試析水利工程施工中鉆孔灌注樁后壓漿操作技術和應用效果

試析水利工程施工中鉆孔灌注樁后壓漿操作技術和應用效果

金鑫

(河北省水利工程局， 石家莊050021)

摘要：在建筑施工中，鉆孔灌注樁后壓漿技術因其成熟的理論基礎、較強的實用性及完善的控制手段，在水利水電及地礦工程中得到廣泛應用；與傳統工藝相比，鉆孔灌注樁后壓漿樁技術能夠克服樁底沉渣的缺陷，大大提高樁基承載能力。本文對鉆孔灌注樁后壓漿樁具體操作技術進行了分析，結合實例對其應用效果進行了比較，證明了該工法的適用性及必要性。

關鍵詞：鉆孔灌注樁后壓漿；操作技術；應用效果

中圖分類號：TU473.1

On Grouting Operation Technology After Pile Drilling and Pouring in

Water Conservancy Project Construction and Application Effect

JIN Xin

(HebeiWaterConservancyBureau,Shijiazhuang050021,China)

Abstract：Grouting technology after pile drilling and pouring is widely applied in water conservancy, hydropower and mining projects during building construction due to its mature theoretical foundation, stronger practicality and perfect control methods. Pile grouting technology after pile drilling and pouring can overcome defects of sediment at the bottom of pile compared with traditional process, thereby greatly improving the carrying capacity of pile foundation. In the paper, concrete operation technique of pile grouting after pile drilling and pouring is analyzed, and practical examples are combined for comparing the application effect. Applicability and necessity of the method are proved.

Keywords：grouting after pile drilling and grouting; operation technology; application effect

在道路橋梁、水利水電、高層建筑中，鉆孔灌注樁技術應用極為廣泛，其通常不需要進行壓漿處理；但是隨著建筑工程朝體積大、重量重的方向發展，其對基礎有著越來越嚴格的要求。在水利水電工程中，受環境限制，有些情況下不得不選擇底層較差的位置，此時需要對樁基進行加固，此外，傳統的灌注樁技術離散性較強，降低了工程的可靠度；而鉆孔灌注樁后壓漿技術，可以充分發揮出樁基的承載能力，節約材料資源。

1鉆孔灌注樁后壓漿施工工藝流程

所謂鉆孔灌注樁后壓漿技術，是指將帶有單向閥的通長壓漿管及鋼筋籠放入到孔中的規定位置，該通長壓漿管是固定于鋼筋籠上的；經過幾天的成樁后再進行壓漿操作，對樁端而言，壓漿液具有滲擴和壓密的作用。實踐證明：該技術能夠大幅度提高鉆孔灌注樁的承載能力，改善樁土之間的相互作用。圖1為鉆孔灌注樁后壓漿施工工藝流程[1]。

圖1　鉆孔灌注樁后壓漿施工工藝流程

2鉆孔灌注樁后壓漿技術操作

2.1壓漿管布置

壓漿管布設時，在壓漿管底部設樁端單向閥，使其形成注漿花管；采用堵頭土將端部封閉起來，在花管外面用平頭螺釘將孔眼密封好，并用內胎皮等將花管包裹好。在安裝過程中，要保證樁端壓漿管在鋼筋籠的底面以上，并且露出30cm左右。在選擇壓漿管和鋼筋籠材料時，應采用綁壓漿管道，連接時采用絲扣；在所有接頭位置應用生膠帶包裹，以防泥漿進入。利用絲扣將壓漿管連接，直到地面以上20cm處，樁側的壓漿管采用三通絲扣將其端部與接口相連接，該絲扣兩端連接在1.2英寸PVC管上，保證密封性。為保證PVC管的單向閥和鋼筋保護層能充分接觸到孔壁，通常會在PVC管的上下端設置保護層。在完成鉆孔灌注樁成孔后，進行孔道清理及提鉆和下鋼筋籠。在進行壓漿導管連接時，應將生膠帶纏繞在絲扣上，同時將絲扣擰緊。當鋼筋籠下完后，應對壓漿導管密封性進行檢查：當向其中加滿水后，水面能夠長時間保持在固定位置則說明其密封性良好；如果漏水，應分析原因，處理好漏水后，再緩慢將下節鋼筋籠放入孔中。結束下籠后，將堵頭擰緊，防止雜物落入壓漿管道中阻塞管路。壓漿管道應該在地表以下，以免在鉆孔施工時將其碰斷。在安放樁側壓漿管時，要做好標記，防止錯誤注漿。最后，要保護好壓漿導管頭。圖2為鉆孔埋管壓漿示意圖[2]。

圖2　鉆孔埋管壓漿示意圖

2.2壓力注漿裝置的布置及壓漿施工

選擇壓漿泵時，要盡量選擇BW-150型泥漿泵[3]，以保證其泵壓值?；炷凉嘧⒑蠹s3～7d可以進行注漿，如過早注漿，混凝土強度達不到要求，會導致樁自身的破壞；過晚注漿，樁底的硬度又太大，混凝土不易形成注漿通道，樁中心的強度較低，漿液將會向遠處的砂礫石層處流動。

a.壓水試驗。在注漿施工前，進行壓水試驗是一道重要的工序，通過試驗，判斷樁底是否可以灌漿，同時為選擇注漿工藝參數提供依據。另外，壓水試驗還可判斷注漿通道是否疏通并不會對注漿固結體的質量產生影響，通常情況下，壓水是按照2～3級壓力依次進行，壓水時間和壓水量都需要滿足要求。

b.初注。壓水試驗完成后，要進行注漿工作，將水泥漿注入樁底的礫石層中，此時需要用到高壓泵及預埋管。在初注時，壓力不宜過大，漿液要保證先稀后稠，要時刻注意注漿壓力和注漿皮管的變化并記錄注漿量，把握好注漿的節奏。一是注漿量的確定受到樁端、滲透性能、樁長等多種因素的影響[4]；采用攪拌機攪拌水泥漿，保證水泥強度等級高于樁身混凝土水泥強度等級，水和石灰的比例以0.60～1為宜。注漿過程中，要合理調節注入量，通過調控注漿壓力和漿液濃度，將漿液灌注到規定的范圍中。二是注漿壓力的變化可以反映出樁底的可注性變化，當具有良好的可灌性時，注漿壓力就小，通常在4MPa以內；如果上升到4～8MPa，說明可灌性不好。通常情況下，前兩根樁的注漿壓力比較小，之后的會逐漸增大。值得注意的是，灌漿壓力與漿液擴散半徑有著緊密的聯系，在實際操作中，人們喜歡使用高注漿壓力，它能使細微的孔隙張開，能夠將漿液中多余的水分擠出來，提高漿液結合體的強度。三是漿液濃度不同，其特性也不同，漿液較稀時運輸更加方便，其滲透能力也更強，在周邊地帶的加固上十分有用；漿體濃度中等，可對核心部位進行加固，起到填充、擠密等作用；漿液濃度較大時，主要起脫水作用。在灌注漿液時，不同階段對漿液的濃度有不同的要求，其原則是：先選擇稀漿，再逐漸增加濃度，濃漿最后注入。

3后壓漿質量控制及事故防范

3.1質量控制

在鉆孔灌注樁后壓漿樁質量控制中，要做到以下幾點：

a. 在成孔過程中，要保持孔位鉛直，防止出現縮徑現象，減少孔底沉渣厚度，保證壓漿管能夠暢通下入；否則，在鋼筋籠上、下提過程中，壓漿管會被多次包住。

b. 在下放鋼筋籠之前，應對孔徑進行測量，一旦發現存在縮徑現象應及時處理。

c.當噴頭在鋼筋籠的端部以外時，將鋼筋籠下放到孔底的過程中，應該保持噴頭壓入到孔底沉渣內。

d. 要保證壓漿管的接頭牢固密封，在連接牢固后進行滲漏檢查，壓漿管的高度在地面以上0.30m，采用堵頭將其堵嚴實，以防止泥漿進入。

e. 在壓漿前，要對設備進行檢查、對空心壓漿管進行探測，保證其暢通，完成壓漿后，要對地面管路和灰漿泵進行清洗。

f. 攪拌水泥漿時，要保證時間在10min以上4h以下；下入壓漿花管前要對其密封性進行檢查。

g. 要嚴把水泥顆粒細度關，不能使用受潮的水泥，攪拌水泥漿要均勻，保證其良好的流動性。

3.2壓漿事故防范與處理

在鉆孔灌注樁后壓漿過程中，容易出現以下質量事故，影響工程質量。

a.壓漿管道被堵塞，無法順利進漿，如果單樁的壓注量在設計值的90%以下時，壓漿按照不合格處理。

b. 在實際工程中，經常出現壓漿管被堵住或壓漿管被包裹住的現象，導致注漿不通。

c. 將漿液注入到樁底時，當規定的水泥漿液量還沒有完全注入時，漿液已順著樁和孔壁相連的位置上返，直到流出表面；大部分地面冒漿出現在樁頂側面。其次是地下串漿，當地層中存在較軟弱的層位時，高壓水泥漿很容易串入其中，造成灌注樁的沖毀。此時如果壓降失敗，需要在樁側鉆孔，孔的深度保持與原壓漿管的長度一致；提鉆過程中，需要一邊提一邊進行水泥黏土漿的灌注，最后將相同長度的壓漿管放入，待水泥黏土漿具有足夠的強度后再進行壓漿。

4工程實例分析

下面對未采用后壓漿和采用后壓漿的兩例工程進行對比分析，充分證明了后壓漿灌注樁的優勢。下頁表1給出了某建筑工程的地質概況，沒有采用后壓漿工藝，整個建筑為剪力墻結構，采用的是鋼筋混凝土灌注樁，正循環成孔工藝，樁徑長度為8m。建筑要求是樁長的加載量在7230kN以上，共需要進行三組靜荷載試驗。下頁表2給出了該工程的試樁結果。

表1　工程地質概況

表2　試樁結果

另一工程采用后壓漿技術，其工程地質概況見表3，同樣采用剪力墻結構，注樁采用的是鋼筋混凝土，正循環成孔工藝，樁徑長度為7m。建筑要求是樁長的加載量在6000kN以上，共需要進行三組靜荷載試驗。表4給出了該工程的試樁結果。

表3　工程地質概況

表4　試驗結果

根據兩例工程實踐對比分析，與鉆孔灌注樁相比，采用后壓漿工藝后，按照有效樁長比較，后種灌注樁節省1/3，能夠達到12m；按照樁的側面積比較，采用后壓漿工藝比沒有采用后壓漿工藝節省40%，能夠達到38.3m2；按照樁的端面積比較，后一種減少了23.40%?？梢?，采用后壓漿技術大大提高了經濟效益，減小了試樁沉降量，建筑物的安全系數更高。

5結語

綜上所述，在鉆孔灌注樁基礎處

參考文獻

[1]田榮林,趙長青,周本民.軟土地基穿壩構筑物的沉降變形與控制[J].中國農村水利水電,2003(3).

[2]吳樹延.深層攪拌樁技術在堤基防滲設計中的應用探討[J].中國農村水利水電,2003(1).

[3]曾國華,鄭曦.粉噴樁在水閘軟土地基處理中的應用[J].中國農村水利水電,2003(4).

[4]JGJ 106—2003建筑基樁檢測技術規范[S].

[5]吳春秋,肖大平,吳俊.灌注樁后壓漿技術的工程實踐及理論研究[J].武漢大學學報(工學版)，2008.

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