樁端后注漿技術(shù)在紅樓飯店工程中的應(yīng)用
     目前高層建筑大多采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，而鉆孔灌注樁最大的缺點(diǎn)就是：樁底虛土較難清理，樁身泥皮影響側(cè)摩阻力進(jìn)一步發(fā)揮；或?yàn)楂@得良好的持力層不得不穿越厚實(shí)的飽和性土層而達(dá)到堅(jiān)硬的風(fēng)化層，但這不利于鉆進(jìn)、清孔和澆搗等。采用樁端后注漿技術(shù)可較好地解決這些難題。杭州紅樓飯店改擴(kuò)建工程正是由于成功地運(yùn)用了這一技術(shù)，起到了固結(jié)樁底虛土、提高樁端承載力的作用。 


      該工程位于城東鐵路新客站廣場西側(cè)，建筑面積35913m2，主樓25層，裙樓5層，地下室2層，總投資近1.4億元，由省級機(jī)關(guān)事務(wù)管理局籌建，省建科院設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)，省地礦工程公司施工樁基礎(chǔ)部分，浙江泛華工程監(jiān)理公司監(jiān)理。 
      表1 紅樓飯店靜載荷試驗(yàn)成果 
      樁底注漿 樁號 樁長(m) 樁徑(mm) 成樁天數(shù)(d) 極限承載力(kN) 最終沉降(mm) 
      注漿前 SZ2 44.31 800 37 >8694 26.32 
      注漿后 SZ2 44.31 800 59 >9936 17.15 
      SZ1 44.10 800 44 >8678 21.68 
      樁基為800鉆孔灌注樁，共235根，有效樁長36.4～38.2m。原考慮以10-②中風(fēng)化泥灰質(zhì) 粉砂巖為持力層，但需穿越厚約15m的中密卵礫石混砂層才能嵌入，且鉆進(jìn)相當(dāng)困難。采用樁端后注漿技術(shù)，通過對試樁注漿前后靜荷載試驗(yàn)對比，認(rèn)為可用9-②卵礫石混砂層作為持力層，樁端進(jìn)入該層3.2m后，單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值可達(dá)4200kN，單樁注漿1.5t(水泥量)。試驗(yàn)情況見表1。 
      1、施工工藝 
      (1)先準(zhǔn)備直徑25.4mm、長度比孔深長20cm的鋼管兩根，作為注漿管。在其底部長約25cm范圍內(nèi)梅花狀布孔12個(gè)，孔徑5mm，并用編織袋將管底口及小孔包扎封牢。在按正常施工工藝施打鉆孔樁(成孔并清孔)后，將注漿管綁扎在鋼筋籠兩側(cè)，同步放入孔內(nèi)，伸至孔底，而頂部露出樁孔口20cm。隨后下導(dǎo)管、清孔、澆灌混凝土，待成樁1d后，以約2MPa壓力的清水沖開管底封口。7d后，壓力注漿約2h。 
      (2)注漿漿液由水泥攪拌機(jī)(300L)、濾網(wǎng)、儲漿桶(500L)、注漿泵(設(shè)最大壓力10MPa的壓力表)、樁孔口壓力表、注漿管而達(dá)到樁底。注漿時(shí)將水灰比3∶1的水泥量120kg、0.8∶1的360kg及0.5∶1的1020kg依次注入。當(dāng)注漿壓力達(dá)到5MPa并穩(wěn)壓3～5min后或注完設(shè)計(jì)要求注 漿量后，即可終止注漿； 
      (3)施工中考慮到注漿路程遠(yuǎn)造成的壓力損失，用樁孔口壓力表測得實(shí)際注漿壓力(實(shí)際壓力 損失值約1.2～1.5MPa)，從而避免了注漿壓力值失實(shí)。 
      (4)本工程各樁均達(dá)到設(shè)計(jì)要求的注漿量，平均注漿壓力3MPa(開塞壓力2.2MPa)，注入速度 10～20L／min。 
       2、幾個(gè)問題討論 
      (1)漿液濃度對注漿效果的影響：先灌注稀漿的目的在于稀漿的流動(dòng)性好，裂隙無論寬窄，均易進(jìn)漿，先將細(xì)縫填灌充實(shí)，而后漿液再逐級變濃，使中等或較大的裂隙也得到充實(shí)。水利行業(yè)用于防滲的帷幕灌漿分9個(gè)級別的水灰比，本工程取其中的3個(gè)級別用于鉆孔灌注樁注漿。 
      (2)注入壓力對注漿效果的影響：注漿壓力與巖層地質(zhì)的滲透性、漿液濃度有關(guān)。目前主要有“一次升壓法”和“分級分壓法”。當(dāng)正常壓力下注入速度緩慢時(shí)，可提高壓力盡量使一些細(xì)小的裂隙不致在低壓下提前被封堵，可較多地灌入一些漿液，即所謂“”一次升壓法“。 但較高的壓力也會(huì)使?jié){液在較寬的裂隙中流竄過遠(yuǎn)，造成浪費(fèi)。當(dāng)在正常壓力下就很容易可將漿液較輕松地壓入時(shí)，說明巖層吸漿量大，這時(shí)可改用較低一級的壓力進(jìn)行注漿，于吸漿 量逐漸減少時(shí)，再加一級壓力，如此反復(fù)升高壓力，直至達(dá)到規(guī)定的壓力，一般為2～3級( 即0.5P、1.0P或0.4P、0.7P、1.0P)，是“分級分壓法” 。 


      (3)容許注漿壓力、注漿量、滲透半徑：一般當(dāng)壓力升至某一數(shù)值時(shí)，注漿量突然增大，表明地層結(jié)構(gòu)已發(fā)生破壞或空隙已被擴(kuò)大，此時(shí)的壓力即為容許注漿壓力。另兩個(gè)重要參數(shù)就 是注漿量Q和滲透半徑r。這些參數(shù)的確定請參見《地基處理手冊 》(中國建筑工業(yè)出版社，1998)。 
      3、幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn) 
      (1)串孔現(xiàn)象：由于地層空隙率及持力層裂隙的存在，在A樁進(jìn)行注漿時(shí)可能會(huì)有水泥漿從鄰 近B樁已開塞但未注漿的管中噴出，造成注漿管堵塞，致使B樁今后可能注漿失敗。這種串孔擴(kuò)散現(xiàn)象還可能引起周邊土體固結(jié)，造成鄰近樁機(jī)難以鉆進(jìn)，為避免因串孔而造成注漿失敗 ，本工程采用分片開塞，分片注漿的施工流水作業(yè)。保證成樁1d后開塞，7d后注漿，從場地外圍向內(nèi)共分3～4片完成全場注漿任務(wù)。至于何時(shí)開始注漿，其實(shí)只要樁身混凝土強(qiáng)度大于 巖石強(qiáng)度且不致因高壓注漿而破壞混凝土自身結(jié)構(gòu)即可。 
      (2)注漿管：注漿是通過注漿管來完成的。若注漿管長度不夠，則樁底承載力得不到加強(qiáng)， 影響樁端承載力。若注漿管焊接質(zhì)量不高，則在高壓力下，漿液會(huì)在接縫處逸出，壓力驟變， 導(dǎo)致注漿失敗。若用回轉(zhuǎn)盤式鉆機(jī)成孔，則注漿管不宜高出孔身太多，否則影響鉆機(jī)移位。 
      (3)二次注漿：若采取二次注漿則效果可能會(huì)更好。一般二次注漿量約為第一次的1／3～1／ 4，水灰比可適量提高。 
      (4)清水：開塞清水不宜過多，壓力也不宜過大，以免樁身混凝土強(qiáng)度受到影響。注漿后再 注入大致等于輸漿管容積的清水，以免漿液回流至注漿泵與注漿管之間的一段輸漿管內(nèi)。 
      (5)注漿壓力：①壓力逐漸上升，但達(dá)不到要求的壓力，這可能是漿液在粘土中形成脈狀劈 裂 滲透，或漿液濃度低、凝膠時(shí)間長，或部分漿液逸出。②注漿開始后壓力不上升，甚至離開 初始壓力值呈下降趨勢，這可能是漿液外逸。③壓力上升后突然下降，這可能是漿液從注漿 管周圍溢走，或注速過大，擾動(dòng)土層，或遇到空隙薄弱部位。④壓力上升很快，而速度上不 去，表明土層密實(shí)或凝膠時(shí)間過短。⑤壓力有規(guī)律上升，即使達(dá)到容許壓力，注漿速度也很 正常(變化不大)，這表明注漿是成功的。⑥壓力上升后又下降，而后再度上升，并達(dá)到預(yù)定 的要求值，可以認(rèn)為是第③種情況的空隙部位已被漿液填滿，這也是注入成功的例子。本工 程壓力變化屬于第⑤種情況。 
       4、結(jié)論及前景 
      (1)樁端后注漿技術(shù)，使樁底虛土得到固結(jié)擠密；減少了群樁的樁土相對變形，降低了樁群 內(nèi)部側(cè)阻力發(fā)揮，提高了樁周下部側(cè)摩阻力和端阻力且使沉降變形減小而均勻。因而使樁承 載力得到提高，在相同條件下可優(yōu)化樁長、樁數(shù)、樁徑、樁距。本工程結(jié)束后，進(jìn)行了5根 樁的高應(yīng)變及機(jī)械阻抗法動(dòng)測，試驗(yàn)表明均達(dá)到Ⅰ類樁標(biāo)準(zhǔn)。 
      (2)本工程所用漿液為水泥類漿液，來源廣泛易控制。而水玻璃類漿液由于具有無毒性、凝 結(jié)時(shí)間可控制且價(jià)格便宜，國際上應(yīng)用已較廣泛。 
      (3)雙層管雙栓塞注漿法即SRF法，由于可在不同地層不同時(shí)間注漿，有逐漸取代本工程花管 法的趨勢，但其成本較高，注漿所需壓力也較大。 
      (4)壓力注漿理論很早就被廣泛用于地鐵、盾構(gòu)隧道的加固及壩基帷幕等工程，隨著城市高 層建筑的不斷開發(fā)及舊城改造中深基坑開挖場地狹小的限制，灌注樁樁端后注漿自1994年被 開發(fā)利用后，已越來越廣泛地應(yīng)用于土建工程，其設(shè)計(jì)、施工、檢測經(jīng)驗(yàn)也將日臻成熟，前景看好。
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