灌注樁后注漿施工工法

灌注柱后注漿施工工法五礦二十三冶建設(shè)集團有限企業(yè)1、序言近年來，伴隨建筑物向群體化、重型化、高層、超高層化的發(fā)展，對于灌注樁的單樁承載力提出更高的高求。灌注樁的單樁承載力，在樁身混凝土強度足夠的前提下，重要取決于地基土對樁的阻力。地基土對樁的垂直阻力，是由樁側(cè)表面摩阻力和樁底土層支承力構(gòu)成。樁側(cè)摩阻力的大小取決于土層性質(zhì)和樁周表面積，在相似土層中，采用的成孔措施不一樣樁的側(cè)摩阻力亦有一定的變化；而樁端土的支承力的極限值重要取決于持力層的土的物理力學性質(zhì)，以及樁體嵌入持力層的深度。但施工質(zhì)量的好壞，尤其能否有效控制孔底沉渣或虛土，對端承力的發(fā)揮具有決定影響。對于鉆孔灌注樁而言，成樁質(zhì)量檢查重要包括成孔及清孔、鋼筋籠制作及安放、混凝土灌注等三個工序，特殊關(guān)鍵工序為成孔和混凝土灌注，如清孔不嚴密，常出現(xiàn)因孔底軟弱沉渣處理不凈而使樁的端阻減少、沉降過大。此外，鉆孔灌注樁施工時多采用泥漿護壁，若護壁泥皮過厚時，會使樁身混凝土與土體間夾一層泥漿膜，它的存在將大大減弱樁的側(cè)摩側(cè)力。在工程實際應(yīng)用中，一般采用增大樁徑、增長樁長來彌補這此缺陷和局限性，從而使工程造價提高，很不經(jīng)濟，并且施工難度增大，質(zhì)量難于保證。鉆孔灌注樁樁底后注漿具有縮短樁長，縮小樁徑，提高樁基承載力，提高施工進度和減少工程造價的長處，因此，在具有條件的工程中推廣后注漿施工工藝有著重要的意義和廣闊的前景。2、工法特點灌注樁后注漿是指在灌注樁成樁后一定期間，通過預設(shè)在樁身內(nèi)的注漿導管及與之相連的樁端、樁側(cè)處的注漿閥以壓力注入水泥漿的一種施工工藝。注漿目的一是通過樁底和樁側(cè)后注漿加固樁底沉渣（虛土）和樁身泥皮，二是對樁底及樁側(cè)一定范圍的土體通過滲透（粗顆粒土）、劈裂（細粒土）和壓密（非飽和松散土）注漿起到加固作用，從而增大樁側(cè)阻力和樁端阻力，提高單樁承載力，減少樁基沉降。在優(yōu)化注漿工藝參數(shù)的前提下，可使單樁豎向承載力提高40%-120%，一般狀況下粗粒土增幅高于細粒土、樁側(cè)樁底復式注漿高于樁底注漿；樁基沉降減小30%左右；預埋于樁身的后注漿鋼導管與樁身完整性超聲檢測管合二為一。2.1工法比較2.1.1灌注樁后注漿灌注樁后注漿技術(shù)分為樁端壓力后注漿和樁側(cè)壓力后注漿，是指在鉆孔灌注樁成樁之后，通過預埋在樁身的壓漿管在一定壓力下向樁測泥皮、樁底沉渣及樁周土層中注入一定量的水泥漿液，提高樁基承載性能。2.1.2本工程做法本工程采用樁端壓力后注漿法，其重要做法為旋挖成孔、放鋼筋籠及樁端壓力注漿裝置、按常規(guī)措施關(guān)注混凝土、進行壓力注漿、卸下注漿接頭、成樁。合用范圍灌注樁后注漿工法可用于各類鉆、挖、沖孔灌注樁及地下持續(xù)墻的沉渣（虛土）、泥皮和樁底、樁側(cè)一定范圍的土體加固。當樁端及樁側(cè)有較厚的粗粒土時，后注漿提高單樁承載力的效果更為明顯。4、工藝原理鉆孔灌注樁后注漿基本上屬于劈裂注漿與滲透注漿相結(jié)合。即壓入的高壓漿體克服土體主應(yīng)力面上的初始壓應(yīng)力，使土體產(chǎn)生劈裂，漿體沿劈裂縫隙滲透土體填充空隙，并機密樁側(cè)土，促使土體固結(jié)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，使沉渣及樁端附近土體密實，產(chǎn)生“擴底”效應(yīng)，使端承載力提高。如注漿區(qū)在樁側(cè)某部位，則該部位也同理出現(xiàn)“擴徑”效應(yīng)，使樁摩阻力提高。樁底注漿后不僅樁的端承載力提高了，在樁端5m省會更大范圍內(nèi)的樁側(cè)摩阻力也有較大提高。5、施工工藝流程及操作措施

5.1施工工藝施工準備注漿方案施工準備注漿方案設(shè)計成孔、清孔注漿管制作成孔、清孔注漿管制作在鋼筋籠上安裝注漿管下鋼筋籠在鋼筋籠上安裝注漿管下鋼筋籠下每節(jié)鋼筋籠時需對注漿管進行密封性檢查下每節(jié)鋼筋籠時需對注漿管進行密封性檢查二次清孔二次清孔安裝地面注漿裝置并檢查注漿泵等灌注樁身混凝土安裝地面注漿裝置并檢查注漿泵等灌注樁身混凝土養(yǎng)護至規(guī)定齡期養(yǎng)護至規(guī)定齡期告知設(shè)計單位調(diào)整注漿方案否壓水試驗，檢查管路與否暢通告知設(shè)計單位調(diào)整注漿方案否壓水試驗，檢查管路與否暢通是是初注初注監(jiān)測樁上抬量并做好施工記錄監(jiān)測樁上抬量并做好施工記錄按設(shè)計注漿參數(shù)壓注水泥漿液按設(shè)計注漿參數(shù)壓注水泥漿液驗收檢測養(yǎng)護驗收檢測養(yǎng)護5.2注漿操作措施1、準備好灌漿管：樁底灌漿管2根φ25鋼管，每節(jié)長度6m，節(jié)與節(jié)之間的連接用套絲，總長度由樁長確定。

2、樁混凝土澆灌過程中保護好灌漿管及管口，不使雜物及砼落入管中。

3、灌漿前，把止?jié){閥采用螺紋聯(lián)結(jié)到灌漿管上。4、準備三個堵頭和與高壓膠管相似規(guī)格的接頭。

5、檢查壓漿泵，泵要完好，出漿量少的為佳。

6、把高壓膠管兩端分別連接到泵及灌漿管上。

7、檢查泵上的壓力表處在完好狀態(tài)，以便記錄壓力。

8、檢查攪漿機，處在完好狀態(tài)，攪漿筒內(nèi)打掃潔凈。

9、檢查儲漿筒：容量不要太小，筒內(nèi)潔凈，高度合適，注入的漿量可用筒內(nèi)的漿面下降控制。

10、攪拌水泥漿：漿液的水灰比應(yīng)根據(jù)土的飽和度、滲透性確定，對于飽和土，水灰比宜為0.45～0.65；對于非飽和土，水灰比宜為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；11、攪拌好的漿液通過濾網(wǎng)，濾去雜物及沒攪拌開的水泥團后，放入儲漿筒內(nèi)備用。

12、灌漿過程中記錄下來灌漿時間，灌漿壓力，灌漿量及樁的上抬量。注漿排量控制在每分鐘32～60升范圍內(nèi)。

13、如漿液灌不進且壓力升高很快，就有也許是發(fā)生堵管。堵管一般發(fā)生在高壓膠管及泵內(nèi)，處理后繼續(xù)灌漿。假如判斷不是堵管，可穩(wěn)壓10～15分鐘后結(jié)束灌漿，也可采用持續(xù)反復開關(guān)泵的措施進行加壓。

14、注漿過程采用二控的措施進行控制：a.注漿量的控制：單樁注漿量根據(jù)規(guī)范預估為1.6t(水泥質(zhì)量)；b.壓力控制：樁端注漿終止注漿壓力根據(jù)土層性質(zhì)及注漿點深度確定，對于風化巖、非飽和黏性土及粉土，注漿壓力宜為3～10MPa；對于飽和土層注漿壓力宜為1.2～4MPa，軟土宜取低值，密實黏性土宜取高值；樁底壓漿壓力不超過試驗確定參數(shù)值，到達以上壓力，注漿量不滿足設(shè)計規(guī)定期，要采用穩(wěn)壓間隔式注漿工藝，穩(wěn)壓靜置時間不小于10分鐘即可停止注漿；

15、關(guān)閉止?jié){閥(自動)或耐高壓閥門止?jié){(手動)。

16、沖洗潔凈高壓膠管及泵、攪拌機、料筒。

6、材料與設(shè)備1、高壓注漿泵一臺(壓力不小于40Mpa)；

2、灰漿攪拌機一臺；

3、帶攪拌裝置的儲漿筒；

4、20和40目濾網(wǎng)(過濾漿液用)；

5、42.5普硅水泥(按水灰比0.45～0.6，比重1.7～1.8)；

6、止?jié){閥3只：堵頭3只；

7、高壓灌漿膠管6條(起施工以便作用，長度滿足施工即可)；

8、高壓灌漿膠管與灌漿管的連接件20只(起以便裝卸作用)；

9、其他如焊條、鐵絲、電焊機、管鉗等。

質(zhì)量控制1、安裝注漿管前應(yīng)清除管內(nèi)雜物，以防堵塞，并做好注漿頭和注漿管的密封和固定；注漿頭須插入持力層中；注漿管下到位后，應(yīng)在管內(nèi)注滿清水，再用管帽封閉。

2、注漿前應(yīng)對注漿泵、灰漿攪拌機和注漿管線進行檢查，使其處在完好狀態(tài)。

3、為了保證水泥漿的質(zhì)量，必須采用計量投料，以保證漿液水灰比的精確性，嚴禁使用過期或受潮的水泥。

4、注漿必須持續(xù)進行，假如因故中斷應(yīng)立即處理，盡快恢復注漿，以保證注漿質(zhì)量。

6、注漿時要做好注漿壓力，注漿量、注漿時間及其異常狀況的記錄工作，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

7、注漿時按設(shè)計規(guī)定控制好注漿量和注漿壓力，并綜合考慮兩者的關(guān)系以確定結(jié)束注漿的根據(jù)。

8、成樁后實行高壓注漿尚有一段時間，故應(yīng)保護好伸出注漿管，防止車輛和人為的損壞。認真做好屏漿工作。

1、嚴格按施工組織方案及設(shè)計規(guī)定實行注漿。2、技術(shù)人員跟班指導注漿作業(yè)，做好作業(yè)記錄，從注漿管制作安裝，預壓水疏通注漿通道，到實行注漿應(yīng)及時如實記錄。3、注漿次序必須先進行周圍樁的注漿，后中間樁；同一承臺樁或距離比較近的樁需在同一天注漿完畢。4、嚴格執(zhí)行注漿原則，嚴格控制水泥漿水灰比及拌制時間，在攪拌水泥漿前應(yīng)用按攪拌桶的體積計算出水泥漿配比所需要的水的容量，并做好標識。5、力爭最大程度提高注漿管設(shè)置成功率，注漿管設(shè)置成功是注漿成功的前提，埋設(shè)兩根注漿管，若只有一根管可灌注，應(yīng)調(diào)整注漿工藝參數(shù)，改以稀水泥漿為主，先稀后濃，注漿時間不得不不小于50分鐘，使之用單管能注入預定水泥量，或地表出現(xiàn)水泥漿，可停止注漿。其制約因數(shù)諸多，關(guān)鍵在于操作者認真謹慎，精心施工，并對之加保護。6、在水泥漿攪拌好后，放入過濾網(wǎng)進行過濾，防止有水泥顆粒進入注漿管路中，導致壓力過高或管路堵塞。7、注漿管路系統(tǒng)連接：注漿管用三通與注漿導管進行連接。接口處一定要嚴密，以保證注漿壓力的精確性。8、注漿管采用絲扣連接，孔口安裝時用管箍連接注漿管，并在孔口連接時在注漿管上口所有滿焊，經(jīng)質(zhì)檢人員檢查確認無誤后，方可進入下一道工序。9、注漿管與鋼筋籠固定均采用12#鉛絲綁扎，樁端注漿管綁扎于加勁箍外側(cè)，與鋼筋籠主筋靠緊綁扎固定,每道加勁箍處設(shè)綁扎點。10、空孔段注漿導管連接應(yīng)牢固密閉。11、鋼筋籠入沉放過程中不適宜反復向下沖撞和扭動，下部注漿導管應(yīng)沉放究竟，嚴禁懸吊。12、常常檢查巡視待注漿樁導管留口的保護狀況。13、后注漿施工操作應(yīng)嚴格按后注漿施工工藝規(guī)定實行，遇特殊狀況及時上報并如實記錄。14、停止注漿時應(yīng)關(guān)閉三通下閥門打開上閥門保證水泥漿不會從注漿導管中溢出。 8、安全措施 1、現(xiàn)場電線路及安裝多種電器設(shè)備，必須由正式電工操作，非電工人員不準操作；2、現(xiàn)場注漿過程中，施工人員要尤其注意樁基完畢卻未填埋的樁孔。3、施工前應(yīng)檢查高壓設(shè)備和管路系統(tǒng)，其壓力和流量需要滿足設(shè)計規(guī)定。泵體注漿管不得有任何雜物，各類密封圈必須完整良好無泄露現(xiàn)象。安全閥中的安全銷要進行試壓檢查，必須保證到達規(guī)定壓力時，能斷銷卸壓，決不能輕易安裝未經(jīng)試壓檢查的自制安全銷。高壓泵必須指定專人操作，壓力表應(yīng)定期檢修驗定，保證正常使用。4、必須常常檢查管道及接頭有無破損，若發(fā)現(xiàn)破損，應(yīng)立即更換，否則停止施工操作，以防發(fā)生高壓液體噴出導致?lián)p失或安全事故。5、現(xiàn)場注漿管路應(yīng)合理布置，穿過現(xiàn)場道路時應(yīng)采用有效的防護措施防止車輛碾壓注漿導管。6、注漿施工過程中應(yīng)有專人負責看護注漿壓力表，當注漿漿液不進壓力升高很快時應(yīng)立即停止注漿，查明與否產(chǎn)生堵管，未排除故障前不得進行強制注漿導致炸管事故。假如判斷不是堵管時可穩(wěn)壓10分鐘后結(jié)束注漿，也可采用持續(xù)開關(guān)加壓泵的措施進行加壓。7、注漿作業(yè)施工區(qū)應(yīng)設(shè)置警示牌，以防高壓漿液導致人員傷害。施工人員作業(yè)時應(yīng)采用對應(yīng)的防護措施并保持安全距離。9、環(huán)境保護措施1、廢土、渣土及廢泥漿應(yīng)及時外運。外運車輛應(yīng)為密封車或有遮蓋的自卸車，車輛及車胎應(yīng)保持潔凈，不粘帶泥塊等雜物，防止污染道路。2、施工現(xiàn)場對水泥集中堆放，施工過程中嚴格控制揚塵產(chǎn)生，必要時噴霧降塵。3、施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置排水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)嚴禁與泥漿系統(tǒng)串聯(lián)，嚴禁向排水系統(tǒng)排放廢漿料。排水溝的廢水應(yīng)經(jīng)沉淀過濾到達原則后，方可排入市政排水管網(wǎng)。4、施工現(xiàn)場出入口處應(yīng)設(shè)置沖洗設(shè)施、污水池和排水溝，由專人對進出車輛進行清洗保潔。10、效益分析1、樁底注漿的單樁極限承載力均不小于未注漿的承載力,提高幅度在30%～60%；樁側(cè)、樁底同步注漿，單樁垂直承載力提高幅度更大，到達了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