李軍方 王 燕

(1.邢臺(tái)市人民醫(yī)院，河北邢臺(tái) 054000;2.石家莊鐵道大學(xué)，河北石家莊 050043)

1 概述

邢臺(tái)某高校辦公樓的主樓長(zhǎng)50 m，寬18 m，裙樓長(zhǎng)80 m，寬18 m。主樓采用筏板基礎(chǔ)，裙樓采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，共38根，樁徑為800 mm，有效樁長(zhǎng)為10 m，以中粗砂作為樁端持力層，其承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求，結(jié)合該工程的具體特點(diǎn)和場(chǎng)地地質(zhì)條件，本工程采用了后注漿技術(shù)對(duì)灌注樁樁端進(jìn)行壓力注漿，通過后注漿使樁端持力層的受力面積增大，擴(kuò)底直徑為2.3 m～2.6 m，通過計(jì)算及工程樁試樁，其承載力和變形滿足上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的要求。

2 大直徑鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)原理

后注漿技術(shù)是在灌注樁施工過程中通過在樁側(cè)和樁端預(yù)先設(shè)置高壓注漿管，并在樁體強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定要求后對(duì)灌注樁進(jìn)行高壓注漿，從而提高灌注樁承載力的一種輔助工法［1］。采用后注漿技術(shù)，成樁前首先在鋼筋籠的兩側(cè)將注漿管與鋼筋籠主筋綁扎牢固，樁側(cè)注漿管要保持一定的豎向間距，確保注漿過程中豎向注漿點(diǎn)之間不相互串通;樁端注漿出口宜伸入樁端持力層或孔底沉渣一定深度，以達(dá)到對(duì)樁端持力層加固的目的。

后注漿施工采用高壓注漿泵將一定水灰比的水泥漿通過注漿管壓入預(yù)先在樁體內(nèi)埋置的注漿鋼管，水泥漿通過特制的注漿閥注入樁周和樁端土體［2］。注漿壓力根據(jù)注漿管的埋置深度、場(chǎng)地地質(zhì)條件及灌注樁承載力提高幅度而定［3］。注漿時(shí)間一般控制在樁體混凝土初凝后，且保證預(yù)定注漿壓力能夠?qū)⒆{閥打開。

后注漿技術(shù)通過以下方面對(duì)樁豎向承載力進(jìn)行增強(qiáng):

1)孔底沉渣與樁周泥皮的固化。后注漿后，通過對(duì)樁端孔底沉渣的固化膠結(jié)，使樁端土的端阻得到提高;通過使樁周圍泥皮的固化，使樁周土的軟弱泥皮強(qiáng)度得到提高，從而提高樁的側(cè)摩阻力。

2)樁端持力層的加強(qiáng)。對(duì)于粗粒土，如粗砂、礫砂和卵石等，樁端后注漿后，樁端持力層一定范圍內(nèi)的地基土由于水泥漿的滲入膠結(jié)，使樁端持力層地基強(qiáng)度顯著提高，從而提高樁承力。

3)漿體的劈裂加筋效應(yīng)。對(duì)于樁周土為軟弱地基土的情況，后壓漿技術(shù)可以使樁周與樁端附近一定范圍內(nèi)的地基土發(fā)生劈裂，在土體內(nèi)形成一定程度的水泥漿膠結(jié)塊或水泥漿加筋體，由于水泥膠結(jié)塊和加筋體的存在，提高了樁周和樁端土體的側(cè)摩阻和端阻，使樁體承載力得到提高。

4)樁體尺寸擴(kuò)大效應(yīng)。樁體注漿后，在高壓作用下，水泥漿體在注漿閥周圍形成一定范圍的外凸，使樁體外形變?yōu)椤疤呛J”或“鈁錘”形。樁體外形的改變，提高了樁體的側(cè)摩阻和端阻，增加了樁體承載力。

3 樁底注漿工藝

3.1 樁底注漿工藝流程

埋設(shè)注漿管→高壓水疏通注漿管道→制漿→注漿［4］。

3.2 注漿參數(shù)的選擇

3.2.1 埋設(shè)注漿管

在鋼筋籠的兩側(cè)對(duì)稱安放2根直徑20 mm的注漿管，注漿管采用管箍連接。注漿管下端埋入樁端持力層中粗砂500 mm，且注漿管的端部用直徑5 mm～10 mm的碎石包裹，以利于高壓注漿時(shí)注漿閥能夠順利打開。

3.2.2 高壓水疏通注漿管道

當(dāng)鉆孔灌注樁成樁后48 h～72 h，向注漿管注入高壓清水，以清除射漿管逆止閥周圍混凝土中水泥漿液，打通注漿通道。其壓力約 2.0 MPa，穩(wěn)定壓力 0.8 MPa ～1.2 MPa。整個(gè)高壓水疏通注漿管道工作大約持續(xù)2 min～3 min即可終止。

3.2.3 注漿齡期

樁體后壓漿時(shí)由于水泥漿體具有很高的壓力，為避免注漿過程中樁體混凝土破壞，注漿前樁體混凝土要達(dá)到一定強(qiáng)度［5］。本工程中樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，注漿時(shí)間在成樁后3 d開始。

3.2.4 漿液水灰比

水泥漿液的水灰比要根據(jù)具體的工程條件進(jìn)行確定。對(duì)于粗粒土，宜選取水灰比稍小的漿液，而對(duì)于細(xì)粒土，則選用水灰比稍大的漿液更為有利。一般水灰比較小時(shí)，為使?jié){液流動(dòng)更方便，常常在漿液中加入一定比例的減水劑，從而避免注漿過程中因注漿管道堵塞而導(dǎo)致注漿失敗。本工程注漿材料選用P.S32.5礦渣硅酸鹽水泥，水灰比為0.6。

3.2.5 注漿量

樁端注漿量依據(jù)樁端持力層的物理力學(xué)性能、孔底沉渣量、樁豎向承載力提高幅度等因素綜合確定，注漿量可按下式進(jìn)行估算:

其中，Q為每根樁漿液注入量，m3;α為漿液損耗系數(shù)，取1.1～1.3;R為漿液有效擴(kuò)散半徑，m;H為注漿段的高度，一般為0.5 m ～1 m;n為空隙率;β 為漿液充填系數(shù)，取0.4 ～0.9。

本工程中，每根樁漿液注入量為1.6 m3左右。前兩級(jí)各注400 L，后一級(jí)注800 L。每根樁注入水泥量為890 kg。

3.2.6 注漿壓力

注漿壓力一般以不使樁體產(chǎn)生整體上移或樁周土體產(chǎn)生整體剪切破壞為前提，且注漿過程中樁體混凝土不得出現(xiàn)因注漿而發(fā)生破壞的現(xiàn)象。注漿壓力初始階段壓力一般較大，注漿管打開后注漿壓力多控制在0.5 MPa～1 MPa。本工程注漿壓力為0.8 MPa。

3.2.7 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)注漿量達(dá)到預(yù)定漿液注入量或注漿壓力大于預(yù)定注漿壓力時(shí)，即可終止注漿。

3.3 注漿注意事項(xiàng)

1)注漿過程中出現(xiàn)注漿壓力突然下降或注漿量突然增大時(shí)，應(yīng)立即檢查原因，如有漿液跑、冒現(xiàn)象應(yīng)立即停止注漿，并采取封堵、減小注漿壓力、加大漿液濃度等措施，或采用間歇注漿的方法。2)注漿順序采用先樁側(cè)注漿、后樁端注漿，先群樁外側(cè)注漿，后群樁內(nèi)部注漿的方式。3)注漿結(jié)束后，注漿管端部應(yīng)采取封堵閉漿，以免出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，影響注漿效果。

3.4 注漿效果

注漿結(jié)束后，隨機(jī)選取了3根樁進(jìn)行了樁身承載力豎向靜載荷試驗(yàn)，同時(shí)選取了樁總數(shù)量的20%進(jìn)行了樁身低應(yīng)變動(dòng)力測(cè)試，檢測(cè)結(jié)果表明，樁承載力值比注漿前樁設(shè)計(jì)承載力值提高20%，且注漿后樁身完整，樁頂沉降量滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)論及建議

后注漿技術(shù)具有工期短、造價(jià)低及施工方便的優(yōu)點(diǎn)，能夠大幅度地提高單樁豎向承載力。本文結(jié)合具體的后注漿工程，得到以下結(jié)論:1)對(duì)于大直徑灌注樁，采用后注漿技術(shù)實(shí)施樁端和樁側(cè)注漿，能夠大幅度地提高樁豎向承載力;2)合理的注漿參數(shù)能夠保證注漿效果，注漿時(shí)間、注漿壓力、漿液水灰比及注漿量對(duì)樁豎向承載力的提高均有影響;3)后注漿技術(shù)的影響因素較多，采用后注漿技術(shù)時(shí)，建議樁豎向承載力的提高幅度不宜過大，以保證工程安全。

［1］黃力強(qiáng).鉆孔灌注樁孔底注漿施工質(zhì)量控制［J］.施工技術(shù)，2000(9):15.

［2］中國(guó)建筑科學(xué)研究院.灌注樁后注漿(PPG)工法(YJGF04-98)［J］.施工技術(shù)，2001(1):46-47.

［3］嚴(yán) 敏，萵明倬，李自強(qiáng).樁底后注漿超長(zhǎng)灌注樁在東方之門工程中的應(yīng)用［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2009，4(39):778-780.

［4］盛黎麟，樓蘭忠，吳鳴鵬，等.大直徑鉆孔灌注樁樁底后注漿施工及質(zhì)量控制［J］.建筑施工，2007(6):387-389.

［5］閆祥梅.河南廣播電視發(fā)射塔基礎(chǔ)施工中后注漿技術(shù)分析［J］.工業(yè)建筑，2011(41):105-107.