建筑地基处理中灌注桩后注浆工法的运用分析

郭 宁

江苏双楼建设集团有限公司

1 引言

现代化城市发展过程中高层建筑施工的数量不断地增多，尤其是高层和超高楼层的建筑施工在地基处理过程中多采用灌注桩的施工方式。随着建筑楼层层高的不断增加，对于地基的承载能力带来了极大地挑战，相应地灌注桩的长度也随层高逐步增长。然而随着地质环境的影响，增加灌注桩的长度不仅会增加施工工程的总量，而且对桩体质量、工期以及成本的把控则相对变弱，同时也会出现因沉降导致楼体变形的问题。因此我们需要针对灌注桩后注浆工法进行讨论，通过不断地实践和改进来提升该工艺的应用效率。

2 工程概况

该项目工程的地基主要采用钻孔灌注的方式，桩长在51.5～51.8之间，直径达到60cm。结合设计桩长要求以及造价等因素，为了满足高层建筑单桩的承载力，该项目采用灌注桩后注浆施工工法进行地基施工。

图1

3 具体应用方式

3.1 基础设施

后注浆的施工需要借助压力泵，同时利用注浆管将浆液注入桩基中。压力注浆泵自身对于浆液的排浆量要求并不高。通过压力泵的加压方式进行注浆能够稳定地将浆液注入，通常情况下注浆过程中的最大压力值不得超出额定压力的1.5 倍。注浆管多采用Φ31.8mm 的无缝钢管，桩内长度控制在0.3m～0.5m之间，在桩体上方预留0.15m～0.25m的距离并在该段设置梅花注浆孔[1]。注浆口的数量控制在16 个左右。为了防止漏浆，应当对孔口进行封堵。通常情况下一个桩需要配两个注浆管同时将其与钢筋笼固定，确保绑扎固定的对称，将钢筋笼放进钻孔内部，而注浆管则需要一直插到桩底的虚土层或是砂层内。

图2

3.2 施工流程

关于灌注桩后注浆的工艺流程可见图3。

图3 施工流程图

3.3 后注浆工艺应用方式

3.3.1 设定参数

在进行地基施工过程中，浆液的质量和压力值对于注浆后的固化有着非常大的影响，所以必须要对浆液的质量、浆液的总量以及注浆压力进行精准把控，以确保注浆后的施工质量。该工程项目所处的位置的浅层结构主要为淤泥质土层，而在桩端则主要是粉状的细砂经过注浆后其密实性程度较高[2]。在注浆时只需要把控注浆压力即可。当压力过大就会导致整个桩体上升，出现悬空的状况。而如果压力过低，则浆液无法完全填充至土层影响注浆效果。

图4

对于浆液的控制主要包括浆液的数量、配比以及浆液的性质。浆液主要由石灰与水构成。为了满足注浆过程中浆液的质量要求可以适当添加减水剂或是早强剂。而决定浆液的浓度的因素主要是注水量与石灰的搭配比例。当注浆管内部被填满清水，在增加压力的过程中注浆管的注浆孔开塞，在进行浆液注浆时需要确保注浆速度的均匀，避免浆液流量过大。在注浆过程中要依据实际需求调整注浆液的浓度、压力和速度。

3.3.2 注浆时间

由于浆液的配比材料的原因，导致注浆时间具有局限性。如果注浆时间超出浆液的凝固时间就会导致注浆质量下降，浆液浪费，耽误工期。如果注浆时间过短又会造成地基内浆液质量无法满足施工要求。通常情况下，本工程的注浆施工时间多为2h-3h。所以在注浆时必须要记录开始时间，如果灌注桩混凝土已经成型，需要选择使用后注浆的方式进行基地注浆。注浆时间一定要合理，过早则会导致强度不足，而过长又会导致冒浆的情况出现，对周围的桩体产生破坏。而注浆时间过长，前期注入的浆液会开始固化，导致注浆通道不畅甚至发生桩体位移，难以保障注浆的质量。因此为了确保注浆的效果，通常情况下注浆作业应当在混凝土灌桩之后进行。完成灌桩工作后的1周～2周时间内开始注浆效果最佳，混凝土的自身强度此时可以达到70%且不会受到浆液的影响[3]。

3.3.3 定桩位

施工过程中需要施工人员参照设计图纸对桩位进行放样，确保桩位符合设计要求。在桩位位置利用木桩进行标记，利用“十字栓桩”的办法确定点位。

3.3.4 护筒埋设

选择厚度在4mm～6mm 钢板制作护筒效果最佳。利用钻机对地面进行施工，开挖坑洞的直径要超出护筒直径的0.2m～0.4m，确保坑洞的深度与护筒的高度保持齐平。在护筒的上方位置设置溢水口，在埋设时还应当做好与桩位的距离复核[3]。确保护筒的重心位置与桩体中心距离偏差值不得超出20mm。在进行钻孔之前需要对距离再次复核，确保距离的准确性。完成护筒的固定之后需要对坑洞进行回填，回填过程中需要对回填土的水分进行确认，确保回填土具备一定的黏性，而且在回填过程中必须采用分层回填夯实的方式，确保最终地基的施工质量。

3.3.5 成孔环节

在开始钻孔之前，施工作业人员应当借助水准仪对孔洞的标高距离进行测量，进而为后续施工控制钻进深度提供参考。在进行钻孔的过程中应当合理把控钻孔速度，在不同地层选择使用不同的钻进速度。在施工过程中，要始终确保钻孔的泥浆面超出护筒顶部位置的40cm。在提钻时应当及时对转孔内进行补浆以保证泥浆的整体高度。

3.3.6 钢筋笼施工

（1）钢筋笼安装和检查。在放钢筋笼之前需要对钢筋笼的质量进行检查，如果钢筋笼质量不符合规定，则需要调整后再进行入孔。作业人员应当按照桩号对桩入孔，并对相关数据进行详细记录。同时在吊装之前对钢筋笼的稳定性以及相关的附着物进行细致的检查。

（2）钢筋笼吊装。吊装工作需要安排专业人员进行指挥，确保吊装过程中钢筋笼不会变形。

（3）钢筋笼。钢筋笼依据实际施工需要，需要在现场进行连接，连接期间要确保所有的接头的密实程度符合施工要求。而且要对上下两节钢筋笼进行编号记录。在钢筋笼连接过程中需要确保上下钢筋笼主筋处于一处，并采用强度较高的钢筋对钢筋笼进行固定和支撑。在起吊和下放作业过程中要保障速度均匀，同时不断地调整笼体方向，确保在对接时外露的钢筋能够对准接头[4]。

3.7 水下灌注施工

（1）下导管施工。在导管正式使用之前需要对导管进行预前拼装实验，对目前所采用的材料进行充水加压实验。当压力值达到0.6MPa～1MPa，停止加压，并观察管道是否存在出水的情况。

（2）依照钻孔深度进行管道匹配，确保导管和孔底之间的间距值达到500mm以上。

（3）完成导管下设工作后应当对孔深进行测量，测量达标后对管道孔洞进行清理，确保孔洞通畅，管道内没有沉渣。

（4）在浇筑混凝土之前应当在导管内部隔离塞或是球胆以防止出现管塞的情况。完成这个工作之后便可以进行混凝土浇筑施工。

（5）在混凝土灌注过程中，应当结合实际情况控制灌注方量。确保灌注后导管的预埋深度超出0.8m 而且导管底部得到填充。

（6）依据混凝土灌注深度对导管进行拆除，拆除之前需要对混凝土的深度进行检测，确保导管处于混凝土面下方2m～6m的位置，整个过程中导管不可以被移除，需要由专业人员对相关数据进行测量并记录。

（7）桩基检测。施工作业人员应当对灌注的桩基组织进行静载试验，确保单桩桩基的承载力符合设计要求。通常情况下灌注桩在测量后会依照数据情况被分为两类，只要符合这两类标准要求就能够满足建筑施工的标准。在该项目中对于灌注桩检测之后的数据为：①通过对灌注桩荷载力的检测，我们得到了Q-S曲线值，该曲线呈现出缓慢浮动的状态，曲线上方的加载数据呈现出平直的状态，而且在最大加载端位置并没有出现破坏的情况。同时在做极限承载测试时其数值已经超出最大加载值，桩端的阻力承载力灌注桩承受的压力[5]。通过对测试数据分析我们发现，后注浆灌注桩组织在实验测试过程中呈现的曲线较为平缓，这主要是由于通过灌注注浆液将桩体下端的土层、地基层以及周围结构进行了加固，而在注浆液凝固之后整个桩体底部的稳定层面积扩大。通常情况下Q-S曲线呈现出陡降的趋势，此时端桩与破坏点数值非常接近，表现出端桩承载着极大地压力近乎接近其极限值。如果桩体沉降非常明显，则有可能是由于桩体端部存在虚土或是桩体周围结构不稳定导致的。②该工程项目进行实验的后注浆灌注桩，桩长长度为51.5m～51.8m，所能够承载的压力可达到10600kN，在荷载力的作用下其出现的沉降范围被控制在9.8mm～12.4mm。结合其他工程中采用灌注桩的注浆方式分析，我们发现当桩径、桩长度达到一致的情况下，其所能承受的承载力水平要超出其他灌注桩[6]。而且其在混凝土的使用量上也可以减少约1/3～1/5的总量，并且能够确保施工质量，为后期节约施工成本投入提供助力。

4 结束语

通过对该项技术的描述我们可以得知灌注桩后注浆工法对于增强建筑地基稳定性有着非常明显地促进作用。而且其对材料的用量也会相应减少，缩减工程项目的成本投入，为企业获得更大的经济效益。建筑施工单位应当着重对该项技术的应用进行研究，提升其应用能力并发挥其优势作用以此来提升工程施工的整体质量，满足高层建筑施工的地基稳定性需求。