淺談后注漿技術(shù)在鉆孔灌注樁中的應(yīng)用

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     后注漿技術(shù)最早創(chuàng)始于1802年，由一名法國(guó)工程師開(kāi)發(fā)應(yīng)用于水閘工程。此后，注漿法成為壩基帷幕、地鐵、隧道，以及建筑地基加固中一種廣泛使用的方法。在此理論基礎(chǔ)上，中國(guó)建科院于1994年研究開(kāi)發(fā)出了灌注樁后注漿技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)最先提出的初始目標(biāo)，是針對(duì)解決泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁存在的樁底沉渣和樁側(cè)泥皮的固有缺陷。鉆孔灌注樁成樁后一定時(shí)間，通過(guò)預(yù)設(shè)于樁身內(nèi)的注漿導(dǎo)管及與之相連的樁端、樁側(cè)注漿閥注入水泥漿，使樁端、樁側(cè)土體(包括沉渣和泥皮)得到加固，從而提高單樁承載力，減小沉降。
     一、加固原理
     1.改善持力層條件、提高樁的承載力。鉆孔灌注樁成孔過(guò)程中，土體擾動(dòng)、樁底沉碴和樁周泥皮對(duì)樁基承載力產(chǎn)生嚴(yán)重負(fù)面影響。為了改善和提高樁基承載能力，采用后注漿法加固措施，可使單樁承載力提高40%～120%，粗粒土增幅高于細(xì)粒土，樁側(cè)、樁底復(fù)式注漿高于樁底注漿；樁基沉降減小30%左右。可利用預(yù)埋于樁身的后注漿鋼導(dǎo)管進(jìn)行樁身完整性超聲檢測(cè)，注漿用導(dǎo)管可取代等承載力樁身縱向鋼筋，從而改善持力層的物理力學(xué)性能，恢復(fù)和提高持力層土體強(qiáng)度。
     2.提高樁側(cè)摩阻力鉆孔灌注樁與樁周土體間空隙降低了樁側(cè)摩阻力；樁周泥皮阻礙了樁身與樁周土的結(jié)合，降低了摩擦系數(shù)，同樣降低了樁側(cè)摩阻力。樁底注漿在高壓作用下，漿液沿樁土界面上返，通過(guò)滲透、填充、膠結(jié)綜合作用對(duì)樁周泥土置換和空隙填充，在樁周形成脈狀結(jié)合體，使樁側(cè)摩擦阻力大幅度提高；同時(shí)漿液橫向滲透到樁側(cè)土層中也起到了加大樁徑的作用，從而改善持力層受力狀態(tài)和荷載傳遞性能。
     二、注漿參數(shù)的設(shè)定
     注漿參數(shù)主要包括注漿水灰比、注漿量以及終止注漿壓力。在樁基施工前，應(yīng)根據(jù)以往工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，先設(shè)定參數(shù)，然后根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，進(jìn)行試樁的施工，試樁完成后達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度，進(jìn)行樁的靜載試驗(yàn)，最終確定試驗(yàn)參數(shù)：
     1.漿液的水灰比應(yīng)根據(jù)土的飽和度、滲透性確定，對(duì)于飽和土宜為0.5～0.7，對(duì)于非飽和土宜為0.7～0.9(松散碎石土、砂礫宜為0.5～0.6)；低水灰比漿液宜摻入減水劑；地下水處于流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，應(yīng)摻入速凝劑；注漿少，壓力大，可調(diào)大水灰比。
     2.注漿總量與持力層的孔隙率以及樁間距有關(guān)，在砂泥軟石土層軟石含量為50%～70%，樁間距為4～5米的條件下，注漿量一般為115～210t。
     3.樁底注漿終止工作壓力應(yīng)根據(jù)土層性質(zhì)、注漿點(diǎn)深度確定，對(duì)于風(fēng)化巖、非飽和粘性土、粉土，宜為5～10Mpa；對(duì)于飽和土層宜為1.5～6Mpa，軟土取低值，密實(shí)粘性土取高值；樁側(cè)注漿終止壓力宜為樁底注漿終止壓力的1/2。
     三、施工工藝
     1.施工準(zhǔn)備
     1）材料準(zhǔn)備
     ①水泥宜采用硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥，按規(guī)定批次進(jìn)行抽檢和報(bào)檢。
     ②水泥漿配合比設(shè)計(jì)及試驗(yàn)
     嚴(yán)格按照規(guī)范要求，進(jìn)行水泥凈漿配合比設(shè)計(jì)，確定理論配合比，并進(jìn)行相關(guān)的檢驗(yàn)。
     泌水率最大不得超過(guò)3%，拌合后3小時(shí)的泌水率宜控制在2%，24小時(shí)后泌水應(yīng)全部被漿吸收。
     水泥漿液從拌制到使用的最長(zhǎng)時(shí)間，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定，一般不得超過(guò)2～3小時(shí)。
     ③注漿管和注漿閥
     注漿管采用內(nèi)徑為5厘米的白鐵管，超聲波檢測(cè)管可兼使用。
     注漿閥應(yīng)能承受1MPa以上的凈水壓力注漿閥外部保護(hù)層應(yīng)能抵抗砂石等硬物的刮撞面不致使注漿閥受損，且具備逆止功能。
     2）設(shè)備準(zhǔn)備
     ①注漿的機(jī)械設(shè)備主要有高壓清洗機(jī)、注漿泵(額定泵壓應(yīng)大于設(shè)計(jì)最大壓力的1.5倍)、壓力表、水泥攪拌機(jī)、儲(chǔ)漿筒(容積不小于0.5立方米，頂口加蓋濾網(wǎng))、水泵、安全閥門(mén)、電焊機(jī)、氣割設(shè)備等。
     ②壓力表必須經(jīng)過(guò)有資質(zhì)的計(jì)量單位檢驗(yàn)校核，量程不小于注漿設(shè)計(jì)最大壓力的1.3倍，一般為10～15MPa。
     2.施工要點(diǎn)
     ①注漿管的布置：樁底后注漿導(dǎo)管及注漿閥數(shù)量宜根據(jù)樁徑大小設(shè)置，對(duì)于d≤600毫米的樁，可設(shè)置1根；對(duì)于d≤l000毫米的樁，宜沿鋼筋籠圓周對(duì)稱(chēng)設(shè)置2根；對(duì)于1000毫米      ②注漿施工順序：注漿時(shí)最好采用整個(gè)承臺(tái)群樁一次性注漿，注漿先施工周圈樁再施工中間樁，注漿時(shí)采用2根樁循環(huán)注漿，即先壓第1根樁的A管，注漿量約占總量的70%，注完后再注另1根樁的A管，然后依次為第1根樁的B管和第2根樁的B管，這樣就能保證同一根樁各注漿管注漿時(shí)間間隔30～60分鐘以上，給水泥漿一個(gè)在土體中滲透的時(shí)間。
     ③注漿施工：鉆孔灌注樁成型14天，混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%后，進(jìn)行超聲波檢測(cè)，而后進(jìn)行樁底注漿。將配制好的水泥漿液經(jīng)注漿泵加壓輸入到注漿管內(nèi)，高注漿液通過(guò)管底的單向閥門(mén)進(jìn)入樁底的土中。在正式注漿前，應(yīng)檢驗(yàn)配制好的水泥漿液的流動(dòng)性、穩(wěn)定性、均勻性、水泥漿液凝固時(shí)間，漿液濃度調(diào)整時(shí)機(jī)等施工控制參數(shù)。
     3.最佳注漿時(shí)間