探讨高层建筑桩基工程中桩端后注浆施工技术的应用

2018-02-22许中长

建材与装饰 2018年50期

许中长

（洪湖市鄂洪建设工程监理有限公司湖北省洪湖市 433200）

引言

伴随着城市的建设发展，高层建筑数量不断增加。高层建筑施工，需要保证桩基施工质量，才能使建筑的安全性得到保障。在实际施工建设的过程中，桩基工程施工还要加强桩端后注浆施工技术的应用，以便使桩基得到加固处理。因此，需要加强高层建筑桩基工程中桩端后注浆施工技术的应用分析，从而使工程质量得到有效控制。

1 桩端后注浆施工技术原理

在钻孔灌注桩施工中，采用桩端后注浆施工技术需要在成桩后，桩身混凝土达到指定强度的条件下，利用高压注浆泵和之前埋设的注浆管完成水泥浆液的注入，也可以进行水泥与其它材料混合液的注入。在浆液达到桩端疏松的虚尖后，可以得到强度较高混凝土[1]。不断注入水泥浆，桩端持力层会因浸泡变得松软，使得水泥浆液不断渗透到持力层中，形成“梨形体”，导致桩端用于承受压力的面积不断加大。因此采取桩端后注浆施工技术，可以对钻孔桩进行扩底。在“梨形体”变大期间，受周围致密土层的限制，桩端土层将得到充填、密实和挤压，促使桩端压力升高，土层得到固集，使得原本桩底沉渣被压密，持力层则能得到加固[2]。而桩间的力学条件也将得到改善，使得桩端土地承载力得以增加，单桩承载力也可以得到改善，达到加固桩基的目的。

2 高层建筑桩基工程中桩端后注浆施工技术的应用

2.1 工程概况

某大厦在桩基施工阶段，地上面积18万m2，总面积26万m2，为两栋高层建筑，总高度均为177m，层数分别为41层和44层。由于建筑地层由淤泥、砂卵石、粘土等构成，采用钻孔灌注桩进行桩基工程施工容易出现摩擦力和承载力的问题，因此协商后决定采用桩端后注浆施工技术。在桩基施工过程中，工程桩采用直径为850mm和700mm的桩，每根桩内设两根注浆管，混凝土强度为C31。如表1所示，为桩基工程施工参数。

表1 桩基工程施工参数

2.2 施工工艺

如图1所示，为桩端后注浆施工工艺流程图。在工程施工过程中，需要结合桩基工程施工特性开展作业，加强施工现场地质条件把握，做好工程施工机械设备和仪器的准备，为工程施工提供便利。严格按照工艺流程作业，能够使工程施工质量得到保证。

图1 桩端后注浆施工工艺流程图

2.3 技术应用

2.3.1 施工准备

在桩端后注浆施工前，需要完成注浆管压制。注浆管应达到一定连接强度，所以需要使用厚度3mm左右的无缝钢管，采用扣接方式，完成4排注浆头出浆口的设置，各孔间保持50mm的距离。出浆孔直径需要控制为5mm左右，利用胶带将花管端部60cm位置缠绕紧密，然后利用细铁丝缠绕外侧，获得较好注浆效果。珠江前，需要进行压水实验，将注浆通道打通，实现沉渣和泥层有效控制。在0.2m3范围内，可以开展压水实验，时间在1～2min之间[3]。针对施工场地，需要加强全面勘察，确定现场水文地质条件，做好资料准备。打桩前，需要进行土地压平，结合施工图完成水准点选择，避免对打桩产生影响。针对桩端，需要完成水电管的连接。打桩前，需要对2根以上桩进行实验。实验后发现，在实验桩长达20m的条件下，单桩缺乏足够竖向极限承载力，因此需要采用桩端后注浆施工技术进行桩基加固处理。此外，需要完成钢筋笼的制作，保证压浆管长超出钢筋笼550mm，桩上部超出顶部混凝土50mm，底部超出钢筋笼50mm。在压浆管下部2cm位置，完成喷头埋设。在压浆管布设的过程中，需要在钢筋笼中实现均匀绑扎。在钢筋笼吊装期间，需要加强压浆管维护，防治压浆管松动。利用混凝土垫块，可以加强喷头保护。在实际操作中，需要将注浆管上端与钢筋笼捆绑在一起，下端保持自由。焊接完成后，需要先进行注浆管连接，然后下放钢筋笼，解开注浆管，完成注浆管与钢筋笼捆绑。

2.3.2 注浆操作

完成清孔作业后，可以进行混凝土浇灌。在桩端后注浆操作时，应与成桩时间保持有效时间间隔，以便使桩身达到一定强度，避免给后续注浆操作带来不良影响。通常的情况下，可以在混凝土浇筑2d内进行开孔作业，确定高压注浆泵情况，完成开塞记录。根据以往经验，需要在成桩后3d利用清水进行通管，通过将水压入注浆管完成通压操作，在7d后进行压浆，12d后完成后续处理。在浆液制备方面，需要采用良性配比，得到高质量的浆液。完成浆液配置后，需要除此注浆，做好注浆量和注浆压力观察，做好技术参数的调整，保证桩端后注浆效果。考虑到桩端持力层的渗透性，需要将注浆压力控制在8MPa左右，使注浆泵以额定压力进行注浆施工。注浆过程中，可以采取移动灌注方式，尽量减少辅助作业，使注浆速度得到加快。根据试桩数据可知，单根桩注浆时间应控制在45～60min范围内。针对高层建筑桩基工程，需要一次性进行压浆施工，因此还应以承台群桩为基础。在施工期间，需要先进行周围桩压浆施工，然后进行中间桩施工。操作期间，应选取2根桩，先对其中一根桩A管进行压浆，总量达到70%，然后进行第二根桩A管注浆。施工完成后，需要对第一根桩B管及第二根桩B管施工，完成循环注浆操作，确保两根管压浆时间至少达到0.5h。采取该种注浆方式，能够使水泥浆在足够大的空间中扩散，因此能够使桩基加固效果得到保证。在注浆操作的过程中，还应加强注浆压力的控制。针对桩底位置，在压力达10MPa的条件下，如果注浆喷头依然未能打开，将导致注浆管堵塞，还要利用另一根畅通导管注入全部水泥浆，使桩端后注浆量得到补足。针对不通的桩，还要进行补注。在操作期间，如果桩顶发生大量返浆，需要停止注浆，并加强检查，确定是否发生了堵塞或接头漏浆问题，通过及时补救确保桩基注浆效果。

2.3.3 质量控制

在桩端后注浆施工技术应用过程中，需要加强工程质量控制。在注浆过程中，可能出现水泥浆沿着桩侧或其他部位冒浆的问题。如果从其他桩或地面位置冒出浆液，需要停止注浆，因为桩底已经饱和。如果从桩侧冒浆，浆液接近要求。但是如果冒浆量较少，还要利用清水冲洗注浆管，在2d后浆液凝固后重新注浆。在实际施工期间，可能出现注浆管堵塞的问题。针对这一情况，还要提前制定应急预案，在注浆结束后进行补注。具体来讲，就是在桩周壁0.2～0.3m位置李一平地质勘查钻机钻进直径90mm的孔。在孔深超出桩端深0.4～0.5m的情况下，可以下入注浆导管和注浆塑料管。采用水灰比为0.5的水泥浆对塑料管进行封孔后，直至水泥浆凝固3d可以进行补浆作业，按照正常注浆方式进行操作控制。从桩基工程施工效果来看，在静荷载试验中，单桩基极限承载力能够达到5100kN以上，因此能够满足工程施工要求。在注浆操作前，单桩极限承载力仅能达到2900kN。从工程沉降观测结果来看，单桩最大沉降为4mm，满足工程沉降均匀性要求。由此可见，采用桩端后注浆施工技术，使桩基竖向极限承载力得到了大幅度提高，因此能够为工程施工安全提供保障。