淺談后注漿技術在鉆孔灌注樁中的應用

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     后注漿技術最早創(chuàng)始于1802年，由一名法國工程師開發(fā)應用于水閘工程。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。在此理論基礎上，中國建科院于1994年研究開發(fā)出了灌注樁后注漿技術。此項技術最先提出的初始目標，是針對解決泥漿護壁鉆孔灌注樁存在的樁底沉渣和樁側泥皮的固有缺陷。鉆孔灌注樁成樁后一定時間，通過預設于樁身內的注漿導管及與之相連的樁端、樁側注漿閥注入水泥漿，使樁端、樁側土體(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。鉆孔灌注樁成孔過程中，土體擾動、樁底沉碴和樁周泥皮對樁基承載力產生嚴重負面影響。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%，粗粒土增幅高于細粒土，樁側、樁底復式注漿高于樁底注漿；樁基沉降減小30%左右。可利用預埋于樁身的后注漿鋼導管進行樁身完整性超聲檢測，注漿用導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性能，恢復和提高持力層土體強度。
     2.提高樁側摩阻力鉆孔灌注樁與樁周土體間空隙降低了樁側摩阻力；樁周泥皮阻礙了樁身與樁周土的結合，降低了摩擦系數，同樣降低了樁側摩阻力。樁底注漿在高壓作用下，漿液沿樁土界面上返，通過滲透、填充、膠結綜合作用對樁周泥土置換和空隙填充，在樁周形成脈狀結合體，使樁側摩擦阻力大幅度提高；同時漿液橫向滲透到樁側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、注漿參數的設定
     注漿參數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，應根據以往工程的實踐經驗，先設定參數，然后根據設定的參數，進行試樁的施工，試樁完成后達到設計的強度，進行樁的靜載試驗，最終確定試驗參數：
     1.漿液的水灰比應根據土的飽和度、滲透性確定，對于飽和土宜為0.5～0.7，對于非飽和土宜為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；地下水處于流動狀態(tài)時，應摻入速凝劑；注漿少，壓力大，可調大水灰比。
     2.注漿總量與持力層的孔隙率以及樁間距有關，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根據土層性質、注漿點深度確定，對于風化巖、非飽和粘性土、粉土，宜為5～10Mpa；對于飽和土層宜為1.5～6Mpa，軟土取低值，密實粘性土取高值；樁側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.施工準備
     1）材料準備
     ①水泥宜采用硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥，按規(guī)定批次進行抽檢和報檢。
     ②水泥漿配合比設計及試驗
     嚴格按照規(guī)范要求，進行水泥凈漿配合比設計，確定理論配合比，并進行相關的檢驗。
     泌水率最大不得超過3%，拌合后3小時的泌水率宜控制在2%，24小時后泌水應全部被漿吸收。
     水泥漿液從拌制到使用的最長時間，應通過試驗來確定，一般不得超過2～3小時。
     ③注漿管和注漿閥
     注漿管采用內徑為5厘米的白鐵管，超聲波檢測管可兼使用。
     注漿閥應能承受1MPa以上的凈水壓力注漿閥外部保護層應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）設備準備
     ①注漿的機械設備主要有高壓清洗機、注漿泵(額定泵壓應大于設計最大壓力的1.5倍)、壓力表、水泥攪拌機、儲漿筒(容積不小于0.5立方米，頂口加蓋濾網)、水泵、安全閥門、電焊機、氣割設備等。
     ②壓力表必須經過有資質的計量單位檢驗校核，量程不小于注漿設計最大壓力的1.3倍，一般為10～15MPa。
     2.施工要點
     ①注漿管的布置：樁底后注漿導管及注漿閥數量宜根據樁徑大小設置，對于d≤600毫米的樁，可設置1根；對于d≤l000毫米的樁，宜沿鋼筋籠圓周對稱設置2根；對于1000毫米      ②注漿施工順序：注漿時最好采用整個承臺群樁一次性注漿，注漿先施工周圈樁再施工中間樁，注漿時采用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間間隔30～60分鐘以上，給水泥漿一個在土體中滲透的時間。
     ③注漿施工：鉆孔灌注樁成型14天，混凝土強度達到80%后，進行超聲波檢測，而后進行樁底注漿。將配制好的水泥漿液經注漿泵加壓輸入到注漿管內，高注漿液通過管底的單向閥門進入樁底的土中。在正式注漿前，應檢驗配制好的水泥漿液的流動性、穩(wěn)定性、均勻性、水泥漿液凝固時間，漿液濃度調整時機等施工控制參數。
     3.最佳注漿時間