張志軍 常宏

摘要：探討高壓旋噴處理灌注樁樁端沉渣的工藝機(jī)理，結(jié)合工程實(shí)例，討論存在的問題。

關(guān)鍵詞：高壓旋噴 灌注樁 沉渣

無(wú)論是鉆孔灌注樁，還是沖孔灌注樁，如果其樁端沉渣超出了設(shè)計(jì)允許范圍，就必須進(jìn)行處理，然后方能投入正常使用。處理灌注樁樁端沉渣，比較常用的方法有：①高壓旋噴法；②壓力注漿法，③風(fēng)力清孔后注水泥漿法等。采用不同的處理方法，處理效果往往不一樣。實(shí)踐證明，采用高壓旋噴工藝處理灌注樁樁端沉渣較為理想。

一、高壓旋噴處理灌注樁樁端沉渣的設(shè)計(jì)與施工

1.工藝機(jī)理

對(duì)于灌注樁，由于在成孔過(guò)程中加入大量泥漿進(jìn)行護(hù)壁及清渣，且泥漿的濃度較高，在灌注砼后其殘留的沉渣與泥漿往往結(jié)為一體，類似于角礫質(zhì)土。經(jīng)鉆孔取芯，見沉渣與泥膠結(jié)緊密，芯呈柱狀，常呈可塑一硬塑狀。因此采用高壓旋噴法處理灌注樁樁端沉渣，能獲得理想的效果，對(duì)較大直徑的樁，其處理效果也十分明顯。況且，用旋噴處理后．水泥漿液與沉渣膠結(jié)混合為一體，其固結(jié)物的強(qiáng)度也很高，能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

在處理樁端沉渣時(shí)，先利用高壓清水旋噴射流將沉渣進(jìn)行切割、分離，經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)沖切，高壓水影響范圍擴(kuò)大，使泥與沉渣分離開來(lái)。通過(guò)孔口返水，將顆粒較小的沉渣與泥一同帶出孔外，而顆粒較粗的則留在樁底。然后利用水泥漿液旋噴射流，將留在樁底的那部分沉渣混合膠結(jié)起來(lái)，在樁端形成一個(gè)旋噴樁柱體，充填于原沉渣的位置，類似于接樁一樣，高強(qiáng)度的旋噴樁固結(jié)體將樁端與基巖連接起來(lái)，以此來(lái)提高灌注樁的樁端承載力，減少其沉降量。

2.設(shè)計(jì)與施工

（1）設(shè)計(jì)方法

結(jié)合作者多年來(lái)處理沉渣的經(jīng)驗(yàn)，作如下設(shè)計(jì)：

①根據(jù)灌注樁樁徑大小均勻地在樁身上布置鉆孔，以每個(gè)鉆孔承擔(dān)的處理直徑為0.8—1.0m為佳；

②鉆孔孔徑為110mm；

③先采用清水作為高壓旋噴的介質(zhì)，利用高壓水流所產(chǎn)生的沖擊力將沉渣切割、沖散，旋噴壓力為25—35MPa；

④然后利用水泥漿作為高壓旋噴的介質(zhì)將被水流沖散分離后的沉渣混合膠結(jié)起來(lái)，壓力為30—35MPa；

⑤水泥漿的水灰比為0.4—0.5；

⑥制漿材料：525#普通硅酸鹽水泥。

（2）施工工藝

①成孔：用工程鉆機(jī)或地質(zhì)鉆機(jī)在樁身上鉆孔，保證鉆孔的垂直度，以免鉆孔偏離出樁身外達(dá)不到設(shè)計(jì)要求而報(bào)廢；

②高壓旋噴清孔：采用高壓旋噴的專用設(shè)備，利用高壓水流的沖擊力進(jìn)行清孔，每次清孔時(shí)，見孔口返出的水不再渾濁方可停止清孔。一般情況下，需2—3h即可完成一次清孔工作；

③高壓旋噴制樁：利用高壓旋噴機(jī)將水泥漿液噴人灌注樁樁底原沉渣位置，將被高壓水流沖散分離后的沉渣混合膠結(jié)起來(lái)形成旋噴樁柱體，旋噴制樁完成后再進(jìn)行封孔。

清孔時(shí)，如一次清孔效果較差，可重復(fù)步驟②多次，達(dá)到理想的清孔效果為止。

（3）工藝要求

①鉆機(jī)成孔時(shí)，一定要保證孔的垂直度；

②高壓旋噴清孔時(shí)，水壓力一定要大，水壓越大，效果越好。清孔時(shí)間要充足；

③每根樁上，要等到所有的鉆孔清洗完畢，方可旋噴制樁；

④制成的水泥漿若>2h仍未使用的應(yīng)廢棄，以保證水泥漿的質(zhì)量。

二、工程實(shí)例

1.概述

內(nèi)蒙古包頭某大橋樁基，設(shè)計(jì)采用用Φ2.20m沖孔灌注樁。樁基完成后，經(jīng)質(zhì)檢單位抽芯驗(yàn)樁，發(fā)現(xiàn)其中一根樁的樁端存在有0.4—0.6m不等厚的沉渣，須進(jìn)行沉渣處理，方能滿足樁基承載力及沉降要求。經(jīng)多種方案的分析、對(duì)比，決定采用高壓旋噴工藝進(jìn)行處理。

2.方案設(shè)計(jì)與施工

①在樁身上布置5個(gè)鉆孔，鉆孔位置見圖1。K5號(hào)孔位于樁中心，K1—K4號(hào)孔位于樁的四個(gè)方位上，距樁邊0.35m，均勻布置；

②鉆孔深度以穿過(guò)樁底沉渣進(jìn)入底層基巖1.0m為止；

③高壓旋噴水壓力為30MPa， 鉆孔孔位布置示意圈單次清孔時(shí)間2h；

④水泥漿液旋噴壓力為35MPa，要求采用復(fù)噴工藝；

⑤采用525#普通硅酸鹽水泥作為制漿材料，水泥漿液的水灰比為0.4—0.5；

施工時(shí)按設(shè)計(jì)編號(hào)依次進(jìn)行鉆孔，完成全部鉆孔工作后，才開始進(jìn)行清孔。清孔時(shí)先清K5號(hào)孔，然后從K1、K3、K2、K4按順序進(jìn)行清孔。這樣反復(fù)清孔，每個(gè)孔歷經(jīng)3—5回次才完成全部清孔工作。待全部鉆孔清孔完畢后，方可按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行水泥漿旋噴制樁。

這根樁的整個(gè)處理工作共歷時(shí)21天才完成。

3.處理效果評(píng)述

處理完后，經(jīng)質(zhì)檢單位在樁身上隨機(jī)布置2個(gè)抽芯鉆孔，對(duì)樁端沉渣處理效果進(jìn)行檢驗(yàn)，從抽芯情況看，原沉渣部位已全部被高強(qiáng)度的純水泥漿與沉渣混合膠結(jié)體所置換充填。旋噴樁固結(jié)體與樁端砼及樁底基巖均膠結(jié)緊密，并取樣進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，強(qiáng)度等級(jí)均符合設(shè)計(jì)要求。因此，可以說(shuō)明，采用高壓旋噴工藝處理灌注樁樁端沉渣是可行的，且效果十分顯著。

三、結(jié)束語(yǔ)

由于高壓旋噴應(yīng)用于處理灌注樁樁端沉渣尚處于經(jīng)驗(yàn)積累階段，所以在工程中應(yīng)用時(shí)還是應(yīng)注意現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，靈活施工，才能獲得良好的效果。筆者在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，得出以下認(rèn)識(shí)：

①高壓旋噴處理灌注樁樁端沉渣，因其清孔程度及置換體強(qiáng)度均較高，其處理效果顯著。

②因樁端沉渣常與泥膠結(jié)成可塑一硬塑狀，且在沉渣中存在有較大顆粒的沉渣。因此，在清孔時(shí)，要有足夠的水壓，才能達(dá)到設(shè)定的清孔范圍。水泥漿旋噴時(shí)的壓力是越大越好。

③清孔時(shí)，應(yīng)清洗完所有鉆孔后方能開始水泥漿液的旋噴，并應(yīng)進(jìn)行2個(gè)回次以上的清孔，才能保證清孔徹底，獲得好的處理效果。

總的來(lái)說(shuō)，高壓旋噴處理灌注樁樁端沉渣，在方案可行的條件下，選擇合理的設(shè)計(jì)與施工參數(shù)可取得良好的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益。