一、引 言
樁基礎作為一種傳統(tǒng)的基礎形式，隨著公路建設的發(fā)展，近年來在基礎工程中的應用越來越廣泛。我國公路橋梁樁基礎以鉆孔灌注樁為主，主要采用泥漿護壁的成孔方法，樁基的承載能力主要取決于樁側(cè)摩阻力和樁端土層的支撐力，即取決于樁基成孔后的樁側(cè)、樁底土層性質(zhì)及樁底的沉渣情況。受樁基施工方法及施工技術(shù)水平的限制，影響樁基承載力充分發(fā)揮的主要因素如下：
1、樁基成孔過程中的機械振動導致原狀土層的力學性質(zhì)發(fā)生一定程度的變化，從而使樁實際承載力與設計承載力存在較大差異；
2、泥漿護壁的成孔工藝對樁土結(jié)合面的樁土相互作用存在不利影響，從而導致樁側(cè)摩阻在一定程度上有所降低；
3、樁底沉渣的清除工作很難達到理想要求，其所造成的 “軟墊效應”對樁基承載力存在很大影響。
由于上述問題的存在，使樁基實際承載力與設計承載力存在較大差異，甚至于有的樁基需要通過加固處理后方可達到設計要求。而壓漿技術(shù)作為樁基加固的一種常用加固方法，因其具有施工操作簡單、可靠性好、費用低、承載力增幅大及有效減小樁基沉降量等優(yōu)點，因此在樁基礎加固中得到廣泛應用。
二、壓漿機理
根據(jù)壓漿部位的不同，樁基壓漿主要包括樁側(cè)壓力注漿和樁端壓力注漿兩種。其中，樁側(cè)壓力注漿是指在壓力作用下將能固化的漿液通過樁身預埋壓漿裝置強行注入樁側(cè)土層中，充填樁身混凝土和樁周土體間的孔隙，同時與樁側(cè)土層發(fā)生物理化學反應，提高樁側(cè)土強度；樁端壓力注漿是通過預埋在樁身的壓漿管，將能固化的漿液通過樁頂預埋壓漿裝置強行注入樁端土層中，從而達到改變樁端土層性質(zhì)及樁、土邊界條件的作用。其中,樁端壓力注漿對樁基承載力的提高主要體現(xiàn)在下述幾個方面：
1、樁端壓力注漿可以通過漿液與樁端土體的物理化學反應，使樁端土體產(chǎn)生壓密效應、加筋效應以及固化效應，使樁端土體的密室度、強度、剛度得到有效提高；
2、在進行樁端壓力注漿過程中，漿液通過壓力注入樁端將在樁端產(chǎn)生擴大頭，具有增擴樁底的效果，即加大了樁端的支撐面積，從而大幅度地提高了樁端支撐力；
3、在對樁端進行壓力注漿時，當樁端的土體的滲透能力達到極限時，樁端漿液的壓力將不斷提高，在樁端產(chǎn)生方向向上的預壓力效應，使得樁端阻力及早地得到了充分發(fā)揮。
對于樁端壓漿，除了上述作用外，漿液在高壓所用下，對樁底以上一定高度范圍內(nèi)的樁周土也具有一定的壓密、固化作用，從而使得樁側(cè)摩阻有所提高。
三、壓漿工藝
1、壓漿工藝流程
樁端壓力注漿的施工工藝流程如下圖所示：
2、壓漿裝置
四、實橋應用
1、工程簡介
某大橋主橋上部構(gòu)造為（70＋100＋70 ）米三跨預應力混凝土連續(xù)箱梁橋，下部為鋼筋混凝土實體墩，基礎為鉆孔灌注樁基礎。在施工過程中檢測發(fā)現(xiàn)：主墩部分樁基存在樁長不夠、樁底沉渣厚度超標、樁身完整性差等缺陷(見圖1-圖4)，其中，實際樁長與設計樁長最大相差5.5m，樁底沉渣最大厚度達63cm，部分樁基的樁身完整性為四類。
2、加固處理措施
根據(jù)原橋的設計資料及該橋樁基的病害情況，對該橋的樁基承載能力進行了詳細的計算分析，結(jié)果表明，原橋的5號墩樁基承載能力不能夠滿足結(jié)構(gòu)受力要求，其承載力不足約為20%，6號墩樁基的承載能力可以滿足受力要求，但樁底沉渣過厚，樁基的不均勻沉降對承臺受力不利。因此，最終決定對該橋的5號、6號墩樁基采用高壓注漿的方法進行加固處理。
圖1 樁長不足、沉渣較厚 圖2 樁身混凝土存在缺陷
圖3 樁底埋有掉落的鉆頭 圖4 樁身存在混凝土缺陷
3、壓漿施工方法
(1) 該橋樁基的壓漿孔利用原樁基聲測管，并經(jīng)其鉆至樁底標高以下0.5m。
(2) 利用清水及空壓機對壓漿孔進行洗孔，直到清洗徹底為止。
(3) 壓漿施工
?、?預壓清水
在正式壓漿之前，先試壓清水，待注漿管暢通之后再壓注水泥漿液。壓水應按2～3級壓力順次逐級進行，壓水壓力一般不大于15Mpa。
② 初次注漿
壓水試驗結(jié)束之后，將配置好的水泥漿液通過高壓泵和預埋管注人樁端。這一階段，注漿壓力要小，漿液由稀到稠，同時密切注意注漿壓力、注漿量的變化。
③ 間歇循環(huán)注漿
鑒于該橋基礎為裂隙發(fā)育的輝綠巖和土層顆粒間孔隙較大的卵礫石層，為達到理想的注漿效果，此處采用間歇注漿方法，即開啟注漿泵先注漿 4～5min之后，停泵0.5～1min，然后再注漿，如此反復，直到結(jié)束。
④ 終止注漿
當高壓注漿達到如下條件之一時便可終止注漿：
a、壓入的水泥量已達到設計要求；
b、壓入的水泥量已達到設計值的 65％以上，且入口壓力已達6 Mpa，同時持壓超過8min。
(4) 注意事項
每個橋墩每次最多只能處理一根樁基，為了保證在處理下一根樁基時，前一根處理過的樁基已經(jīng)參與受力，其間的時間間隔應不少于3天。
4、壓漿參數(shù)選擇
(1) 水泥漿液的配比
漿液采用水泥漿，水灰比選擇在 0.4～0.6。注漿時，先用稀漿，然后再用中濃度的漿液，最后用濃漿。配漿水泥采用42.5號普通硅酸鹽水泥，水泥細度不超過0.08mm，方孔篩余不超過15％。
(2) 注漿壓力
初始和結(jié)束階段的注漿壓力為2～3MPa，中間階段的注漿壓力為1～2 MPa。終止注漿壓力控制標準為6Mpa。
(3) 注漿持續(xù)時間
綜合考慮各方面的因素，每跟樁的注漿持續(xù)時間不宜超過2小時。
五、結(jié) 論
1、利用高壓注漿技術(shù)對實橋樁基缺陷進行處理，明顯提高了原橋樁基的承載能力，消除了沉渣超標可能造成的樁基不均勻沉降對承臺受力的不利影響，同時使部分樁身存在缺陷的樁基完整性得到改善。
2、樁端高壓注漿的方法對存在缺陷或承載力不足的樁基具有較好的加固處理效果，根據(jù)基底土層性狀的不同，其對樁基承載力的提高一般不小于50%～150%。
3、樁端高壓注漿技術(shù)不僅是一種被動的樁基加固方法，同時也可以用來指導新橋設計，是解決軟弱持力層承載力過低、設計樁長過長、基礎工程造價偏高的一種有效途徑。
