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淺談鉆孔灌注樁樁底壓漿施工工藝論文
摘要:結合工程實例,介紹鉆孔灌注樁樁底壓漿施工工藝及質量控制。
關鍵詞:鉆孔灌注樁;壓漿;承載能力
上海A11公路拓寬改建工程西吳淞江大橋主橋采用單根樁長為77m的1.2m鉆孔灌注樁群樁基礎，綠地地大道跨線橋采用單根樁長為56m的1.2m鉆孔灌注樁單排樁基礎，并對鉆孔灌注樁采用樁底壓漿工藝，以提高樁基的承載能力。
1施工原理及工藝控制
1.1樁底壓漿的加固機理
1.1.1改善持力層條件、提高樁的端承力
灌注樁成孔過程中，對樁周圍土擾動；在清孔過程中,孔底都會留有或多或少的沉渣、泥漿軟化作用，會降低了樁底土體強度。在灌注樁施工中將鋼管沿樁鋼筋籠內壁埋設，樁混凝土強度滿足要求后，將水泥漿液通過鋼管由壓力作用壓入樁底，水泥漿液通過滲透、置換、劈裂和擠密作用使得樁底持力層一定范圍內原本松散的碎石、土粒和裂隙膠結成一個高強度的結合體，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；水泥漿液在壓力作用下由樁端在土體的孔隙里向四周擴散，對于單樁區域,向四周擴散相當于增加了端部的直徑，向下擴散相當于增加了樁長；群樁區域所有的漿液連成一片,使得樁端土體成為一個整體，從而提高樁的端承力。
1.1.2 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；孔壁的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。樁底壓漿在壓力作用下，漿液從樁端沿樁身和土層的結合層上返，通過滲透、劈裂、充填、擠密和膠結作用，對樁周泥土置換和空隙充填，消除了泥皮，在樁周形成脈狀結合體，使樁側摩阻力大幅度提高；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和荷載傳遞性能。
1. 2 施工工藝
1. 2.1 壓漿管埋設
每根需要實施樁底壓漿處理的灌注樁設置3根壓漿管（超聲波檢測管兼使用），壓漿管采用內徑為5cm白鐵管，長度需滿足樁底壓漿的要求，下端插入孔底40cm，壓漿管管頂高出地面30cm，對稱布設于鋼筋籠上，管底段安裝錐形單向閥，管與管之間采用絲牙連接，外面螺紋處用止水膠帶包裹，并牢固擰緊密封。在鋼筋籠吊裝安放過程中要注意對壓漿管的保護,鋼筋籠不得扭曲,以免造成壓漿管在絲扣連接處松動；在每節鋼筋籠安放結束時，必須在壓漿管內注入清水，以保持水面穩定不下降為標準檢查壓漿管的密封性，如發現漏水應提起鋼筋籠檢查，在排除故障后方可繼續安放鋼筋籠；單向閥部分應加混凝土墊塊保護,不得摩擦孔壁以免造成壓漿孔的堵塞。對高出地面、露在孔口的壓漿管必須用堵頭擰緊，防止雜物及泥漿掉入壓漿管內，確保管路暢通。
1.2.2 壓漿設備的選擇
壓漿系統由攪拌機（配過濾網）1臺、儲漿桶1只、壓漿泵1臺、壓力表若干、注漿膠管、閘閥，球閥，溢流閥若干等組成，其中壓漿泵采用BW－150型壓漿泵，壓漿系統承載壓力及壓漿表最大刻度均大于10MPa。
1.2.3 壓水試驗
成樁3天后先用壓漿泵從1#壓漿管內壓入清水，沖洗孔底泥漿，直至2#、3#壓漿管冒出清水為止。壓水試驗不僅起到疏通壓漿通道的作用，而且可以根據壓水試驗結果對壓漿的有關參數做出相應調整。
1.2.4 壓漿樁位及壓漿時機的選擇
為防止壓漿時水泥漿液從臨近薄弱地點冒出,壓漿的樁應在混凝土灌注完成14天（砼強度達到80%）后,并且該樁周圍至少8米范圍內沒有鉆機進行鉆孔作業，此外，該范圍內的樁基混凝土灌注完成均應在3天以上。
1.2.5壓漿施工順序
壓漿時最好采用整個承臺群樁一次性壓漿,壓漿先施工周圈樁再施工中間樁，壓漿時采用2根樁循環壓漿,即先壓第1根樁，壓漿量約占總量的70 %,壓完后再壓另1根樁,然后依次為第1根樁的另外一管和第2根樁的另外一管,這樣就能保證同一根樁2根管壓漿時間間隔30～60min以上,給水泥漿在土體中擴散的時間。
1.2.6壓漿施工
灌注樁成型14天，砼強度達到80%后，進行超聲波檢測，而后進行樁底壓漿。將配制好的水泥漿液經壓漿泵加壓輸入到設置在樁內的壓漿管內，高壓漿液通過管底的單向閥門進入樁底的土中。水泥漿液水灰比控制在0.55左右，水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥。在正式壓漿前，為檢驗配制好的水泥漿液的流動性、穩定性、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。
在樁底壓漿過程中，漿液濃度應經歷由稀漿向濃漿變化的過程。稀漿滲透性強可擴大樁底壓漿加固范圍，濃漿有利于提高樁底壓漿加固區的強度。壓漿壓力、漿液濃度、壓入率和壓漿量是變化的，合理的確定和控制其變化范圍，提高樁底壓漿效果，并兼顧設計要求注入水泥漿液量，及壓漿的終止壓力，確保壓漿質量。
1.2.7 終止壓漿標準
壓漿過程采用三控的辦法進行控制：
�。�1）壓漿量的控制：直徑1200mm的樁，樁底壓漿量到3.0m3，不管壓力高低，即停止壓漿。（2）壓力控制：樁底壓漿壓力不超過8Mpa，達到以上壓力，壓漿量不滿足設計要求時，要采用穩壓間隔式壓漿工藝，穩壓靜置時間應大于10分鐘，仍壓不進去時可停止壓漿。（3）樁體上抬量不得超過3mm，超過3mm的無論壓漿量多少、壓降壓力多大即停止壓漿。
1.2.8 壓漿施工過程中常見問題及處理措施：
（1）單向閥門打不開:壓力達到10MPa以上仍然打不開壓漿閥門,說明閥門部位已經損壞,不要強行增加壓力,可在另一根管中補足壓漿數量。
�。�2）出現冒漿:壓漿時常會發生水泥漿沿著樁側或在其他部位冒漿的現象,若水泥漿液是在其他樁或者地面上冒出,說明樁底已經飽和,可以停止壓漿;若從本樁側壁冒漿,壓漿量也滿足或接近了設計要求,可以停止壓漿；若從本樁側壁冒漿且壓漿量較少,可將該壓漿管用清水或用壓力水沖洗干凈,等到第2天原來壓入的水泥漿液終凝固化、堵塞冒漿的毛細孔道時再重新壓漿。
�。�3）單樁壓漿量不足:壓漿時最好采用整個承臺群樁一次性壓漿,壓漿先施工周圈樁形成一個封閉圈,再施工中間,能保證中間樁位的壓漿質量,若出現個別樁壓漿量達不到設計要求,可視情況加大臨近樁的壓漿量作為補充。
�。�4）壓漿管堵塞:在攪拌水泥漿時，適量加入有利于水泥漿和易性、流動性的外加劑。待試壓漿順利實施后，報請相關部門確認，再進行正式壓漿。
�。�5）壓漿壓力急劇變化:樁底壓漿壓力隨壓漿進展呈現出由低到高的變化規律。若壓漿過程中壓力突然急劇下降，表明發生冒漿或漏漿現象，應在漿液中加入相應的添加劑和采取間歇灌漿措施以確保樁底壓漿效果。
2 質量控制
2.1質量標準
（1）主控項目:使用的水泥品質、標號，水泥漿的水灰比、水泥加固土的摻入比和外加劑的品種摻量；壓漿量、壓漿壓力；設計及規范要求進行單樁載荷試驗，檢驗其承載力，試驗所得的承載力。
�。�2）質量標準樁底壓漿實測項目
樁底壓漿實測項目
2.2施工記錄及資料整理
在樁底壓漿施工過程中，我們需收集以下各項資料：施工時間、壓漿開始及結束時間，每一根樁壓漿工藝的漿液強度、密實度、均勻性、有效深度、壓漿壓力、漿液濃度、壓入率、壓漿量以及出現的異常情況和處理的措施等。
3.不同土層壓漿效果分析
樁端壓漿施工適合多種土質：粗粒土、細粒土。粗粒土的鉆孔樁樁端持力層中注漿時漿液滲入率高，通過滲透及填充方式充填孔隙，漿液凝固后把土顆粒粘接在一起，形成水泥土結石體，大幅度提高持力層擾動面及持力層的強度和變形模量，并形成水泥土擴大頭，增大樁端受力面積，故承載力增大。細粒土的鉆孔樁端因漿液滲入率低，在注漿壓力作用下，引起土體結構的破壞和擾動，發生劈裂，使地層中原有的裂縫或孔隙張開，形成新的裂縫或孔隙，漿液沿劈裂及滲透注入地層，因此漿液的可注性的擴散距離增大，注漿提高了樁端土體密度并能有效地傳遞和分擔荷載，從而提高樁端阻力。
4. 結束語
鉆孔灌注樁樁底壓漿具有縮短樁長，縮小樁徑，提高單樁承載力15%左右,提高生產率,節約建設資金的優點,在具備條件的工程中推廣樁底壓漿施工工藝有著重要的意義。
參考文獻
[1]《公路橋涵施工技術規范》JTJ041-2000 [S] 北京人民交通出版社，2000
[2] 羅超云 彭修權, 超長大直徑鉆孔灌注樁樁底壓漿施工[J]公路2006.6
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