郭留術(shù) 王玉瀟 陶云潔

（中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州450001）

鉆孔灌注樁施工法在樁基工程中起著舉足輕重的地位，傳統(tǒng)的施工方法存在很多難以克服的技術(shù)難題，很大程度上減弱了樁體的側(cè)摩阻力和樁端阻力，成為樁基沉降量較大的主要誘導(dǎo)因素，不能最大限度地發(fā)揮樁基的承載性能[1]。后壓漿鉆孔灌注樁即是針對(duì)傳統(tǒng)工藝所存在的缺陷而發(fā)展起來(lái)的一種施工工藝，它是指鉆孔成樁后，利用預(yù)埋在樁身的注漿管，通過(guò)地面壓力系統(tǒng)，將以水泥為主劑的固化液，經(jīng)樁端注漿裝置均勻地注入樁端底層。根據(jù)漿液性狀、圖層特性和注漿參數(shù)等不同，壓力漿液對(duì)樁端土層、樁端沉渣及樁端附近的樁周邊土體起到滲透、填充、置換、劈裂、壓密及固結(jié)等不同作用，通過(guò)改變土體的物理力學(xué)性能及樁土間邊界條件，從而提高樁的承載力以及減少樁基的沉降量[2]。

本文通過(guò)具體的工程實(shí)例，介紹了后壓漿鉆孔灌注樁的施工工藝流程及技術(shù)特點(diǎn)。

1 工程概況

某市快速化互通立交工程位于黃河沖積二級(jí)階地，華北斷塊區(qū)南部。近場(chǎng)區(qū)新構(gòu)造垂向活動(dòng)的差異，影響著這一地區(qū)斷裂的活動(dòng)性。近場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)斷裂規(guī)模小，對(duì)工程影響較小，不存在發(fā)生強(qiáng)震的構(gòu)造條件。根據(jù)地層的成因類型、巖性及工程地質(zhì)特性的不同，將場(chǎng)地勘探地層劃分為8大層。其中第①層為第四系全新統(tǒng)人工填土（Q4ml），第②～⑤層為第四系上更新統(tǒng)沖洪積物（Q3al+pl）、其中第⑥～⑧層為第四系中更新統(tǒng)沖洪積物（Q2al+pl）。場(chǎng)地勘探深度范圍內(nèi)地下水含水層主要為粉土和粉砂，其中粉土屬弱透水層，粉砂屬中等透水層，其補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水，下部存在較厚的粉質(zhì)粘土及粘土相對(duì)隔水層，地下水位主要受大氣降水及地下水開(kāi)采影響。

該快速化互通立交工程跨度較大，單墩荷載相應(yīng)也較大，對(duì)沉降要求高，淺層地基土難以滿足要求，故不能采用天然地基方案。下部底層具有中等-高等強(qiáng)度、中等壓縮性，且分布穩(wěn)定，工程性質(zhì)相對(duì)較好，可以作為樁端持力層，由于其埋深較大，因此本工程適宜采用樁基礎(chǔ)。根據(jù)該市以往施工經(jīng)驗(yàn)，該工程宜采用灌注樁方案，且鉆孔灌注樁是橋梁常用的基礎(chǔ)型式，具有單樁承載力高，樁徑、樁長(zhǎng)選擇性強(qiáng)，穿越能力強(qiáng)，能適應(yīng)任何地層，施工簡(jiǎn)便，故作為該擬建工程首選樁型。

2 后壓漿鉆孔灌注樁施工技術(shù)

2.1 施工工藝及流程

施工放驗(yàn)線—鉆機(jī)就位整平—鉆進(jìn)成孔—測(cè)量鉆孔深度—第一次清孔—提出鉆桿—測(cè)孔底沉渣厚度及孔深—安裝鋼筋籠和注漿管—安放導(dǎo)料管—第二次清孔—測(cè)量孔徑—灌注水下混凝土—測(cè)混凝土樁頂標(biāo)高—拔出導(dǎo)料管—成樁—開(kāi)塞—樁側(cè)注漿—樁底注漿。

2.1.1 旋挖成孔

鉆孔樁施工前先探明每根樁樁位處有否地下障礙物及市政管線，對(duì)影響樁基施工的雨污水管道必須挖除后方可施工。成孔前先埋設(shè)護(hù)筒，其內(nèi)徑比孔徑大20cm，高度一般為3.5m，特殊地質(zhì)條件需要增加護(hù)筒埋深，增加工程量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。護(hù)筒頂高出地面0.3m。護(hù)筒埋設(shè)一般采用挖埋法，在挖埋護(hù)筒時(shí)，挖坑直徑比護(hù)筒大1.0m。護(hù)筒就位后，其外側(cè)開(kāi)挖縫分層回填搗密。如采用壓入法安裝護(hù)筒時(shí)，在壓入時(shí)應(yīng)防止護(hù)筒卷口。鉆進(jìn)過(guò)程中泥漿面不得低于護(hù)筒底面，提鉆后護(hù)筒內(nèi)泥漿液面應(yīng)高出護(hù)筒底面至少1m[3]。下方和提升鉆頭時(shí)速度要平穩(wěn)，以免強(qiáng)烈撞擊造成孔壁坍塌。

2.1.2 泥漿制備

選用ZL400型制漿機(jī)兩臺(tái)，按照規(guī)定的配合比配置泥漿，制漿材料選擇應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求，主要材料選擇如下：

膨潤(rùn)土：選用優(yōu)質(zhì)的膨潤(rùn)土。水：用新鮮潔凈的淡水。

分散劑：選用工業(yè)用純堿。

絮凝劑：選用聚丙烯酰胺。其功能為對(duì)膨潤(rùn)土護(hù)膠，同時(shí)提高抗剪切稀釋能力。

泥漿處理劑如純堿、CMC和聚丙烯酰胺，使用前宜配成一定濃度的水溶液，以提高其效果。純堿水溶液濃度為20%，CMC和聚丙烯酰胺水溶液為1.5%。

2.1.3 鋼筋籠制作

鋼筋籠制作前，首先進(jìn)行原材料復(fù)驗(yàn)并進(jìn)行焊接試驗(yàn)，合格后及時(shí)清除鋼筋表面污垢和銹蝕，并將主筋調(diào)直。樁基礎(chǔ)鋼筋籠在鋼筋廠內(nèi)分節(jié)制作，根據(jù)鋼筋原材料長(zhǎng)度分節(jié)制作成長(zhǎng)度為9m的鋼筋籠。每節(jié)鋼筋籠不設(shè)置接頭，分節(jié)段在施工現(xiàn)場(chǎng)安放鋼筋籠時(shí)采用搭接焊連接。

為確保鋼筋籠在運(yùn)輸、吊裝過(guò)程中不變形，在鋼筋籠制作時(shí)，每節(jié)鋼筋籠在兩端及中間（即間距4.5m）各采用Φ25鋼筋制作十字鋼筋與加勁圈筋上焊接支撐，在吊裝過(guò)程中隨吊裝隨割除。

2.1.4 混凝土灌注

混凝土采用商品混凝土，鉆孔樁混凝土灌注采用垂直提升導(dǎo)管法施工。導(dǎo)管直徑為300mm，壁厚5mm，每節(jié)長(zhǎng)2.0～3.0m，配1～2節(jié)長(zhǎng)1.0m、1.5m短管。下導(dǎo)管時(shí)，其底口距孔底的距離為30～40cm（不能埋入沉淀的淤泥渣中），同時(shí)要保證首批混凝土灌注后能埋住導(dǎo)管至少1.0m。由于安放鋼筋籠及導(dǎo)管，這段時(shí)間內(nèi)，孔底又會(huì)產(chǎn)生沉碴，所以鋼筋籠及導(dǎo)管就位后，利用導(dǎo)管進(jìn)行第二次清孔。

初灌量應(yīng)使導(dǎo)管一次埋入砼面以下1.0m以上，首批砼灌注方量的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管初次埋置深度的需要，本工程首罐混凝土通過(guò)漏斗進(jìn)行灌注。灌注漏斗采用吊機(jī)吊掛。首批混凝土入孔后，混凝土要連續(xù)灌注，不得停頓。澆筑過(guò)程中填寫(xiě)水下混凝土灌注記錄表。

2.2 后壓漿施工關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 壓漿管埋設(shè)

本工程為樁端和樁側(cè)壓漿。樁端注漿時(shí)選用聲測(cè)管作為注漿管，綁扎在鋼筋籠內(nèi)側(cè)，隨鋼筋籠下入孔底。樁長(zhǎng)45m及以上的設(shè)置3道側(cè)注漿閥，樁長(zhǎng)45m以下的設(shè)置2道按照以下位置布置注漿閥：最下面一道距離樁底12~18m，最上面一道距離樁頂8~15m，每道側(cè)注漿閥豎向間距12m。每道注漿閥對(duì)應(yīng)一根注漿管，注漿管為DN25鋼管，鋼管綁扎在鋼筋籠外側(cè)，鋼管連接三通、單向閥和一根Φ25cm帶鋼絲的柔性高壓塑料管作為注漿噴管，布置同樁底注漿噴管。

2.2.2 水泥漿配置

先根據(jù)試驗(yàn)按攪拌筒上對(duì)應(yīng)刻度確定出一定水灰比的水泥漿液，注漿漿液采用P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥要求新鮮、不結(jié)塊。

2.2.3 注漿壓力和控制要求

注漿應(yīng)滿足設(shè)計(jì)需要的壓力和持續(xù)時(shí)間要求，本工程注漿壓力：樁側(cè)注漿壓力為2~2.5MPa，樁底注漿壓力為2~4MPa,持荷時(shí)間：壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值后持荷時(shí)間不應(yīng)小于5min。壓漿過(guò)程采用”雙控”的方法進(jìn)行控制,壓漿終止條件以壓漿量控制為主，壓力控制為輔。

3 結(jié)語(yǔ)

鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量是一項(xiàng)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)工程，成樁的好壞往往直接關(guān)系到上層結(jié)構(gòu)安全和上層施工后建筑物的沉降。本工程成功應(yīng)用后壓漿技術(shù)，克服了鉆孔灌注樁傳統(tǒng)施工工藝的弊端，最大限度地發(fā)揮了樁體的承載性能，從而有效地控制樁基沉降量。

［1］編委會(huì).樁基工程手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1995.

［2］龍瓊,張剛.鉆孔灌注樁樁端壓力注漿施工技術(shù)簡(jiǎn)介[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào),2006,25(4):49-52.

［3］周代表.軟土地基超長(zhǎng)樁工程性狀分析[J].巖土力學(xué),2004,25(增):87-90.