后注漿應(yīng)用.docVIP

1鉆孔灌注樁后注漿技術(shù)應(yīng)用王智自20世紀(jì)80年代開始，鉆孔灌注樁已被廣泛用于沿海地區(qū)的高層建筑、道路、橋梁等基礎(chǔ)中，適用的地基形式也越來(lái)越廣泛。隨著建筑物規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)樁基礎(chǔ)的承載要求也不斷提高，傳統(tǒng)的處理方式是擴(kuò)大樁徑、樁端進(jìn)入基巖，但是在一些砂層非常厚，基巖很深的地區(qū)再按傳統(tǒng)的方法處理就不再經(jīng)濟(jì)、合適了，而后注漿法就是一種經(jīng)濟(jì)的方法，本文就采用后注漿法提高樁端進(jìn)入砂層的鉆孔灌注樁垂直承載力的應(yīng)用進(jìn)行探討。影響鉆孔灌注樁的垂直承載力的主要原因由于受現(xiàn)有施工工藝的限制，鉆孔灌注樁在成孔過(guò)程中孔壁土體的擾動(dòng)，以及成樁后樁底沉渣較厚和樁側(cè)泥皮過(guò)厚等因素，嚴(yán)重影響鉆孔灌注樁的垂直承載力。無(wú)論是正循環(huán)還是反循環(huán)施工的樁或正循環(huán)還是反循環(huán)清孔的樁，都不同程度地存在上述問(wèn)題。如某辦公樓項(xiàng)目，采用8001400mm的鉆孔灌注樁，由靜載檢測(cè)實(shí)驗(yàn)得到的單樁極限垂直承載力（以沉降量來(lái)判定）最大為4250kn，最小僅有2500kn，最大值為最小值的1.7倍,經(jīng)動(dòng)測(cè)法檢測(cè),發(fā)現(xiàn)該工程樁的樁身砼質(zhì)量均為良好,無(wú)斷樁、縮頸、離析等不良現(xiàn)象，樁長(zhǎng)也滿足設(shè)計(jì)要求。由于樁的承載力包括樁自身結(jié)構(gòu)承載力和地基土對(duì)樁的支承力，所以可以認(rèn)為上述工程樁的承載力明顯偏低并非樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度引起，而是地基土的支承力不能滿足設(shè)計(jì)要求。現(xiàn)就影響鉆孔灌注樁的垂直承載力的主要原因進(jìn)行分析。1、樁底沉渣厚，樁端承力得不到充分發(fā)揮，這對(duì)樁端進(jìn)入密實(shí)砂層的樁尤為明顯。目前鉆孔灌注樁的施工工藝無(wú)論是正循環(huán)法還是反循環(huán)法，孔底證沉渣均難保100%的清除達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即使二次清孔也是如此，這從沉渣厚度測(cè)試儀測(cè)試及靜載檢測(cè)的結(jié)果可以得到證明。有相當(dāng)一部分靜載壓樁實(shí)驗(yàn)，當(dāng)加載到某一荷載時(shí)，樁頂急速下沉，并滿足規(guī)范規(guī)定的破壞條件，此時(shí)如繼續(xù)加載，讓樁沉到某一位置時(shí)，樁的沉降速率明顯減慢并穩(wěn)定，再繼續(xù)加載還可能會(huì)穩(wěn)定，此時(shí)樁頂荷載會(huì)達(dá)到原先破壞荷載的1.5倍甚至更大,這說(shuō)明樁底沉渣清除干凈后樁的承載力會(huì)明顯提高。2、樁側(cè)泥皮厚，導(dǎo)致側(cè)摩阻力明顯下降2對(duì)不同工程中幾根承載力明顯偏低且樁身砼完整的樁進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有些樁由于各種原因造成泥漿護(hù)壁過(guò)長(zhǎng)。3、孔壁受擾動(dòng)鉆孔過(guò)程中孔壁受擾動(dòng)，特別是進(jìn)入密實(shí)砂層較深的樁，成孔后孔壁附近土中應(yīng)力釋放，出現(xiàn)“松弛”現(xiàn)象，孔直徑越大，影響越明顯。由于鄰近樁壁一層土的抗剪強(qiáng)度降低，導(dǎo)致靜壓樁時(shí)地基土對(duì)樁的極限支承力下降。鑒于鉆孔灌注樁存在上述常見問(wèn)題，因此如何解決上述問(wèn)題提高鉆孔灌注樁的垂直承載力則已成為工程中需要解決的實(shí)際問(wèn)題。后注漿法在鉆孔灌注樁中的應(yīng)用為提高鉆孔灌注樁的垂直承載力，國(guó)內(nèi)外廣大工程技術(shù)人員曾采用過(guò)許多方法，后注漿法就是其中較常用且有效的一種。所謂后注漿，就是在成樁后在樁身砼達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，通過(guò)預(yù)埋管道用高壓泵向樁的某些部位灌注水泥漿，提高局部位置的土體強(qiáng)度。目前后注漿有以下幾種工藝：（1）在孔底設(shè)置注漿室。采用該工藝時(shí)鋼筋籠需下到樁底。（2）灌注樁成孔后,在孔內(nèi)設(shè)置注漿管，注漿管的下端設(shè)出漿口，并用膠帶或塑料膜包住。出漿口的位置高出孔底3050cm。灌注砼前先往孔底倒入碎石或塊石，使出漿口埋入碎石或塊石內(nèi)，然后再進(jìn)行砼灌筑。（3）將注漿管固定在鋼筋籠上（鋼管或黑鐵管），出漿口采用單向截流閥并壓入樁底土中3050cm。由于采用單向截流閥，在進(jìn)行樁身砼澆注時(shí)漿液不會(huì)灌入閥內(nèi)，注漿時(shí)漿液也不會(huì)回流。第一種方法工藝復(fù)雜，成本高，國(guó)內(nèi)很少使用。第二種方法主要用于樁底加固，在國(guó)內(nèi)已有過(guò)多次實(shí)驗(yàn)或使用，但由于工藝過(guò)于簡(jiǎn)單，容易發(fā)生出漿口堵塞導(dǎo)致注漿失敗。第三種工藝由于采用單向截流閥作出漿口，注漿成功率可達(dá)97%以上，且壓力相對(duì)穩(wěn)定，注漿效果顯著。后注漿機(jī)理鉆孔灌注樁的后注漿基本上屬于劈裂注漿與滲透注漿相結(jié)合。所謂劈裂注漿，即壓入的高壓漿體克服土體主應(yīng)力面上的初始?jí)簯?yīng)力，使土體產(chǎn)生劈裂破壞，漿體沿劈裂縫隙滲入土體填充空隙，并擠密樁側(cè)土，促使土體固結(jié)從而提高注漿區(qū)的土體強(qiáng)度。如注漿區(qū)在樁底，則漿液首先在樁底沉渣區(qū)劈裂和滲透，使沉渣3及樁端附近土體密實(shí)，產(chǎn)生“擴(kuò)底”效應(yīng)，使端承力提高，如注漿區(qū)在樁側(cè)某部位，則該部位也同樣出現(xiàn)“擴(kuò)徑”效應(yīng)。從大量試樁實(shí)測(cè)資料可看出，樁底注漿后不僅樁的端承力提高了，在樁端以上5m甚至更大范圍內(nèi)的樁側(cè)摩阻力也有較大提高。如果在樁側(cè)某段面注漿，同樣該斷面以上一定范圍內(nèi)的樁側(cè)摩阻力也有明顯提高。注漿樁與不注漿樁垂直承載力的對(duì)比下表為樁端進(jìn)入砂層區(qū)的幾個(gè)工程中注漿樁與未注漿樁垂直承載力的對(duì)比結(jié)果。鉆孔灌注樁后注漿與未注漿承載力對(duì)比表工程樁號(hào)樁尺寸樁端土層狀況注漿情況極限承載力（kn）比較（%）A18005500進(jìn)入中砂層5m未注640010028005500進(jìn)入中砂層5m樁底注832013038005500進(jìn)入中砂層5m樁底注8700136B18007000進(jìn)入密實(shí)細(xì)砂層20m未注840010028007000進(jìn)入密實(shí)細(xì)砂層20m樁底注1340016038007000進(jìn)入密實(shí)細(xì)砂層20m樁側(cè)、底注15500185C110006500進(jìn)入中砂層未注9000100210006500進(jìn)入中砂層樁底注13500150從表中數(shù)據(jù)可以看出以下幾點(diǎn):（1）樁底注漿的單樁極限承載力均大于未注漿的承載力,提高幅度在30%60%；樁側(cè)、樁底同時(shí)注漿，單樁垂直承載力提高幅度更大，達(dá)到了85%。（2）樁底進(jìn)入砂層越深,后注漿后單樁垂直承載力提高幅度越大。因此可以認(rèn)為，當(dāng)鉆孔灌注樁進(jìn)入砂層一定深度時(shí)，采用后注漿效果更佳。注漿后單樁垂直承載力的提高幅度與樁底和樁側(cè)土層性質(zhì)關(guān)系極大，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，在北京地區(qū)10m左右的短樁，當(dāng)樁底進(jìn)入中粗砂及礫石層時(shí)，采用樁底注漿工藝后，其單樁垂直承載力可提高70%200%；福建地區(qū)樁底進(jìn)入砂層的60m長(zhǎng)樁，在樁底注漿后承載力可提高80%90%；天津地區(qū)樁底進(jìn)入粉細(xì)砂層的4060m中長(zhǎng)樁，在樁底注漿后承載力可提高20%40%。所以說(shuō)，在砂4層區(qū)，采用樁底注漿工藝，可產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)于后注漿法施工中的幾個(gè)問(wèn)題1、壓漿管和出漿口實(shí)踐表明:壓漿管宜用鍍鋅鋼管或黑鐵管,直徑可采用2.5cm或3.0cm。對(duì)于超長(zhǎng)樁，考慮到管內(nèi)摩阻力對(duì)壓力的影響，可考慮采用3.0cm或3.8cm。出漿閥以單向截流閥為佳,實(shí)踐證明采用該出漿閥后注漿成功率達(dá)96%以上。2、注漿壓力、速度從理論上講，只要漿液能注入土中，易用低壓、慢速注漿，這樣可以讓漿液在樁底或樁側(cè)較均勻滲透和緩慢刺入，以得到最佳加固效果。3、注漿部位在樁底注漿,出漿口宜埋入樁底以下土中的一定深度,一方面可避免出漿口被水泥漿包住,同時(shí)也可以讓水泥漿充分加固樁底沉渣或虛土。對(duì)于樁側(cè)注漿，出漿口宜選在砂性土層，因?yàn)樵谠撏翆訕兜哪ψ枇p失最大，對(duì)該部位進(jìn)行加固效果最好。六、結(jié)束語(yǔ)根據(jù)部分工程鉆孔灌注樁注漿結(jié)果及分析，提出幾點(diǎn)意見和建議：1、后注漿法是提高鉆孔灌注樁垂直承載力及減小承載力離散性的一項(xiàng)有效措施,有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2、經(jīng)過(guò)注漿