尹坤文

（甘肅第二建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，甘肅蘭州）

引言

近年我國(guó)城市化進(jìn)程快速推進(jìn)，為了滿(mǎn)足人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ餍枨螅鞘薪ㄔO(shè)了大量的建筑工程項(xiàng)目，極大促進(jìn)了我國(guó)建筑領(lǐng)域的發(fā)展。在長(zhǎng)期的實(shí)踐過(guò)程中，人們創(chuàng)造了很多新技術(shù)，使建筑領(lǐng)域技術(shù)水平不斷提升。近年出現(xiàn)的灌注樁后注漿施工技術(shù)就是典型代表之一，是目前比較新型的施工技術(shù)，實(shí)踐表明這項(xiàng)技術(shù)能有效提升混凝土強(qiáng)度，為建筑工程的整體施工質(zhì)量奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但作為一項(xiàng)新型技術(shù)，在理論研究方面仍然缺少深入分析，實(shí)踐上也缺乏經(jīng)驗(yàn)積累。鑒于此我國(guó)很多學(xué)者和技術(shù)人員對(duì)灌注樁后注漿施工技術(shù)進(jìn)行了一定的分析和研究。本文主要結(jié)合建筑工程施工案例，詳細(xì)介紹了灌注樁后注漿施工技術(shù)，對(duì)于積累相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展具有一定的理論和實(shí)踐意義。

1 灌注樁后注漿施工技術(shù)原理及其優(yōu)勢(shì)

1.1 技術(shù)原理分析

在長(zhǎng)期的實(shí)踐過(guò)程中人們將滲透注漿以及劈裂注漿兩種施工技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，充分發(fā)揮兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，衍生出了灌注樁后注漿施工技術(shù)。技術(shù)原理可簡(jiǎn)要描述如下：先制備水泥漿液，通過(guò)注漿管在壓力作用下把漿液壓入灌注樁的樁側(cè)以及樁端的地層縫隙中，水泥漿液凝固后，可以實(shí)現(xiàn)灌注樁周?chē)寥李w粒、沉渣等的有效結(jié)合，提升灌注樁周?chē)鷩鷰r的整體強(qiáng)度，以此提升灌注樁與樁側(cè)土壤之間的摩擦系數(shù)、增加樁端抵抗變形的能力。在高壓水泥漿液的擠壓作用下，灌注樁周?chē)馏w發(fā)生劈裂效應(yīng)，水泥漿液進(jìn)而擠入縫隙，最后形成網(wǎng)狀的復(fù)合土體結(jié)構(gòu)，提升周?chē)馏w強(qiáng)度。

1.2 技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1） 具有很好的地質(zhì)情況適應(yīng)性。即便在很差的地質(zhì)條件下，利用灌注樁后注漿施工技術(shù)也能達(dá)到很好的效果。以此保證建筑工程項(xiàng)目地基的可靠性。

（2） 極大提升灌注樁的承載能力。通過(guò)后注漿技術(shù)能顯著提升灌注樁周?chē)馏w的綜合性能及其與灌注樁之間的摩擦力，使灌注樁整體承載能力得到大幅度提升?；谝酝鶎?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，此技術(shù)可使灌注樁承載能力提升30%以上[1]。

（3）降低灌注樁的施工難度。用傳統(tǒng)的灌注樁施工技術(shù)，為了保證灌注樁的承載能力，在地質(zhì)條件相對(duì)較差的情況下，必須施工很深的樁孔才能達(dá)到相關(guān)要求。但后注漿技術(shù)的應(yīng)用使得灌注樁承載能力提升，能大幅度地降低灌注樁的施工深度，使整體施工難度降低，節(jié)約施工時(shí)間，降低施工成本。

2 工程概況

某建筑工程項(xiàng)目總共有10 層，整體高度約為48 m，采用框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工。建筑工程的占地面積和建筑面積分別為14 500 m2和37 000 m2。建筑工程整體分成三個(gè)區(qū)域施工，每個(gè)區(qū)域需要建設(shè)2 個(gè)地下室。根據(jù)設(shè)計(jì)施工方案，該建筑工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)采用樁基礎(chǔ)，且利用鉆孔灌注樁工藝進(jìn)行施工，共需要施工495 根灌注樁。為了提升灌注樁的承載能力，基于現(xiàn)有的技術(shù)擬采用后注漿灌注樁施工技術(shù)，通過(guò)此項(xiàng)技術(shù)可以保證灌注樁與周?chē)恋亟Y(jié)合更加緊密，形成一個(gè)整體。

3 灌注樁后注漿施工技術(shù)分析

3.1 主要施工技術(shù)參數(shù)

樁基礎(chǔ)的長(zhǎng)度及直徑設(shè)計(jì)值分別為31.8 m 和800 mm，鋼筋籠的保護(hù)層要求在50 mm左右，施工中使用的鋼筋要求強(qiáng)度達(dá)到HRB400，鋼筋籠的主筋數(shù)量為18根，其中上部分和下部分使用的主筋數(shù)量分別為12 根和6 根，加強(qiáng)箍筋型號(hào)為12@2000。對(duì)于螺旋筋上部分4 m 范圍以?xún)?nèi)使用的型號(hào)為8@100，其余部位的型號(hào)為8@200，利用強(qiáng)度等級(jí)為C40 的混凝土進(jìn)行灌注樁澆筑施工。利用P.O42.5 普通硅酸鹽水泥制備水泥漿液，其中水灰比控制在0.5 ～ 0.65 范圍內(nèi)，具體數(shù)值要充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)配。每根灌注樁的樁端注入的水泥漿液重量為3 t，樁側(cè)每層壓入的水泥漿液重量為1 t。

3.2 主要施工流程分析

如圖1 所示為主要施工流程。其中定樁位、護(hù)筒埋設(shè)、成孔、鋼筋籠吊裝、水下混凝土灌注、復(fù)式注漿等是非常關(guān)鍵和重要的施工環(huán)節(jié)，下節(jié)主要對(duì)這些關(guān)鍵施工技術(shù)進(jìn)行介紹。

圖1 主要施工流程

3.3 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.3.1 定樁位

正式對(duì)高層建筑進(jìn)行施工前，需要開(kāi)展測(cè)量放樣工作，旨在明確建筑工程的坐標(biāo)位置，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工方案確定樁基位置[2]。具體操作時(shí)，首先要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，掌握周?chē)ㄖ锛暗匦蔚孛蔡攸c(diǎn)，基于勘察結(jié)果確定樁基礎(chǔ)位置。若需要對(duì)樁位進(jìn)行修正，必須伙同設(shè)計(jì)人員和施工技術(shù)人員進(jìn)行再次測(cè)量。如圖2 所示為定樁位的方案原理示意。具體是在樁位點(diǎn)附近根據(jù)“十字栓樁法”在周邊均勻設(shè)置四根木樁，木樁插入土層300 mm以上，相對(duì)的兩根木樁設(shè)置定位線(xiàn)，兩根定位線(xiàn)的交叉點(diǎn)即為樁位的中心。

圖2 定樁位的方案原理示意

3.3.2 護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒利用鋼板進(jìn)行焊接制作，本工程中使用的鋼板厚度為5 mm，護(hù)筒直徑稍大于灌注樁鉆孔直徑。護(hù)筒埋設(shè)前利用鉆機(jī)鉆孔，此孔的直徑稍大于護(hù)筒直徑，然后將護(hù)筒放置在孔內(nèi)，要求孔的深度與護(hù)筒高度相同，且保證護(hù)筒底部的平整性，護(hù)筒與底部之間不得出現(xiàn)間隙。埋設(shè)護(hù)筒時(shí)通過(guò)泥漿對(duì)孔壁進(jìn)行保護(hù)，提升成孔的穩(wěn)定性。如圖3 所示為鋼護(hù)筒的原理，正式埋設(shè)護(hù)筒前要對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)核，埋設(shè)護(hù)筒的中心位置必須與成孔中心軸重合，偏差控制需要在20 mm 范圍內(nèi)，護(hù)筒必須保證垂直，垂直誤差控制在1%內(nèi)，護(hù)筒的頂部要超過(guò)地面高度300 mm。確定好護(hù)筒位置后利用粘土和碎石進(jìn)行回填并分層夯實(shí)，保證護(hù)筒位置的準(zhǔn)確性，為后續(xù)成孔施工奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本工程中回填的粘土和碎石的比例為3:1，最上層利用沙石進(jìn)行覆蓋，厚度為50 mm左右。

圖3 鋼護(hù)筒埋設(shè)的原理

為了確?？妆诘恼麧嵭?，可以通過(guò)高壓水對(duì)樁孔內(nèi)壁實(shí)施沖洗。為保證沖洗效果同時(shí)確?？妆诘姆€(wěn)定性，本工程利用高壓水和壓縮空氣結(jié)合的方法對(duì)樁孔內(nèi)壁實(shí)施清潔。通過(guò)詳細(xì)檢查保證樁孔內(nèi)壁的完整性以及清潔性，如果內(nèi)壁上仍然存在淤泥或者沙礫等其他雜物，需要采取有效措施對(duì)這些雜物進(jìn)行徹底清除[3]。

3.3.3 成孔

鉆孔時(shí)要以護(hù)筒高度作為基準(zhǔn)控制成孔深度，因此正式成孔前需要對(duì)護(hù)筒高度進(jìn)行精確測(cè)量，使用的儀器為水準(zhǔn)儀。鉆進(jìn)速度是影響鉆孔質(zhì)量的重要因素，過(guò)大的鉆進(jìn)速度會(huì)使塌孔風(fēng)險(xiǎn)大幅度提升。整個(gè)成孔過(guò)程中需要對(duì)鉆進(jìn)速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，具體速度要充分結(jié)合不同深度的巖層屬性確定。整個(gè)成孔過(guò)程利用泥漿對(duì)孔壁進(jìn)行保護(hù)，提升孔壁的穩(wěn)定性，要求泥漿液面超過(guò)護(hù)筒底部高度400 mm。必要時(shí)及時(shí)向孔內(nèi)加入粘土或者漿液，確保泥漿液面滿(mǎn)足施工要求，提升成孔質(zhì)量，降低塌孔風(fēng)險(xiǎn)。

3.3.4 吊裝鋼筋籠

對(duì)鋼筋籠進(jìn)行吊裝施工時(shí)，先要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工圖紙對(duì)鋼筋籠的規(guī)格尺寸包括直徑、長(zhǎng)度等進(jìn)行確認(rèn)，在此基礎(chǔ)上才能開(kāi)展吊運(yùn)工序，如圖4 所示為鋼筋籠吊裝過(guò)程的原理[4]。為了方便吊運(yùn)，在鋼筋籠制作時(shí)主筋上會(huì)設(shè)置專(zhuān)門(mén)用于吊裝的螺栓，具體操作時(shí)將吊繩捆扎在螺栓上進(jìn)行連接，同時(shí)吊繩要在箍筋上綁扎，保證吊運(yùn)過(guò)程鋼筋籠的穩(wěn)定性。利用專(zhuān)用吊車(chē)將鋼筋籠的一端提起，先將鋼筋籠吊運(yùn)到其底部與地面持平，對(duì)準(zhǔn)鋼筋籠位置后緩慢地將鋼筋籠放入成孔內(nèi)部。

圖4 鋼筋籠吊裝過(guò)程的原理

（1） 下放鋼筋籠。正式對(duì)鋼筋籠進(jìn)行下放操作時(shí)，要對(duì)鋼筋籠整體質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)檢查，驗(yàn)收合格后才能開(kāi)展調(diào)運(yùn)工作。如果檢查發(fā)現(xiàn)不符合設(shè)計(jì)施工要求及時(shí)進(jìn)行整改，不得將存在問(wèn)題的鋼筋籠放入成孔內(nèi)部。對(duì)鋼筋籠標(biāo)號(hào)進(jìn)行核對(duì)，確保鋼筋籠與對(duì)應(yīng)樁號(hào)相匹配，對(duì)每個(gè)鋼筋籠設(shè)置對(duì)應(yīng)的吊牌，并詳細(xì)記錄基本情況。檢查吊運(yùn)著力點(diǎn)區(qū)域的牢靠性，同時(shí)查看鋼筋籠上是否存在其他附著物，及時(shí)進(jìn)行清理?？紤]到整個(gè)鋼筋籠的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，本工程在具體施工時(shí)采用分節(jié)吊運(yùn)的模式，其中上節(jié)和下節(jié)的長(zhǎng)度分別為12 m 和19.8 m，使用的設(shè)備為吊裝機(jī)，可以起重25 t 重量。

（2） 每個(gè)鋼筋籠頂面都設(shè)置有兩個(gè)螺栓，作用是對(duì)鋼筋籠進(jìn)行固定。將鋼筋籠吊運(yùn)至指定位置后，利用這兩個(gè)螺栓對(duì)其位置進(jìn)行固定?？紤]灌注樁在混凝土澆筑時(shí)會(huì)對(duì)鋼筋籠產(chǎn)生比較大的沖擊力，使得鋼筋籠特別容易出現(xiàn)變形現(xiàn)象?；诖隧?xiàng)工程對(duì)混凝土澆筑速度及澆筑量進(jìn)行嚴(yán)格控制，防止鋼筋籠出現(xiàn)變形問(wèn)題。通過(guò)導(dǎo)管對(duì)混凝土進(jìn)行灌注，確保導(dǎo)管始終埋入混凝土內(nèi)部，防止混凝土出現(xiàn)過(guò)大塌落現(xiàn)象。如果導(dǎo)管損壞應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換，防止發(fā)生塌孔問(wèn)題[5]。

3.3.5 水下混凝土灌注

如圖5 所示為水下混凝土灌注方案的原理示意。正式施工前要組裝好使用的導(dǎo)管，并對(duì)其性能開(kāi)展測(cè)試，要求能夠承受0.6～1 MPa 的壓力。根據(jù)每個(gè)孔的深度合理選擇配管長(zhǎng)度，具體操作時(shí)管道和孔底的距離控制在0.5 m左右。組裝好導(dǎo)管后，對(duì)成孔深度進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)對(duì)孔內(nèi)雜物進(jìn)行清理，保證孔內(nèi)的沉渣以及孔的規(guī)格尺寸滿(mǎn)足設(shè)計(jì)施工要求。導(dǎo)管中設(shè)計(jì)有阻斷塞子，要求不得對(duì)管道造成不必要的堵塞，由專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人員對(duì)阻斷塞子的情況進(jìn)行檢查，確保無(wú)誤后才能正式進(jìn)行混凝土澆筑工序?；炷翝仓r(shí)要時(shí)刻關(guān)注澆筑的混凝土量，同時(shí)需要對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行拆除，確保導(dǎo)管長(zhǎng)度與混凝土面高度相匹配，要求導(dǎo)管端面埋入混凝土內(nèi)部2 m～4 m。相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)該做好詳細(xì)的記錄，方便后續(xù)核對(duì)。

圖5 水下混凝土灌注方案的原理示意

3.3.6 復(fù)式注漿

完成混凝土澆筑工作2 d 至30 d 內(nèi)可以進(jìn)行復(fù)式注漿工序，具體操作時(shí)需要控制好注漿流量，基于低壓慢注的模式進(jìn)行施工，每分鐘流量通常低于75 L。為了在保證注漿質(zhì)量的同時(shí)提升注漿效率，本工程基于循環(huán)方式實(shí)施注漿。每根樁上設(shè)置A管和B管，首先對(duì)第1根樁的A 管實(shí)施注漿，注漿量達(dá)到70%時(shí)可以停止，繼續(xù)開(kāi)始對(duì)第2 根樁的A 管實(shí)施注漿工序，達(dá)到70%以后停止，再回到第1 根樁對(duì)B管進(jìn)行注漿，以此類(lèi)推。循環(huán)操作的目的是保證每根樁A 管和B 管的注漿時(shí)間間隔在30 min 至60 min，設(shè)置時(shí)間間隔的作用是方便漿液有效擴(kuò)散。整個(gè)注漿過(guò)程要對(duì)相關(guān)技術(shù)參數(shù)，包括注漿量、開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間等進(jìn)行詳細(xì)記錄。

結(jié)束語(yǔ)

新時(shí)代背景下建筑工程項(xiàng)目施工時(shí)，通過(guò)灌注樁后注漿施工技術(shù)能夠極大提升灌注樁的整體穩(wěn)定性以及承載能力，為建筑工程的安全運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但在具體操作時(shí)必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工方案進(jìn)行操作，重點(diǎn)關(guān)注關(guān)鍵的流程及環(huán)節(jié)，確保注漿作業(yè)精度，通過(guò)規(guī)范化施工才能保證灌注樁后注漿技術(shù)施工質(zhì)量。以實(shí)際工程案例為基礎(chǔ)，詳細(xì)介紹了灌注樁后注漿施工技術(shù)相關(guān)的流程、關(guān)鍵技術(shù)等，有效積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可以為其他建筑工程提供有效借鑒。