本文介紹灌注樁后注漿技術(shù)的機(jī)理和設(shè)計要點(diǎn),通過工程實(shí)例進(jìn)一步闡述后注漿技術(shù)減小基礎(chǔ)沉降的作用和原因,并提出建議。

  【關(guān)鍵詞】后注漿技術(shù);灌注樁;基礎(chǔ)沉降;樁側(cè);樁端
  
  一、灌注樁后注漿技術(shù)介紹
 
  灌注樁后注漿技術(shù)是壓力注漿理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它是土體加固技術(shù)與樁工技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,分為樁身后注漿與樁端后壓漿。要點(diǎn)是在樁身砼達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后,用注漿泵將水泥漿或水泥與其它材料的混合漿液,
通過預(yù)置于樁身中的注漿導(dǎo)管壓入樁周或樁端土層中,樁周 (身)壓漿會使樁土間界面的幾何和力學(xué)條件得以改善,樁端壓漿將使樁底沉渣、施工樁孔時樁端受到擾動的持力層得到有效的加固或壓密,進(jìn)而提高樁的承載
能力。
 
  灌漿主要有以下四種方法:
 
  a)滲入性灌漿。在灌漿壓力作用下,漿液克服各種阻力而滲入孔隙和裂隙。
 
  b)劈裂灌漿。在灌漿壓力作用下,漿液克服地層的初始應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度,引起巖石或土體結(jié)構(gòu)的破壞和擾動,使原有的孔隙或裂隙擴(kuò)張,或形成新的裂縫或孔隙,從而使低透水性地層的可灌性和漿液擴(kuò)散距離增大。
 
  c)壓密灌漿。通過鉆孔向土層壓入濃漿,使地層局部隆起,許多工程采用這方法糾正地面建筑物的不均勻沉降。
 
  d)電動化學(xué)灌漿。
 
  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。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)某斷面注漿,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。
 
  二、灌注樁后注漿的設(shè)計應(yīng)用
 
  灌注樁后注漿技術(shù)是一種實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù),為了更好地滿足設(shè)計要求,需密切配合施工方的各個工序,其工序主要為:成孔→吊放鋼筋籠(同時預(yù)埋注漿管)→澆注混凝土→成樁后二次注漿。施工過程中,需嚴(yán)格控
制好各個工序,首先要對后注漿施工方案進(jìn)行審查,方案通過后,才能開始施工;施工時要做好“五控制”:成孔控制,注漿管制作、注漿設(shè)備、材料安設(shè)控制,澆砼控制,開塞控制,注漿控制。施工控制又需嚴(yán)格按照設(shè)計
要求進(jìn)行,如現(xiàn)場有變動需馬上和設(shè)計方聯(lián)系并修改方案。
 
  設(shè)計上,要求在鋼筋籠上預(yù)埋注漿管和注漿閥,對于非通長的配筋樁,下部應(yīng)有2根以上與注漿管等長的主筋組成的鋼筋籠通底。注漿管宜用鍍鋅鋼管或黑鐵管,注漿閥應(yīng)具備逆止功能,以單向截流閥為佳。在灌注樁
成樁后一定時間內(nèi),宜成樁兩天后且不遲于成樁后三十天,實(shí)施樁側(cè)和樁底后注漿,一是加固樁底沉渣和樁側(cè)泥皮;二是對樁底和樁側(cè)一定范圍的土體通過滲入 、劈裂和壓密而起到加固作用,從而增強(qiáng)樁側(cè)阻力和樁端阻
力,提高單樁承載力,減小沉降。灌注樁后注漿示意圖見圖1所示。漿液采用42.5R普通硅酸鹽水泥,水灰比為0.45~0.65,一般采用0.5;每立方漿液水泥用量為600~700Kg,漿液宜摻入水泥用量0.7%的減水劑。注漿需
控制好壓力,注漿壓力與巖層地質(zhì)的滲透性、漿液濃度有關(guān)。初始壓力為0.5~1MPa,正常壓力為1~2MPA,最大壓力為3~10MPa,穩(wěn)壓時間為15min。
 
  對獨(dú)立單樁、樁距大于6d的群樁和群樁初始注漿的數(shù)根基樁的注漿量應(yīng)按式(1)的估算值乘以1.2的系數(shù)。
 
  經(jīng)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證明,在不同的地質(zhì)條件下,特別是在砂層區(qū),優(yōu)化了施工工藝,樁基沉降減小30%;灌注樁后注漿可使單樁承載力提高40%-85%。后注漿對灌注樁樁基沉降的影響可參考圖2。
 
  三、工程實(shí)例
 
  某公寓位于廣州市區(qū),地上5層,由于公寓建筑沿山坡邊設(shè)計,所以建筑呈S型縱向布置,公寓基礎(chǔ)下的地質(zhì)情況比較復(fù)雜,綜合考慮了各種情況,基礎(chǔ)形式采用了直徑為1.0m~1.4m的沖孔樁。由于樁端的持力層---微
風(fēng)化巖層的分布沿建筑的縱長方向落差比較大,如果全部樁均設(shè)計為端承樁且端承在微風(fēng)化巖層,則出現(xiàn)建筑物右邊微風(fēng)化巖層分布較淺部分的樁長為10m~12m,但越往建筑物左邊,微風(fēng)化巖層就分布就越深,且下降
趨勢較快,則出現(xiàn)此部分樁的樁長大部分都需長于25m才能達(dá)到微風(fēng)化巖層。
 
  根據(jù)《工程地質(zhì)勘察報告》知道本場地的地質(zhì)特征自上而下為:人工填土,粉質(zhì)粘土,砂質(zhì)粘性土,全風(fēng)化巖,強(qiáng)風(fēng)化巖,微風(fēng)化巖。從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā),設(shè)計人員決定樁長超過20m的沖孔樁均采用摩擦端承樁(樁
底持力層為強(qiáng)風(fēng)化巖層),樁長控制在20m以內(nèi)。因?yàn)楸竟こ躺喜拷ㄖ矠?層,總荷載不算太大,摩擦端承樁對于本工程的承載力經(jīng)計算均滿足豎向荷載的要求,其主要問題是建筑物的地基變形問題。規(guī)范規(guī)定建筑相鄰
樁基的沉降差允許值為0.002L(L為相鄰柱距),而樁底不同持力層間的柱距最小為8m,所以允許的最大沉降差為0.002x8000=16mm。經(jīng)計算出的沉降值,經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)最大處的沉降差達(dá)到22mm,不滿足規(guī)范要求
0.002L(16mm)的要求。為控制好樁基礎(chǔ)的沉降,滿足規(guī)范要求,經(jīng)業(yè)主、設(shè)計、施工、監(jiān)理各方共同研究,決定對不滿足沉降差要求的樁基礎(chǔ)進(jìn)行灌注樁后注漿加固處理。施工時,首先控制好鉆孔,重點(diǎn)控制孔深、
孔徑和垂直度,及時了解孔壁和孔內(nèi)情況,以便在后注漿施工時采取相應(yīng)的技術(shù)措施。
 
  本工程后注漿導(dǎo)管采用無縫DN32 x 3mm鋼管,注漿閥采用單向DN32止回閥。樁側(cè)注漿閥和樁端注漿閥示意圖詳見圖3。后注漿導(dǎo)管與鋼筋籠加勁筋綁扎固定或者焊接牢固,導(dǎo)管必須經(jīng)過檢查,無銹蝕,無裂痕,耐
壓性能好。后注漿導(dǎo)管的數(shù)量:對于直徑小于1200mm 的樁,沿鋼筋籠圓周對稱設(shè)置4根(樁側(cè)、樁底注漿各2根);對于直徑大于等于1200mm的樁,對稱設(shè)置6根(樁側(cè)、樁底注漿各3根)。成孔檢查合格后,后注漿導(dǎo)管隨鋼筋籠下入孔內(nèi),由于樁底土層比較堅硬,想將注漿閥壓入樁底土下,容易破壞注漿閥,開會研究后決定將樁端注漿管的注漿閥設(shè)置在高度距孔底約300mm左右,且向內(nèi)彎曲15度,然后填入級配合理的碎石,高度以填埋注漿閥高度為宜。樁側(cè)后注漿管閥設(shè)置在離樁底2m以上、樁頂2m以下,每隔2m設(shè)置一道樁側(cè)注漿閥。所有注漿管均伸出自然地面1.0m以上,注漿管入孔后即在上部安裝絲堵,防止其它雜物進(jìn)入,使注漿閥堵塞,造成注漿失敗。