灌注樁在碼頭施工中的應用

葉凱　姚莎莎

摘 要：碼頭灌注樁施工隱蔽性強、水上作業難，在施工中很難避免產生樁的質量問題，因此，鉆孔灌注樁在水運工程中應用廣泛，灌注樁基礎施工中，采用后注漿法施工工藝對大直徑鉆孔灌注樁施工中存在的樁底沉渣和樁側泥皮過厚等質量缺陷進行修復，可大幅提高樁基礎的承載能力。文章從后注漿法灌注樁施工工藝出發，指出施工技術的要點，進而總結常見問題的處理方法，可供同類鉆孔灌注樁基礎工程施工參考。

關鍵詞：鉆孔灌注樁；碼頭施工；后注漿法

后注漿法鉆孔灌注樁施工工藝是我國近年來開發成功的一種樁基施工新技術，能夠有效加固樁基軟弱土，提高樁基承載力，降低沉降量。改善了傳統的鉆孔灌注樁在土層較厚、基巖較深處需要靠擴大樁徑及樁端需進入基巖才能滿足設計要求的不太經濟的處理模式。

1 后注漿法灌注樁的施工工藝

加固鉆孔灌注樁時采用后注漿工藝能使樁底沉渣和樁側泥皮被漿液固化，形成較堅硬的水泥土，消除沉渣對承載力的不利影響；注入水泥漿能對卵礫、中粗砂等粗顆粒土層起充填和膠結作用，加固周圍土體、增強樁側摩阻力；劈裂注漿的加筋效應能在粘土、粉土和粉細砂等細顆粒土層中形成復合土，水泥土復合體能增強對基樁的承載作用，加大樁側摩阻力，從而提高單樁承載力。后注漿法灌注樁的主要施工工序包括：成孔→制作灌注樁鋼筋籠→制作注漿管→清孔→綁扎注漿管→下放鋼筋籠→澆筑灌注樁混凝土→后注漿。后注漿加固時首先要按設計水灰比制備漿液，不斷攪拌的水泥漿經過濾后會進入儲漿桶，連接注漿泵、加筋軟管和樁身注漿管，打開排氣閥開泵放氣，關閉排氣閥后先要試壓清水，待注漿管道通暢后再壓注水泥漿液。

2 施工技術要點

施工中在制作鋼筋籠的同時要制作注漿導管，樁端注漿導管選用DN25、壁厚3.25mm的焊接鋼管，樁側注漿導管選用DN20、壁厚2.75mm的焊接鋼管，連接處采用套管焊接，鋼管連接后不得滲漏。灌注樁底部的注漿管出口要比鋼筋籠長出約5.0cm，上端高出地面約20.0cm。注漿管底部20.0cm將制成注漿噴頭，用鉆頭均勻鉆出4排間距3.0cm、直徑3.0mm的注漿孔。在噴頭上方設單向止回閥，保證注漿時水泥漿通過注漿孔壓入土層中，當灌注混凝土時保證混凝土不會將注漿管堵塞。在灌注樁鋼筋籠內側對稱焊接2根樁端注漿管，在鋼筋籠外側綁扎2根樁側注漿管。在吊放鋼筋籠的過程中要注意保護注漿管，鋼筋籠不得扭曲以免損壞注漿管，嚴格按照規范要求灌注混凝土。

高壓注漿系統由漿液攪拌器、帶濾網的貯漿斗、高壓注漿泵、壓力表、高壓膠管、預埋注漿導管和單向閥等組成。高壓注漿泵是實施后注漿的主要設備，一般注漿泵的額定壓強為6.0～12.0MPa、額定流量為30.0～100L/min。漿液攪拌器的容量應與額定注漿流量相匹配，攪拌器漿液出口處應設置水泥漿濾網，避免水泥團被吸入注漿導管內而造成堵管或爆管。高壓注漿泵與注漿管之間的連接采用能承受大于2倍最大注漿壓力、長度≤50.0cm的加筋管，輸漿軟管與注漿管之間設置卸壓閥。采用與灌注樁混凝土相同強度等級的礦渣水泥與清水拌制水泥漿液，根據地下土層情況適時調整水灰比，一般控制在0.6～0.8之間。正式注漿前為保證注漿管路的暢通要先用高壓清水將注漿管出口密封管閥沖開。開塞時宜采用逐步升壓法，壓力驟降、流量突增表明通道已經開通，應立即停機防止水大量涌入地下。原則上不允許普遍開塞，開塞后應立即進行連續注漿，注漿壓力為2.0～4.0MPa，由小到大逐級增加，

注漿流量為75.0L/min。單個筒倉注漿時先對筒壁下部的基樁注漿，然后按由外至內的順序對筒倉內部的基樁注漿；單樁注漿時先由上而下進行樁側注漿，后進行樁端注漿。

3 施工中常見問題的處理

當2根樁端注漿管之一的注漿閥開啟不暢時，可通過另一根樁端注漿管補注，直到該樁的樁端水泥用量達到2.4～3.0t時為止。當2根樁端注漿管的閥門均不能打開時，可用鉆芯取樣機在樁側鉆出2個直徑100mm的對稱鉆孔，孔底比樁底高程低5.0cm，在鉆孔內重新下放直徑48.0mm的聲測管，先向聲測管外注漿，在上端2.0m范圍內人工挖孔，使用混凝土封堵上端，注漿5d或水泥漿強度達到80%以上時，再通過聲測管向樁端注漿。當注漿壓力長時間低于正常值，或地面冒漿、周圍樁孔串漿時，應改用間歇30～60min的注漿方式，或調低漿液的水灰比。當注漿總量和注漿壓力均達到設計要求，或注漿總量已達設計值的75%、注漿壓力達到設計注漿壓力的1.5倍時可終止注漿。在鉆孔灌注樁施工中，防止塌孔的措施：在開始鉆孔樁施工前，對陸地鉆孔樁樁位處采取清除雜物、換除軟土、整體夯實方法對鉆機的作業面進行處理，以確保護筒周邊土質不宜松動，滿足施工荷載的要求；鉆孔樁施工時鉆孔內的水頭壓力要滿足施工要求，而不至于產生孔內坍塌。鉆孔樁在施工過程中，在硬粘性土層中，宜用“低速鉆進、自由進尺”；在普通粘土中，宜采用“高速鉆進、自由進尺”；在砂土中，宜用“低中速鉆進、控制進尺”；保證向鉆孔內連續補充泥漿，維持護筒內應有的水頭，防止孔壁坍塌，要配備相配套的泥漿泵，以確保泥漿供應的連續；在吊放鋼筋骨架時發生的坍塌，主要是由于地面指揮或吊車司機操作不當造成吊放時垂直度不足造成的。因此要嚴格施工管理，不得發生泥漿水進入導管的質量事故。一旦生發上述事故，可采取如下的處理措施：澆筑混凝土之前，若發現導管口出現漏水現象時，應立即提起到導管進行檢查，對漏水部位進行嚴格的防水處理后，再重新放入樁孔中。在反循環鉆孔法的成孔施工中，鉆孔速度不宜過快，如果孔壁未形成有效泥漿膜，施工中將易出現孔壁坍塌的質量事故。成孔速度應根據地質情況并參照相應規范選取，對于淤泥質等非常軟弱的地質，如果成孔速度過快，造孔的樁孔將很不規則，對于砂、砂礫等土層若成孔速度過快，會產生樁的徑向擺動，而發生孔壁坍塌現象，在現場調查中發現，孔中水的向下流速超過12m/min，在負壓的作用下，孔壁非常容易發生坍塌現象。由于地質構造或其他特殊原因，在灌注樁的成孔過程中，發現樁孔中產生沼氣、天然氣、硫化氫等有害氣體，全套管施工中，當需要在孔口附近進行焊接鋼筋骨架時，焊接的電火花會點燃樁孔內可燃性氣體而發生爆炸的質量事故。為避免上述事故的發生，在進行焊接作業前，首先利用有害氣體探測器或火繩等檢查樁孔中是否存在有害氣體，一般情況下，樁孔中的可燃氣體，應用注水法排除孔中的有害氣體；當氣體量較少時，也可以利用火繩等將有害氣體燃燒掉。

4 結語

在鉆孔灌注樁施工作業過程中，后注漿工藝在提高灌注樁的單樁承載力、改善樁身荷載傳遞性狀和減小沉降方面有顯著地效果，不僅能夠縮短樁長、減小樁徑，而且還能提高生產率和節約建設投資。在碼頭工程中應該嚴格遵照規范要求進行施工，強化質量管理意識，以確保鉆孔灌注樁的施工質量符合規范要求，為碼頭工程施工提供相關參考。

參考文獻

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