后注浆技术在冲孔灌注桩施工中的应用

■刘 峰 ■福建宇宏工程项目管理有限公司，福建 漳州 363000

1 后注浆技术的特点

灌注桩后注浆技术是灌注桩施工的一种辅助工艺，它的基本原理是利用钢筋笼底部和侧面预先埋设的注浆管，在成桩后2～30d 内进行高压注浆，浆液通过渗入、劈裂、填充、挤密等作用与桩体周围土体结合，固化桩底沉渣和桩侧泥皮，起到提高承载力，减少沉降等效果。后注浆技术包括桩底后注浆、桩侧后注浆和桩底、桩侧复式后注浆。目前，桩底压浆技术越来越广泛的应用。

2 工程实例分析

2.1 工程概况

厦门市妇女儿童活动中心扩建项目总建筑面积10896.13m2(其中地上建筑面积9497.92m2，地下1398.211m2)，檐口高度为70.50m，建筑总高度76.5m。地上十八层、地下一层。其中地下室层高4.15m，地上一层至三层层高为4.5m，四层以上层高为3.8m。本工程桩基设计类型为钢筋混凝土冲钻孔灌注桩，基础安全设计等级为乙级。设计桩加劲箍采用Ⅱ级钢，桩顶部2Φ16，桩身Φ14@2000;设计螺旋箍筋采用Ⅰ级钢桩，桩顶5Dm 范围内采用ф8@100，其它为φ8@200。

2.2 注浆施工时间及顺序

注浆起始时间在成桩后7d 后进行，桩端压浆后可进行桩侧压浆，先桩端(2 根)后桩侧再桩端(第3 根)，桩侧采用先上后下。注浆终止压力≮1.5MPa，注浆水泥量每根桩为3.9～5.4t 左右，具体为:桩端3根注浆管先注2 根，每根注水泥量0.9t;再注桩侧，从上往下注浆，每个断面注水泥量0.9t。若水泥浆液从桩侧溢出，则改为下个断面注浆，直至水泥浆液溢出或浆液达到预定值时，停止注浆。桩侧注完后再注桩端第3 根注浆管，注水泥量0.6t，注浆完成。

严格按照设计及规范要求控制好护壁泥浆的比重、含砂率。在气举反循环清孔的过程中引入泥浆分离技术，最大限度地降低护壁泥浆的含砂率，改善护壁泥浆的质量，从而有效地控制沉渣厚度。

针对散体状强风化花岗岩易被破坏土壤结构特征分散，气举反循环清孔时风压、风量应适当控制，在保证清渣能力的前提下避免过大的风压、以避免压力过大的风量导致桩底土体扰动，损坏。

尽可能缩短成孔、成桩时间，以有效减少桩侧泥皮的产生;第二次清孔后应浇筑水下混凝土，有效地控制桩底沉渣厚度。

2.3 大面积注浆施工效果检验

我们总结的经验从试桩的初步设计，施工技术制定了详细的标准，以指导后续的150 根工程桩的施工。大面积施工完成后，对桩基工程进行了测试:

(1)冲孔灌注桩单桩竖向抗压静载试验共做了3 根，具体检测数据如下:

根据试验结果，均符合设计要求。

(2)在实施后注浆前，我们利用注浆导管进行了声波透射试验检测，共抽取16 根，检测结果全部为I、Ⅱ类桩，其中I 类桩11 根，占68.75%;Ⅱ类桩5 根，占31.25%;声波透射检测结果符合要求，但I 类桩所占比例偏低。

(3)实施后注浆后，我们进行了低应变动测试验，检测154 根，全部为I、Ⅱ类桩，其中I 类桩152 根，占98.7%;Ⅱ类桩2 根，占1.3%。桩基低应变检测结果符合要求，且I 类桩所占比例显著提高。

3 冲孔注浆的施工工艺和过程控制

3.1 施工工艺

(1)根据地勘报告和施工图设计要求编制冲孔灌注桩后注浆专项方案;(2)施工前的技术交底，交底内容包括材料准备、加工、注浆管接长连接;(3)在后注浆管安装接长过程中要保证逆止功能注浆阀的方向的正确;(4)注浆管隐蔽前的气密性检查，防止后注浆管在冲孔灌注桩施工过程中堵塞;(5)冲孔(钻孔)灌注桩后注浆施工前应进行试注浆，根据试注浆优化并确定技术参数，形成后注浆试注浆记录，为正式注浆提供施工依据。冲孔灌注桩成桩后一定时间，通过预设于桩身内的注浆导管及与之相连的桩端，桩侧注浆阀注入水泥浆，使桩端、桩侧土体(包括沉渣和泥皮)得到加固，提高桩能力，减少沉降。

3.2 施工要点

(1)注浆管的布置:桩底后注浆导管及注浆阀数量宜根据桩径大小设置，对于d≤600mm 的桩，可设置1 根;对于d≤l000mm 的桩，宜沿钢筋笼圆周对称设置2 根;对于1000mm ＜D≤2000 毫米的桩，宜对称设置3 -4 根，长度需满足桩底注浆的要求，下端伸出桩底35cm，上端高出桩顶(或工作面)50 厘米，对称布设于钢筋笼上，管与管之间采用丝牙连接。注浆管与钢筋笼采用铅丝绑扎或用“U”形钢筋焊接固定，应均匀、牢固。加筋箍内侧完成桩端注浆管的安装，位于两个主筋之间位置，在各个加筋箍中设置固定位置;螺旋箍筋外侧完成桩侧注浆管的固定，之间的标准间距为1.5m。单向阀安装在管底段，在安装单向阀过程中使用防水胶，主要目的是对临时密封进行缠裹与固定，保证缠裹后结实度与要求相符，同时在普通注浆压力作用后可以正常打开。安放钢筋笼吊装时，需要注意的部分为保护注浆管，钢筋笼保持正常状态，避免在丝扣连接部分注浆管出现松动现象，在单向阀上增加混凝土垫块，作为保护装置，降低由于摩擦孔壁导致堵塞注浆孔，保证管路处于通畅状态。

(2)施工注浆流程:应用承台群桩完成一次性全部注浆，施工注浆时首先完成周围桩，再进一步完成中简桩，两根桩之间交替完成循环注浆，注浆流程为压第一根桩的A 管，完成百分之七十的注浆，再进一步对另外一根桩的A 管注浆，按照顺序完成第一根桩的B 管与第二根桩的B 管，通过上述流程可以实现相同根桩中每个注浆管在注浆过程中，时间间隔保持高于30 -60min，让水泥浆可以在主体中完成渗透。

(3)注浆操作:钻孔灌注桩完成后十四天，这时混凝土的强度已经达到百分之八十，利用超声波检测，再完成桩底注浆。在加压的作用下，在注浆管道内输入已配置的水泥浆液，桩底部土内利用单向阀完成高注浆液灌注。实施注浆之前，必须对水泥浆液稳定性、均匀性、凝固水泥浆周期、流动性以及调整浆液浓度的时间等进行检测，可有效对施工参数控制。

3.3 最适合的注浆时间

2d 为最适合的注浆成桩时间，不能超过30d 的成桩时间;成孔作业点与注浆作业点之间的间距不能低于8 -10 米;可有效避免注浆是作业空内出现冒浆;注浆饱和土内的复式注浆时，最佳的方式为桩侧优先，后注浆桩端;非饱和土注浆顺序为桩端优先，再桩侧;注浆多断面时，顺序为先上部注浆，再下下部注浆;注浆桩端与桩侧时，之间的间隔时间不能低于2 小时;相同根桩内的不同注浆管，按照顺序完成桩端的等量注浆;群桩注浆时，顺序为外围优先，再完成内部注浆。

3.4 终止注浆控制规范

设计单桩注浆量时，必须将桩的长度、直径、单桩承载力涨幅程度、桩底桩侧土层结构以及是否为复式注浆等考虑在内，符合以下条件后，注浆可停止:(1)注浆压力、注浆总量与设计需求相符;(2)工程设计中，实际注浆总量超过设计的百分之七十五，同时注浆压力高于设计参数。

3.5 注浆操作时的问题与应对方式

(1)一段时间内，注浆压力小于标准值，或者周围桩孔出现串降或者冒浆现象后，这时注浆更换为间歇注浆，30 -60 分钟为标准间歇周期，也可以将低浆液水灰比调至稠状;(2)项目施工时，一定周期内由管理人员检查注浆内的各个工艺参数，若存在异常，需要及时处理。若注浆量无法符合试注浆记录参数标准，应由报告设计部分及时解决;(3)如果注浆阀在超过10 兆帕压力作用下仍无法打开，表示注浆阀零件出现问题，这时需要在其他管中将注浆量补充，禁止加大压力;(4)当发现注浆机转动异常或声音异常时，应及时停机检修或更换，保证注浆时间不耽误;(5)当发现注浆管堵塞，注浆机压力表读数突变或注浆管爆管时，应及时停机，更换配件，在最短的时间内换至下根管注浆，保证水泥浆注到位;(6)注浆作业必须连续进行，若因故中断，应按以下原则进行处理:最大程度将中断时间缩短，短时间内恢复正常注浆;中断时间高于30min 后，必须对设备与管路进行冲洗，避免浆液固化。注浆正常运行后，这时需要使用大水灰比浆液，管路整体通常后，水灰比例恢复标准化。

4 结束语

桩端后注浆冲孔灌注桩技术在本工程得到成功应用，注浆成功率达97%，试桩的承载力均达到设计要求，单桩承载力大幅提高，变形大大减小，节约桩基投资总额140 余万元，缩短工期28 天。本工程采用桩端后注浆技术不仅获得可观的经济效益，同时通过该工程中后注浆钻孔灌注桩设计计算方法与施工工艺的研究与应用，证明采用桩端后注浆技术比常规钻孔灌注桩施工质量更有保证，桩基沉降明显减小。桩端后注浆钻孔灌注桩技术在工程中的应用与研究福建地区桩端后注浆钻孔灌注桩的荷载传递规律和承载特性，完善该地区桩端后注浆钻孔灌注桩的设计理论与施工方法有重要的参考价值与广阔的应用前景。