張偉豐

（中水東北勘測設計研究有限責任公司雅礱水庫工程監(jiān)理部，西藏 856000）

灌注樁后注漿技術日益發(fā)展成熟，水利工程和房屋建筑工程上對后注漿技術的應用已屢見不鮮。據(jù)統(tǒng)計資料，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40～60m中長樁，在樁底注漿后承載力可提高20%～40%[1]。地質(zhì)情況的不同決定樁端承載力提升的空間不同，西藏砂礫石及密實卵石的地質(zhì)情況較多，后注漿產(chǎn)生的效益更大。針對沒有預埋注漿管的已完成的灌注樁，已成樁引孔后注漿技術（以下簡稱引孔后注漿）完成了對已成樁后注漿任務，并發(fā)揮了其作用。

1 概述

西藏自治區(qū)，首府拉薩市，表層地質(zhì)多為砂礫石、密實卵石、泥結石或風化基巖，而成樁建筑物選址基礎多為砂礫石和密實卵石。后注漿對灌注樁的作用之大，這里不再贅述。常規(guī)的施工方法都是在成樁之前或過程中采取措施，但目前也存在已成樁未在施工過程中設置注漿管，而在施工后要進一步增加樁身承載力或樁側摩擦力的情況。對于此情況，既要保證后注漿的有效性，又要考慮成本及工期，且杜絕對已成樁樁身的破壞。引孔后注漿為施工中無注漿措施灌注樁的后注漿提供了施工指導，能在成本控制最低的情況下，完成后注漿施工。

2 樁端后注漿技術

2.1 常規(guī)施工方法

灌注樁后注漿技術經(jīng)過大量工程案例實踐和試驗，已經(jīng)走向成熟，樁端后注漿之后，其承載力和抗拔拉力都有明顯提升，這也正是后注漿技術實踐和發(fā)展的根本。后注漿目前主要的施工工藝有三種，各自的優(yōu)缺點如下：設置注漿室方法工藝復雜、成本高；預設注漿管工藝過于簡單，出漿口容易堵塞；單向閥沉管工藝效果相對穩(wěn)定，成功率較高，也是目前廣泛使用的方法。

2.2 引孔后注漿

引孔后注漿的第一出發(fā)點是為無預埋注漿管的已成樁提供后注漿施工指導，但隨著技術改進和發(fā)展，甚至可以先進行無注漿預留措施的灌注樁施工，而后再進行引孔后注漿施工。這樣不但大大提高了施工效率，而且不占用樁身。而引孔后注漿又可以分為以下兩種情況：

（1）已成樁完成物探檢測。利用物探孔，使用（地質(zhì)）鉆機和壓水相結合的方法，進行引孔和疏通物探孔。由于是已成樁，不存在樁身混凝土及漿液堵孔現(xiàn)象，因此無需設置單向閥。根據(jù)樁徑大小，通常不大于φ1200mm的單樁，保證1～2個有效注漿孔；大于φ1200mm的單樁，考慮3個有效注漿孔。在單孔注漿時，同樁的其他孔應采用脹塞或其他有效措施封閉，依據(jù)注漿量和壓力變化結束注漿。同樁注漿應盡量保證均勻注入，且注漿間隔不宜大于30min，注漿壓力不宜有較大波動。若同樁第2孔注漿壓力有明顯提升，應考慮采取間歇式注漿并降低注漿壓力，采用低壓、慢速方式。其他參數(shù)參見相關規(guī)范、設計要求和第二種情況。

（2）第二種情況是已成樁未完成物探檢測或物探孔無法利用。采用樁側引孔，宜距離樁側15～25cm布孔（對于樁長大于15m的超長樁，參考孔斜率1%布孔）。同樣，不大于φ1200mm的單樁，對稱設置2個有效注漿孔；大于φ1200mm的單樁，考慮對稱設置3個注漿孔。引孔套管管徑滿足注漿管下設即可，鉆至設計深度（通常依據(jù)注漿量，為樁底以下0.5～1.5m，而非越深越好）后下設注漿管（注漿管宜高出地面30～50cm），然后拔出套管，套管拔出后對空隙部分用原狀土或碎石回填（如果空隙較大，頂部可用沙回填，管口人工傾倒適量0.5∶1的漿液）。注漿管接頭應與注漿泵出漿管接頭匹配，預算充足時，可設置φ25mm～30mm的鋼管；預算不充足時，可考慮設置φ38mm承壓不小于3.5MPa的自直PE管（非超長樁出漿口應設置φ25mm～30mm的變徑，如果注漿壓力小于3MPa可采用相應低級別的PE管）。

引孔后注漿工藝既完成了對樁基承載力提高的任務，又避免了對樁身的破壞，也不影響灌注樁的施工。從經(jīng)濟角度分析，引孔后注漿的造價會略高于單向閥沉管后注漿，但要低于設置注漿室方法。隨著工藝的發(fā)展，對注漿管用低成本方式取出再利用（如用帶拔管設備的引孔機），將大大降低施工成本。從注漿效果分析，引孔后注漿的注漿效果和成功率要高于前兩種方法。這主要是因為圍繞樁身對稱設置2～3個注漿孔，保證了漿液的均勻滲透，對于密實卵石和砂礫石地質(zhì)，其效果可與單向閥沉管注漿方法媲美。從施工層面講，引孔后注漿對樁群的效益要高于單樁。這主要是因為注漿孔的設置方式，使其對低間距的樁群形成了更多的連接，其效果不是單樁后注漿可以達到的。

引孔后注漿解決了已成樁后注漿問題，且因為灌注樁已完成，不會因下設鋼管影響施工，也無需擔心單向閥阻塞，也不影響物探檢測；由于成孔在先，注漿在后，不存在交叉作業(yè)，保證了施工進度；采用的機械和材料都為市面上常見的，有效控制了成本；通過對出漿口設置，可以結合工程實際情況，對出漿方向進行微調(diào)；單樁雙孔或三孔注漿，實現(xiàn)了漿液滲透的均勻性，保證了施工質(zhì)量。

施工形式及示意效果如圖1所示。

圖1 平面及剖面示意圖

2.3 施工參數(shù)

（1）水灰比。注漿液為純水泥漿，水泥采用P·O42.5普通硅酸鹽水泥。漿液水灰比設置為1∶1、0.7∶1、0.5∶1三級：開灌水灰比宜采用0.7∶1；正常灌注及終止灌漿采用0.5∶1；壓力驟升或流量驟降等特殊情況采用1∶1，且結合特殊情況處理。

（2）注漿壓力。理論上后注漿低壓力的灌注效果更好，宜用低壓、慢速注漿，切忌壓力忽高忽低。這樣不但有利于漿液均勻的滲透，還能降低對樁端細顆粒的沖擊。對于水下砂礫石和密實卵石層，初始灌漿應采用低值，緩慢升高。初始注漿壓力一般控制在1MPa以下，終止注漿壓力宜為1.2～3MPa。

（3）流量控制。結合注漿壓力，注漿流量控制不超過75L/min。

（4）單樁注漿量。單樁注漿量依據(jù)《建筑樁基技術規(guī)范（JGJ 94—2008）》[2]中公式估算：

則有φ1200mm單樁（雙管）注漿水泥用量=1.8×1.2+0.7×（1+1）×1.2=3.84t。

具體注漿量依據(jù)設計要求，對雙管或三管注漿合理分配。

（5）其他參數(shù)。注漿時間：樁身混凝土強度達到70%或澆筑7～10d后進行注漿；注漿作業(yè)從壓力泵到注漿孔的注漿管不宜過長，長于100m時應測算壓力損失并調(diào)整注漿壓力；對于樁群注漿宜先外圍、后內(nèi)部[2]，受條件限制時可從一側或多側向中心推進。

3 質(zhì)量控制

（1）相關文獻也曾指出，后注漿總體控制原則是以壓漿量為主，壓力控制為輔。壓漿參數(shù)根據(jù)地質(zhì)條件合理選擇，如樁端為密實的礫石、卵石層時，可考慮采取大壓漿量和較大的壓漿壓力，以壓漿量為主要控制指標；如樁側為密實的沙土層，可以以壓漿壓力為主要指標，壓漿量為參考指標[3]。

（2）水泥漿攪拌：水泥漿攪拌宜采用高速攪拌機，既保證了出漿量又減少了拌制時間。拌制好的水泥漿應經(jīng)過過濾網(wǎng)后進入儲漿桶備用，結合單樁水泥用量進行儲漿。

（3）注漿管的選擇：無論是選擇鋼管還是自直PE管，都要保證材質(zhì)的可靠性、連接的嚴密性，且符合設計最大壓力要求，以保證出漿口壓力和樁端漿液的輸送。

（4）引孔質(zhì)量控制：在樁側引孔應使用專業(yè)的引孔機，并用經(jīng)緯儀測量保證孔的垂直度，孔斜率偏差要求小于1%。

（5）注漿：開始注漿時，觀察和記錄好壓力表壓力變化情況漿液的消耗情況，出現(xiàn)特殊情況時應停止注漿，根據(jù)規(guī)范和現(xiàn)場監(jiān)理工程師指示采取措施。

（6）注漿壓力控制：如出現(xiàn)注漿壓力長時間低于正常值或地面出現(xiàn)冒漿或周圍孔串漿，應更改為間歇注漿，間歇時間宜為30～60min[4]，或采用調(diào)低漿液水灰比、摻入減水劑、摻入水玻璃等措施。

（7）注漿量控制：當同樁單孔注漿量不足但壓力達到結束標準時，其他注漿孔應調(diào)低壓力，單孔不足注漿量應在其他孔補注。

（8）施工間隔控制：同樁存在多注漿孔時，不宜同時施工，施工間隔24h以上。不同樁注漿孔，應依“同側、同序”進行。

4 結語

注漿后的樁身承載力與樁端的地質(zhì)情況息息相關，在西藏地區(qū)多砂礫石和密實卵石的地質(zhì)情況下，采用樁端后注漿工藝，可產(chǎn)生更大的效益。其通過單一機械，無需布置注漿管和單向閥，既能節(jié)省注漿管，又能提高施工效率，還可對樁端進行定向注漿。

總體來說，引孔后注漿在已成樁的后注漿施工中，起到了積極作用。任何一個工藝都不是完美的，該工藝也是一樣，只有不斷發(fā)現(xiàn)工藝的存在的弊病和不足，并逐步完善和改進，才能更好服務工程建設。