后注漿應用.doc

1鉆孔灌注樁后注漿技術應用王智自20世紀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、橋梁等基礎中，適用的地基形式也越來越廣泛。隨著建筑物規(guī)模的不斷擴大，對樁基礎的承載要求也不斷提高，傳統(tǒng)的處理方式是擴大樁徑、樁端進入基巖，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濟、合適了，而后注漿法就是一種經濟的方法，本文就采用后注漿法提高樁端進入砂層的鉆孔灌注樁垂直承載力的應用進行探討。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程中孔壁土體的擾動，以及成樁后樁底沉渣較厚和樁側泥皮過厚等因素，嚴重影響鉆孔灌注樁的垂直承載力。無論是正循環(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題。如某辦公樓項目，采用8001400mm的鉆孔灌注樁，由靜載檢測實驗得到的單樁極限垂直承載力（以沉降量來判定）最大為4250kn，最小僅有2500kn，最大值為最小值的1.7倍,經動測法檢測,發(fā)現(xiàn)該工程樁的樁身砼質量均為良好,無斷樁、縮頸、離析等不良現(xiàn)象，樁長也滿足設計要求。由于樁的承載力包括樁自身結構承載力和地基土對樁的支承力，所以可以認為上述工程樁的承載力明顯偏低并非樁身結構強度引起，而是地基土的支承力不能滿足設計要求?，F(xiàn)就影響鉆孔灌注樁的垂直承載力的主要原因進行分析。1、樁底沉渣厚，樁端承力得不到充分發(fā)揮，這對樁端進入密實砂層的樁尤為明顯。目前鉆孔灌注樁的施工工藝無論是正循環(huán)法還是反循環(huán)法，孔底證沉渣均難保100%的清除達到設計要求，即使二次清孔也是如此，這從沉渣厚度測試儀測試及靜載檢測的結果可以得到證明。有相當一部分靜載壓樁實驗，當加載到某一荷載時，樁頂急速下沉，并滿足規(guī)范規(guī)定的破壞條件，此時如繼續(xù)加載，讓樁沉到某一位置時，樁的沉降速率明顯減慢并穩(wěn)定，再繼續(xù)加載還可能會穩(wěn)定，此時樁頂荷載會達到原先破壞荷載的1.5倍甚至更大,這說明樁底沉渣清除干凈后樁的承載力會明顯提高。2、樁側泥皮厚，導致側摩阻力明顯下降2對不同工程中幾根承載力明顯偏低且樁身砼完整的樁進行分析，發(fā)現(xiàn)有些樁由于各種原因造成泥漿護壁過長。3、孔壁受擾動鉆孔過程中孔壁受擾動，特別是進入密實砂層較深的樁，成孔后孔壁附近土中應力釋放，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度降低，導致靜壓樁時地基土對樁的極限支承力下降。鑒于鉆孔灌注樁存在上述常見問題，因此如何解決上述問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際問題。后注漿法在鉆孔灌注樁中的應用為提高鉆孔灌注樁的垂直承載力，國內外廣大工程技術人員曾采用過許多方法，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到一定強度時，通過預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度。目前后注漿有以下幾種工藝：（1）在孔底設置注漿室。采用該工藝時鋼筋籠需下到樁底。（2）灌注樁成孔后,在孔內設置注漿管，注漿管的下端設出漿口，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，然后再進行砼灌筑。（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，在進行樁身砼澆注時漿液不會灌入閥內，注漿時漿液也不會回流。第一種方法工藝復雜，成本高，國內很少使用。第二種方法主要用于樁底加固，在國內已有過多次實驗或使用，但由于工藝過于簡單，容易發(fā)生出漿口堵塞導致注漿失敗。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97%以上，且壓力相對穩(wěn)定，注漿效果顯著。后注漿機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合。所謂劈裂注漿，即壓入的高壓漿體克服土體主應力面上的初始壓應力，使土體產生劈裂破壞，漿體沿劈裂縫隙滲入土體填充空隙，并擠密樁側土，促使土體固結從而提高注漿區(qū)的土體強度。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，產生“擴底”效應，使端承力提高，如注漿區(qū)在樁側某部位，則該部位也同樣出現(xiàn)“擴徑”效應。從大量試樁實測資料可看出，樁底注漿后不僅樁的端承力提高了，在樁端以上5m甚至更大范圍內的樁側摩阻力也有較大提高。如果在樁側某段面注漿，同樣該斷面以上一定范圍內的樁側摩阻力也有明顯提高。注漿樁與不注漿樁垂直承載力的對比下表為樁端進入砂層區(qū)的幾個工程中注漿樁與未注漿樁垂直承載力的對比結果。鉆孔灌注樁后注漿與未注漿承載力對比表工程樁號樁尺寸樁端土層狀況注漿情況極限承載力（kn）比較（%）A18005500進入中砂層5m未注640010028005500進入中砂層5m樁底注832013038005500進入中砂層5m樁底注8700136B18007000進入密實細砂層20m未注840010028007000進入密實細砂層20m樁底注1340016038007000進入密實細砂層20m樁側、底注15500185C110006500進入中砂層未注9000100210006500進入中砂層樁底注13500150從表中數(shù)據可以看出以下幾點:（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、樁底同時注漿，單樁垂直承載力提高幅度更大，達到了85%。（2）樁底進入砂層越深,后注漿后單樁垂直承載力提高幅度越大。因此可以認為，當鉆孔灌注樁進入砂層一定深度時，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土層性質關系極大，根據統(tǒng)計資料表明，在北京地區(qū)10m左右的短樁，當樁底進入中粗砂及礫石層時，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)樁底進入砂層的60m長樁，在樁底注漿后承載力可提高80%90%；天津地區(qū)樁底進入粉細砂層的4060m中長樁，在樁底注漿后承載力可提高20%40%。所以說，在砂4層區(qū)，采用樁底注漿工藝，可產生較大的經濟效益。關于后注漿法施工中的幾個問題1、壓漿管和出漿口實踐表明:壓漿管宜用鍍鋅鋼管或黑鐵管,直徑可采用2.5cm或3.0cm。對于超長樁，考慮到管內摩阻力對壓力的影響，可考慮采用3.0cm或3.8cm。出漿閥以單向截流閥為佳,實踐證明采用該出漿閥后注漿成功率達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,同時也可以讓水泥漿充分加固樁底沉渣或虛土。對于樁側注漿，出漿口宜選在砂性土層，因為在該土層樁的摩阻力損失最大，對該部位進行加固效果最好。六、結束語根據部分工程鉆孔灌注樁注漿結果及分析，提出幾點意見和建議：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有效措施,有顯著的經濟效益和社會效益。2、經過注漿