鑽孔灌注樁後壓漿施工工藝的研究論文

1 概述

目前，鑽孔灌注樁逐漸成為高大建築物地基處理的常用方案，但鑽孔灌注樁受成樁機械、地基土質、地下水位、管理水平、施工人員素質等眾多因素影響，常容易造成樁身不完整、沉渣過厚、泥皮過厚等現象，造成降低端承承載及樁身摩阻力，從而影響樁基的承載力。本文提供一種後壓漿施工工藝，通過採取此工藝，固化樁底沉渣及樁側泥皮，補強樁身缺陷，從而提高樁基承載力。

2 鑽孔後壓漿工作原理

後壓漿工藝是通過預埋注漿管，待樁身完成達到一定強度後，注入水泥漿，補強樁身缺陷，以達到提高樁身完整性及固化樁身摩擦介質、增大摩擦力的目的。

鑽孔灌注樁後壓漿技術是灌注樁成樁時在樁底和樁側預置壓漿管路和壓漿裝置，待樁身達到一定強度後通過壓漿管路利用高壓注漿泵壓注水泥漿，對孔底沉渣、樁側泥皮及樁周土體通過滲透、置換、劈裂等方式，經過一系列的物理與化學反應進行加強補強，從而消除傳統灌注施工工藝所固有的缺陷，以達到提高樁身完整性及固化樁身摩擦介質、增大摩擦力的目的，是一種科學先進的技術。

後壓漿分樁側後壓漿和樁底後壓漿兩種。

2.1 樁側壓漿提高承載力機理

(1)在樁側細粒土層中後壓漿時，壓漿壓力超過劈裂壓力，則土體產生水力劈裂，呈現劈裂加筋效應;充及固結作用，使樁側土孔隙率降低、密度增加，呈現滲透填充膠結效應。上述兩種效應，不僅使樁周土恢復原狀，而且提高了樁周土的強度;另外，泥漿脈結石體像樹的根、須一樣向樁側土深處延伸。

(2)在樁側後壓漿點處，由於漿液的擠壓作用，形成凸出的漿液包結石體。形成凸出的漿液包結石體。

(3)在樁側非壓漿點處形成一層泥漿殼，這層泥漿殼或單獨存在而固化，或與泥膜發生物理化學反應面固化，它與原樁身砼組成的複合樁身，增大剪切滑動面，增加樁側面摩擦面積。

(4)漿液充填樁身砼與樁周土體的間隙，提高樁土間的粘接力，從而提高樁側摩阻力。

2.2 樁底後壓漿提高承載力機理

(1)由於樁底壓漿在樁下端形成擴大頭，擠壓樁底土層及周圍土層，使其密實，增加了樁端及周圍土層的側向壓力，因而使樁的樁側摩阻力有所提高。

(2)在樁底壓降過程中，由於灌漿量及灌漿壓力的增加，部分漿液會竄入到樁周較軟弱的土層中，改善了樁土性質，使樁周土的單位摩阻力提高。

(3)樁底後壓漿在壓密樁端虛土的同時，向上載遞壓力，樁預向上位移，因而樁側摩阻力提高。

(4)樁底後壓漿使得樁側摩阻和樁端同時提高，因而能較大幅度地提高樁的承載力。

3 鑽孔後壓漿設計方案

(1)對樁徑800mm樁採用複式注漿法。樁端與樁側各對稱安裝2根注漿管。

(2)注漿位置：

①樁端注漿：注漿花管應埋入終孔孔底下100~300mm。

②樁側注漿：花管底具體位置由各區段工勘探孔及樁鑽進時的返渣情況綜合判斷確定，選擇薄弱層注漿，同一建(構)築物注漿位置宜相同。

③注漿管的長度：由實際施工的孔深確定，其長度為實際孔深+0.6m。

④注漿管採用DN20、δ=2.75mm的焊管，相鄰注漿管採用絲扣連接，並用14#鐵絲綁紮固定在鋼筋籠的`外側。注漿管底端用絲堵封閉，距底端300mm長度範圍內對稱均勻鑽12個?6mm的注漿孔，用膠帶及圖釘封孔。注漿管頂部應高出砼面0.5m以上，且高出地面0.2~0.3m。管頂要用絲堵封閉且用不同顏色的膠帶纏繞，將樁底注漿管與樁側注漿管區分開來。

⑤ 注 漿 壓 力 ：樁 側 1.5~2.0MPa; 樁 側 2.0~2.5MPa。

⑥注漿材料及注漿量：採用普通42.5級水泥，每根樁水泥用量可以根據實際情況確定，一般1~2t。初始壓漿時水灰比1∶1，體積為100L，餘下水灰比為0.8∶1。

⑦成樁 2d 後開始注水打開通道。28d 內進行注漿。

⑧注漿順序：先樁側後樁底,二者時間間隔不小於2h。先外圍後中間。注漿點距未施工或者正在施工的樁的最小距離為15m。

⑨終止注漿條件：採用注漿壓力與注漿量雙控，以注漿量控制為主，注漿壓力控制為輔。

4 鑽孔後壓漿施工方案

4.1 工藝流程

工壓漿工藝流程為：製作壓漿管→安裝壓漿管→檢查壓漿管質量→灌注混凝土→打開壓漿管→配置水泥漿，樁側壓漿→配置水泥漿，樁底壓漿。

4.2 注漿管制作

4.2.1 注漿管材料

採用DN20壁厚2.75mm的焊管。

4.2.2 注漿管的製作

採用車絲機在焊管的二端車絲，每個車絲段的長度為50mm。車絲後應用生膠帶纏繞，然後在一端安裝直通。安裝時應用管鉗擰緊，防止在整個注漿管管道安裝過程中出現脱離或者是不密閉，導致漏漿現象的發生。同時根據實際孔深製作相應的短節，短節的兩端按上述要求車絲。

4.2.3 注漿花管制作

距低端300mm內對稱均鑽12個?6mm的孔，在每對孔的斷面用膠帶纏擾3圈，然後將圖釘安放在孔的位置，再在圖釘的外側用高壓絕緣膠帶纏繞3~5圈。樁底注漿花管底口採用焊接方式將錐形絲堵焊牢密封。樁側注漿花管的底口採用相配套的外絲堵密封。

4.3 注漿管的安裝

4.3.1 注漿管位置及長度的確定

(1)樁底注漿管的底端應埋設在沉渣及孔底原狀土中。

(2)樁側注漿管應設置樁身薄弱土層。

(3)同一斷面上樁底注漿管與樁側注漿管應對稱均布。

4.3.2 注漿管安裝

(1)二次清孔期間，應將注漿管運到樁附近，並根據實際孔深按上述要求核算注漿管的長度，無誤後方可安裝。

(2)注漿管的安裝與鋼筋籠的安放同時進行。樁底注漿管底部500mm處應內折15°~25°防止在注漿管下放過程中刮碰孔壁。

(3)注漿管與鋼筋籠的主筋採用 14#鐵絲綁紮固定。注漿管綁紮在鋼筋籠的外側。樁底注漿管的底部15m範圍內每2m設一綁紮點，其餘部位及樁側注漿管每4m設一綁紮點。

(4)相鄰上下節注漿管採用帶絲扣的直通連接，安裝時應用管鉗擰緊，防止在整個注漿管管道安裝過程中出現脱離或者是不密實導致漏漿現象的發生。

(5)在鋼筋籠孔口搭接前，應對壓漿管進行注水，檢查其密封性。當壓漿導管內注滿清水後，水面能夠保持穩定且不升降，證明密封完好。否則，提起鋼筋籠檢查漏水原因，滿足要求後方可下另一節籠，下籠時要徐徐放入，嚴禁用力墩下或者扭動。

(6)下籠結束後，在壓漿管上口擰上堵頭，以免雜物掉入壓漿管內而使管路不暢。並用不同顏色的油漆將樁底注漿管與樁側注漿管區分開來，以免混淆。

4.4 注漿

4.4.1 注漿設備

(1)採用專用注漿泵，注漿額定壓力為10MPa。

(2)漿液攪拌機為與注漿泵相匹配的漿液攪拌機。

(3)水泥漿液的輸漿管應採用高壓流體泵送軟管，額定壓力不小於20MPa。

4.4.2 注漿材料及注漿量

(1)採用普通硅酸鹽42.5級水泥，壓漿量應由樁端、樁側土層類別、滲透性能、樁徑、樁長、承載力增幅要求、沉渣量有泥皮厚度等諸因素確定。在實際施工過程中，需要根據壓水試驗情況及壓漿過程中的反映適當高速注入量，並通過對壓漿壓力、漿液濃度、壓漿方法諸因素的控制，將所需壓漿量控制在設計要求的範圍內。一般漿液濃度和灌漿量大、灌漿壓力高、加固效果更好。

(2)初始壓漿時水灰比為1∶1，體積為200L，餘下水灰比為0.8∶1。泵送流量控制在1.8m3/h左右。

(3)注漿應對同一根樁的各注漿管依次實施等量注漿。

4.4.3 注漿壓力

樁側1.5~2.0MPa;樁端2.0~2.5MPa。

4.4.4 注漿時間

(1)成樁2d後開始注水打開通道並進行壓水試驗。

(2)28d內進行注漿。初注時一般壓力較小，漿液亦由稀到稠。初注時要密切注意壓漿壓力、壓漿量和壓漿皮管的變化，並注意壓漿節奏。壓漿過早，將會因為樁體強度、樁側阻力過低而導致漿液溢出地面造成壓漿失敗;壓漿太晚，會因樁身泥皮硬化而影響向上泛漿擠入樁周體而導致漿液向遠處流失達不到最佳壓漿效果。

(3)樁側注漿完成時間約40min，樁端主將時間約70min。樁側注漿完成後 120min 後方可進行樁端注漿。

4.4.5 注漿順序

同一根樁先樁側後樁底，二者時間間隔不少於2h。

裙樁先外圍後中間。

注漿點距未施工或者正在施工的樁的最小距離為10m。

壓漿時應注意觀察是否有漿液上溢，一旦發現上溢泛漿，即時停止。

壓漿過程中注意安全，要求無關人員遠離壓漿接口處，防止壓漿管爆裂傷人。拆除壓漿管時，要注意高壓管中帶壓力的漿液射出，壓漿口不要正對操作人員。

4.4.6 注漿控制標準、終止注漿條件

(1)採用注漿壓力與注漿量雙控，以注漿量控制為主，注漿壓力控制為輔。

(2)當滿足下列條件之一時可終止注漿：

①注漿總量和注漿壓力均達到設計要求;

②注漿總量已達到設計值的75%，且注漿壓力超過設計值。

(3)當注漿壓力長時間低於正常值或地面出現冒漿或周圍樁孔竄漿，應改為間歇注漿，間歇時間宜為30~60min，或調低漿液水灰比。

(4)後注漿施工過程中，應經常對後注漿的各項工藝參數進行檢查，發現異常應採取相應處理措施。當注漿量等主要參數達不到設計值時，應根據工程具體情況採取相應措施。

4.4.7 後注漿樁基工程質量檢查和驗收應符合的要求

後注漿施工完成後應提供水泥材質檢驗報告、壓

力表檢定正式、試注漿記錄、設計工藝參數、後注漿作

業記錄、特殊情況處理記錄等資料。

4.4.8 壓漿後期的保養齡期

壓漿的保養齡期即樁底壓漿後多少時間後可以做靜載試驗或作為工程樁使用的齡期，通常要求壓漿後保養15d左右。

4.4.9 注漿效果保證要素

保證樁身質量，鋼筋籠的安裝一定要到位，確保注漿管安裝到位。

5 結束語

綜上所述，通過後壓漿工藝的實施，可以固化樁底沉渣及樁側泥皮，補強樁身缺陷，從而提高樁基承載力，適合於樁基承載力的補強，並且在印度 TAL?WANDI電廠施工中採用後壓漿工藝取得了良好的效果。