湯海潮、徐曉建
摘 要：后注漿工藝通過樁底、樁側注漿對樁底沉渣，樁端持力層及樁周泥皮起到滲透，劈裂充填、壓密和固結作用，以此來提高樁的承載力，減少其變形，而后注漿鉆孔灌注樁施工工藝的關鍵就是后注漿是否成功，本文結合如皋“東郡麗水”工程的施工監(jiān)理實踐，總結在施工過程中如何加強監(jiān)理對質(zhì)量關鍵控制點的監(jiān)督管理，確保工程質(zhì)量。
關鍵詞：鉆孔灌注樁、后注漿工藝、施工技術控制要點、開塞、注漿閥
引 言：隨著中小城市城市化進程的發(fā)展及舊城改造的力度加大，中小城市的高層建筑日益增多，對于樁基礎的要求也越來越高，后注漿灌注樁越來越多的被應用到高層建筑的樁基工程中。灌注樁后注漿技術雖推廣已歷十余年，卻因其隱蔽性較大，一些檢測數(shù)據(jù)及參數(shù)難以獲取，故未大范圍的應用于工程建設中。本文參照實際案例，并將施工監(jiān)理過程中取得經(jīng)驗及遭遇的問題進行描述和分析，以供大家參考。
一、后注漿灌注樁的加固機理
后注漿灌注樁，就是利用鋼筋籠底部和側面預先埋設的注漿管,在成樁后2-30天內(nèi)用高壓泵進行高壓注漿,漿液通過滲入、劈裂、填充、擠密等作用與樁體周圍土體結合,固化樁底沉渣和樁側泥皮,起到提高承載力、減少沉降等效果。后注漿技術包括樁底后注漿、樁側后注漿和樁底、樁側復式后注漿。
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30～50cm。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(nèi)，注漿時漿液也不會回流。
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(chǎn)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，使沉渣及樁端附近土體密實，產(chǎn)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(nèi)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(nèi)的樁側摩阻力也有明顯提高。
二、后注漿鉆孔灌注樁施工質(zhì)量監(jiān)理控制要點
“東郡麗水工程” 項目總建筑面積229168.37平方米，總造價約6億元。共由10棟單體和兩個地下車庫組成，1#、3#樓地下2層地上31層， 2#、7#、8#樓地下2層地上33層，其他樓號均為地下2層地上17層，地下車庫地下一層。31層、33層高層建筑全部為灌注樁后注漿工藝。該工程設計起點高、政府重視程度高、社會影響大，并且為如皋試點的安置房標桿，因此監(jiān)理部把該工程的質(zhì)量控制作為監(jiān)理工作開展的重中之重，下面簡述監(jiān)理工作中是如何對后注漿鉆孔灌注樁施工進行質(zhì)量控制：
（一）準備工作：
1、人員準備：
灌注樁工程隱蔽性較強，如果施工單位、監(jiān)理單位責任心不強，工程質(zhì)量根本無法保證。監(jiān)理部在確保監(jiān)理人員旁站人員到位的情況下，督促施工項目部總包及專業(yè)分包管理人員到位，在人員旁站方面注重以下幾個方面：
⑴每天早上7:00，晚上18:00交接班前15分鐘監(jiān)理部、施工項目部召開交接班短會，主要內(nèi)容包括前一班次完成的工作量、存在問題、待處理事項，后一班次施工計劃，注意事項。
⑵現(xiàn)場不允許出現(xiàn)“真空現(xiàn)象”，監(jiān)理部一機一人旁站，特別是下籠、砼澆筑等關鍵工序必須有人在現(xiàn)場監(jiān)督，泥漿比重測試、測孔深、開塞、注漿必須監(jiān)理現(xiàn)場見證，開工前對現(xiàn)場監(jiān)理人員及施工項目部技術管理人員交底，關鍵工序現(xiàn)場無人將進行經(jīng)濟處罰，出現(xiàn)三次關鍵工序不在現(xiàn)場人員清退出場。
⑶監(jiān)理部給現(xiàn)場人員進行交底，著重關鍵工序的質(zhì)量控制要點，如果發(fā)現(xiàn)連續(xù)三次現(xiàn)場值班人員在現(xiàn)場不能發(fā)現(xiàn)問題，對問題視而不見，要求進行更換。要求施工項目部對班組進行交底、教育，如發(fā)現(xiàn)班組人員不停指揮應及時予以教育，如仍不停指揮清退出場。
2、技術準備：
督促施工項目部編制施工方案，后注漿鉆孔灌注樁技術施工除了要編制鉆孔灌注樁施工方案外，還需編制注漿技術的專項施工方案，提供各種注漿參數(shù)。
后注漿技術是一種新技術，不同的施工單位，因其人員的技術水平、機械設備及工程所在地工程地質(zhì)條件不同，選擇的參數(shù)不盡相同。因此，監(jiān)理人員要依據(jù)掌握的施工技術知識、實際經(jīng)驗、相關資料和有關規(guī)范、標準，對方案選取的參數(shù)進行認真的審查。審核的主要內(nèi)容有：鋼筋籠的的長度及分段組合、鋼筋籠連接采取的方式、注漿管的壁厚、與箍筋連接方式及長度（樁側的標高、樁底應升出30-50cm，本工程升出鋼筋籠底部30cm）、注漿閥的選擇、第一次第二次開塞時間、開塞壓力、注漿壓力、注入水泥的預控量等等。
3、機械、材料準備：
打樁機進場后要進行調(diào)試，有專業(yè)維修人員定期檢查、維護，出現(xiàn)問題及時維修。樁機的數(shù)量應根據(jù)工作面及工期要求確定，正常情況36米樁長的后注漿工藝灌注樁24小時可以施工3.5根。
高壓注漿泵的工作參數(shù)要滿足方案要求；在使用前對高壓注漿泵及管線的密封性要進行試運行；開塞的壓力最大值不能小于10mpa。
關于注漿管的選擇很重要，薄壁管雖然可以用機械連接，加快施工速度，但是不可能焊接，容易焊穿，一旦焊穿極易造成堵管，開塞失敗。因此建議使用國標管，壁厚達到3.2mm。注漿管在施工過程中的頂部封頭應使用鑄鐵材質(zhì)，防止在砼澆筑過程中料斗碰撞損壞絲扣，砼澆筑之后可以改為
（二）施工過程控制：
1、施工前準備：
⑴復查樁位的位置。進行自然地面標高抄測，并保留作為結算依據(jù)，樁位小樣放線誤差控制在1cm范圍之內(nèi)，使用全站儀放點，畫樁位小樣中心插一次性筷子標識。
⑵鋼筋籠的加工制作。檢查鋼筋的規(guī)格、型號，鋼筋焊接時接頭滿足設計要求的10d，鋼筋接頭按50%錯開，搭接長度為35d。鋼筋允許誤差范圍，主筋間距±1cm，箍筋間距±2cm，主筋長度±10cm，鋼筋籠直徑±1cm，鋼筋籠長度±10cm。注意鋼筋籠的分段連接，為提高施工效率，建議搭接區(qū)避開加密區(qū)。
③注漿管、注漿筏檢查：
對注漿管，要檢查注漿管的長度、出漿孔徑、孔距是否符合方案要求；安設注漿管時，要檢查注漿管與鋼筋籠連接是否可靠、牢固。
因為底籠不焊接容易滑落，因此注漿管底管與鋼筋籠要進行焊接，但焊接時要注意，焊條與注漿管成45°左右焊接，不能成90°，因為鋼筋焊接使用的是e50焊條，容易將管焊穿，為了防止底管被焊穿，我們在實際施工過程中增加底籠加壓灌水試驗，對底籠的注漿管是否滲漏進行檢查驗收，每天按照使用量進行驗收以便控制（如果每天施工10根，就驗收12根），并且驗收過后的鋼筋籠分開堆放。
注漿閥是否用合適的橡膠膜封閉、包裹；注漿管各節(jié)連接是否牢固、密封，及注漿管上端是否略高出地坪，為了在注漿時可以正確區(qū)分我們將底管做了適當加長略高出側管15-20cm。
2、施工過程控制：
⑴護筒埋設與機械就位。護筒埋設前應先將護筒四周夯實，這是防止護筒冒水塌陷的關鍵。護筒埋深1m，上口高出地面10~20cm，上部開兩個溢水孔做護筒排水口，護筒的內(nèi)徑比樁徑大10cm。機械就位后檢查鉆機平臺平整度、鉆桿垂直度，誤差控制在0.2%以內(nèi)，鉆頭中心與護筒中心偏差在1.5cm以內(nèi)。
⑵泥漿調(diào)制。鉆機就位的同時要準備好泥漿循環(huán)系統(tǒng)，設置儲漿池、沉淀池、排漿溝，原則采用粘土或原土造漿，根據(jù)地質(zhì)情況在造漿過程中適量增加膨潤土、分散劑和增粘劑。泥漿控制的指標為密度、粘度、含砂率3項。密度：在砂性土或夾砂層相應密度在1.1~1.3之間。粘度：10~20s（采用1006型泥漿粘度劑測試）含砂率：≤4%~8%（可采用na-1型含砂率測定儀測試）
⑶開孔。開始時將鉆頭對準護筒中心后采取低檔慢速鉆進，確保鉆孔誤差在5cm之內(nèi)。鉆進過程針對不同的地質(zhì)和土層采取不同的鉆速，不同土層或不均勻土層交接位置應不斷上下反復竄動鉆頭防止造成斜孔。鉆孔時根據(jù)鉆進深度保持5m測量一次垂直度，誤差控制在0.2%以內(nèi)，鉆孔深度誤差控制在30cm之內(nèi)。根據(jù)經(jīng)驗計算鉆孔速度平均為0.2m/min
⑷清孔換漿拆鉆桿。終孔后立即進行清孔、換漿，規(guī)定要求采用反循環(huán)方式?，F(xiàn)場采用正循環(huán)方式時，將鉆頭抬高10~20cm，時間控制在30~60分鐘，采用性能較好的泥漿，控制泥漿的粘度和比重不得用清水置換。清孔前階段采用高濃度的泥漿并加大泥漿的流量使砂、石粒能順利浮出孔口。當孔口無泥塊浮出時，將泥漿密度降至1.1~1.15并繼續(xù)換漿保持一段時間后確保整個孔內(nèi)泥漿達到1.1~1.15。同時孔內(nèi)的漿液保持高于地下水位1m以上，確保達到?？滓螅乐箍妆趧兟湓斐赡酀{過厚在混凝土澆筑過程中無法將孔壁泥漿頂升造成樁身露筋。
⑸下鋼筋籠及混凝土導管。在終孔換漿后應盡快安放鋼筋籠，起吊時防止變形，下放時垂直慢放防止頂撞側壁。安放時需檢查每節(jié)接頭包括注漿管接頭的焊接質(zhì)量是否牢固，焊接長度是否符合要求，焊接質(zhì)量差容易導致安放時鋼筋籠掉入孔內(nèi)，發(fā)現(xiàn)焊接不到位的及時補焊。鋼筋焊接接頭錯開距離滿足規(guī)范要求，保護層墊塊應放置在加強筋處（每2米4個）。注漿管底端伸出主筋長度為30cm左右，鋼筋籠的上端標高要保證達到樁頂設計標高及鋼筋主籠錨入承臺的長度滿足50cm（根據(jù)設計要求）。下籠時做好注漿管樁側、樁底的標記及管孔封堵，防止混凝土及雜物掉入管內(nèi)。鋼筋籠安放后接著下混凝土澆灌導管，導管拆卸應靈活并確保導管始終在孔洞中心。
⑹二次清孔。由于一次終孔后至澆筑前的時間較長，沉漿渣遠超過規(guī)范要求所以在砼澆筑前必須進行二次清孔。二次清孔原則上仍然是采用反循環(huán)方式，但是現(xiàn)場一般采用正循環(huán)利用導管清孔，導管提離孔底40cm直接接泥漿泵管進行泥漿循環(huán)，逐步替換泥漿直到孔口返漿比重、含砂率及孔底沉漿厚度滿足要求，孔底沉渣厚度應小于5cm，二次清孔時間根據(jù)地質(zhì)情況而定，如皋地區(qū)為粉砂土層一般要求二次清孔時間為30分鐘。
⑺水下混凝土澆筑?？椎壮猎穸群湍酀{的比重在滿足設計規(guī)范標準要求后，方可進行澆砼。砼的初灌量要滿足要求；拔管時要控制導管在砼中埋入深度，謹防導管拔出砼面造成夾泥狀況；控制好砼灌注的充盈參數(shù)，使其保持在1.1-1.2之間，記錄澆砼情況。砼坍落度控制在16~22cm，澆筑時采用不小于1立方的儲料斗并用阻料塞封閉，待裝滿后打開阻料塞澆筑，同時不斷進行補加混凝土確保足夠的容量從導管底部端以較大的沖擊力排出孔底沉淤上翻，從而減少孔底沉淤和滿足導管一次性埋入混凝土深度。拆管前要計算砼澆筑深度，確保導管一次性埋入深度為3~6米，最少不得少于2米，防止導管提升過快造成斷樁、縮徑。澆筑頂標高比設計標高高70cm即可。
⑻開塞及后注漿。在砼澆筑完成后6小時左右時要進行清水開塞壓力試驗，開塞壓力應在4-6mpa，開塞水量控制在0.5t左右。開塞時間的早晚，對注漿較為關鍵。能否順利注漿，控制好注漿時間是重點。開塞時間早了，砼未形成一定的強度，在高壓水的沖射下會破壞樁端的樁成形和砼強度；過遲，包裹注漿后的砼強度過大，會造成注漿頭橡膠膜打不開現(xiàn)象，使預埋管報廢，最終不能注漿。注漿管疏通后要在管口采用堵頭使管內(nèi)的水保持壓力并處于密封狀態(tài)，防止?jié){液回流阻塞注漿管。一次開塞12小時左右要進行二次加壓注水檢查是否阻塞。開塞時要在現(xiàn)場觀察高壓注漿泵的開塞壓力，記錄開塞情況，要寫明開啟部位，根數(shù)。
后注漿在砼澆筑后的3~7天內(nèi)進行，首先檢查水泥，其不能有結塊現(xiàn)象。核實進場的水泥量及水泥漿的水灰比，摻外加劑的，檢查外加劑的摻量。檢查高壓注漿泵的壓力表、閥門、管線完好狀況。注漿開始記錄注漿壓力。注漿壓力過小，對樁端土、樁周土加固范圍滲入充填強度、深度小，加固作用??；注漿壓力過大，可能會損壞注漿管。因此要控制一個較合適的注漿壓力，一般為開塞壓力的一半2-4mpa。注漿一般以注入水泥量為主控因素，水泥注入量達到預定量，無特殊情況即可停止注漿。預定量可根據(jù)第一、二根的注漿情況進行修正?，F(xiàn)場監(jiān)理人員要記錄每次水泥的用量，保證水泥的注入量達到要求。注漿時鉆孔樁與注漿樁應保持8m以上距離，防止壓漿的滲透造成鉆孔的側壁坍塌。注漿時先樁側后樁端進行灌注，樁側注漿會對旁邊未施工的工程樁產(chǎn)生影響，我們根部現(xiàn)場實踐、靜載檢測及與設計溝通，600樁總注漿量1.8t，底1.3t-1.5t側0.3-0.5t,700樁總注漿量2.1t，底1.5t-1.6t側0.5-0.6t。注漿水灰比控制在0.6左右，每根樁注漿根據(jù)設計要求水泥用量，盡量采用水灰比小的漿液注漿防止無效擴散。注漿時要注意同一承臺內(nèi)樁或較近的樁宜同時注漿，未同時注漿的要在附近樁注漿結束后用壓力表檢查注漿管是否疏通。終止注漿的條件主要以單樁注入水泥量達設計要求為主要控制因素，同時注漿壓力穩(wěn)壓4mpa3分鐘以上及注漿量的75%以上且壓力達到4mpa即可終止注漿。
三、壓漿施工中出現(xiàn)的問題和相應措施
（一）噴頭打不開：
壓力達到10mpa以上仍然打不開壓漿噴頭，說明注漿閥部位已經(jīng)損壞，不要強行增加壓力，可在另一根管中補足壓漿數(shù)量。
（二）出現(xiàn)冒漿：
壓漿時常會發(fā)生水泥漿沿著樁側或在其他部位冒漿的現(xiàn)象，若水泥漿液是在其他樁或者地面上冒出，說明樁底已經(jīng)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。
（三）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(zhì)量，若出現(xiàn)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。
（四）整片區(qū)域多數(shù)樁注漿量無法達到設計要求，甚至相差較多：
本項目2#樓中間區(qū)域十幾根樁出現(xiàn)類似現(xiàn)象，經(jīng)設計、監(jiān)理、業(yè)主及施工單位共同協(xié)商確定在該區(qū)域進行插管注漿，具體做法如下：
用xp-30旋噴鉆機在距樁周壁0.25m處鉆進至設計圖紙需注漿標高處噴漿，噴漿用量參照原設計需后注漿水泥用量，如出現(xiàn)仍注漿困難，無法達到設計要求的在周邊其他樁補足注漿量，如下圖：
待齡期滿足后對以上經(jīng)過處理的灌注樁進行靜載試驗，試驗結果滿足設計要求。
四、結語：
鉆孔灌注樁后注漿技術已作為建設部推廣應用的新技術，在今后的建筑工程樁基礎施工中將會被更廣泛的應用，本文將在該工程中取得的經(jīng)驗教訓進行分析、共享，希望對其他工程的質(zhì)量控制起到一定的參考作用。
參考文獻：
1、《鉆孔灌注樁底壓漿設計施工分析》（龔維明和鄒小平）
2、《灌注樁后壓漿技術規(guī)程》(q/jy14-1999)
3、《錨固與注漿技術手冊》（梁炯云）