软土地层中钻孔灌注桩后注浆技术的应用研究*

2015-09-18

建筑施工 2015年4期

上海建工集团工程研究总院上海 201114

1 钻孔灌注桩后注浆技术

我国桩端后注浆技术始于20世纪80年代初。此后该项技术不断创新和完善，应用范围越来越广，取得了十分显著的社会效益和经济效益。现在桩端后注浆技术已被编入中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008），为灌注桩后注浆技术提供指导。

后注浆钢管沿钢筋笼埋设，待灌注桩混凝土凝固后，用高压注浆泵将水泥浆经注浆钢管压入桩端土层和桩侧土层。水泥浆与桩周沉渣、虚土、泥皮和裂隙胶结成一个高强度的结合体，使其承载力大幅增加。同时，高压注浆液对桩底和桩周一定范围内的土体进行渗透加固，改善了桩身的承载环境，从而提高了群桩的极限承载力[1,2]。

2 工程概况

世博会地区B02、B03地块涉及多家开发单位，场地周边规划道路下将开发大型地下空间。本文背景工程为某央企总部大楼基地工程。地块区域属滨海平原地貌类型。拟建场地原为世博园区国家自建馆（临时场馆），场地较为平坦。经勘察揭露，拟建场地位于古河道区，在90.34 m深度范围内的地基土属第四系上更新世Q3至全新世Q4沉积物，主要由饱和黏性土、粉性土及砂土组成。

工程地下室为3 层，底板采用桩基筏板。基础采用钻孔灌注桩。共设计有φ600 mm、φ800 mm钻孔灌注桩共355 根。采用桩底注浆，以提高承载力，φ800 mm单桩注浆水泥量为2 500 kg；φ600 mm单桩注浆水泥量为2 000 kg。

3 后注浆技术工程应用

3.1 开工前单桩承载力试验

本工程应先施工试桩组的桩，并进行试桩的现场静载荷试验。单桩承载力理论估算值应通过桩的现场静载荷试验来验证。设计人员根据试桩的现场静载荷试验报告的结果对现有桩位进行核定和调整[3,4]。

单桩静载荷试验检测单桩竖向抗压、抗拔承载力，时间不早于成桩后28 d、后注浆后20 d，且桩身混凝土达到100%的设计强度；抗压采用锚桩支架慢速维荷法在自然地面进行静载荷试验；抗拔采用基座桩反力支座慢速维荷法在自然地面进行静载荷试验。

3.2 后注浆施工

桩端后注浆技术是在常规钻孔灌注桩工艺流程的基础上进行的施工工艺，包括注浆管的预埋、注浆材料制作和注浆施工等几个主要施工过程。

3.2.1 注浆管预埋

注浆管应采用无缝钢管，钢管内径不宜小于25 mm，壁厚不应小于3.2 mm，每根桩的注浆数量，当桩端或桩侧单项注浆时不应少于2 根，当桩端及桩侧联合注浆时不应少于4 根。注浆管应对称布置于钢筋笼的内侧，且与钢筋笼用铁丝绑扎固定。注浆管随钢筋笼安放到位后管内应注满清水。

3.2.2 注浆液制作和注浆施工

1）注浆材料包括外加剂与注浆压力的确定：注浆材料为水泥浆液，水灰比0.55，注浆压力控制在3 MPa左右。根据注浆压力的变化和注浆量，实施间歇注浆或终止注浆，拟采用P.O 42.5水泥压浆。

2）注浆施工时间及顺序：先桩侧后桩端，间歇时间约为12 h，注浆起始时间可在成桩后2～5 d内进行。

3）注浆控制条件：质量控制采用注浆和注浆压力双控制法。桩底注浆，终止压力不小于2.0 MPa。以水泥压入量控制为主，压力控制为辅。注浆时要做好详细记录。

3.2.3 主要施工难点控制

1）桩身上浮：注浆施工过程中应时刻关注注浆压力，当注浆压力过大桩身上浮时，应及时调整注浆压力。

2）注浆串孔：当桩开始进行注浆施工时，水泥浆在压力的作用下渗透到一些邻近桩中已开塞但未注浆的管，这会造成邻近桩的注浆管堵塞而无法注浆。故在注浆施工时应采用分片开塞、分片注浆。

3）注浆浓度及注浆压力：注浆浆液应由稀逐步变浓，使得细小和较大的裂隙都能得到较好的充实；水泥压入量达到预定值的70%、泵送压力超过5.0 MPa可停止压浆；水泥压入量达到设计值的70%、泵送压力不足表中预定压力的70%时，应调小水灰比，继续压浆至满足预定压力；若水泥浆从桩侧溢出，应调小水灰比，改间歇压浆至水泥量满足预定值。