求。

2）注漿導管連接采用套管焊接時，經檢查確認注漿管不存在漏焊或焊透現(xiàn)象后，方可進入下一工序。

3）注漿導管與鋼筋籠固定時采取綁扎形式，樁端的注漿管應綁扎在鋼筋籠內側，并與鋼筋籠加勁筋綁扎牢固；樁側注漿導管綁扎于箍筋外側，同樣要求綁扎牢固，避免發(fā)生變形和損壞。應特別注意空孔部位靠近注漿閥處的注漿導管與鋼筋籠的綁扎固定（樁側注漿閥應向外側傾斜，注漿口處與樁側土體的距離盡可能保持較小距離）。

4）鋼筋籠吊裝過程中不得沖撞和扭動，盡可能減少與孔壁的碰撞，從而避免破壞注漿導管；鋼筋籠安裝應保證安裝到孔底，樁端注漿管要插入樁端土體內。

5）后注漿施工過程中應提前做好施工策劃，劃分區(qū)域進行施工。灌注樁成樁后，應在樁孔周圍采取圍擋等保護措施，避免施工車輛對注漿管產生破壞。在灌注樁灌注完成后首先進行回填，然后對樁周圍采取圍擋或標記等措施，禁止車輛通行，避免破壞，定期檢查圍擋或保護措施，遭到破壞后及時修復。

6）注漿作業(yè)施工人員要具備專業(yè)施工能力，并選用施工經驗豐富的工人進行操作，施工前對作業(yè)人員進行方案及技術交底。

6 結語

中國科學院自動化研究所某在建研究平臺工程項目在灌注樁后注漿施工過程中，嚴格按照施工方案、相關規(guī)范及設計要求進行施工，并通過在施工過程中的不斷總結、改進，確保后注漿施工注漿成功率，有效提升單樁承載力，節(jié)約工期，保證了施工質量。

后注漿施工工藝不足之處在于樁側注漿時由于注漿口需設置在鋼筋籠外側，當混凝土澆筑完成后，需用水壓沖破注漿閥的保護層，對混凝土樁身有一定損壞，破損處的樁身鋼筋可能會遭到腐蝕。建議在施工過程中改進樁側注漿工藝，或采用新工藝或專利進行施工，確保在不破壞樁身的同時進行后注漿施工。