解析旋挖钻孔灌注桩后注浆法在建筑工程桩基础项目的实践

任升学

（山西五建集团有限公司，山西太原 030006）

0 引言

旋挖钻孔灌注桩后注浆法的应用使城市建设顺利进行，大幅提高施工的质量和效率，其可以有效提升桩基结构承载性能，尤其是加固软土桩基，减少沉降量，满足建筑工程的应用需要，从而不断地给建筑企业的发展奠定基础。

1 技术原理

旋挖钻孔灌注桩后注浆法在应用中，将劈裂注浆、渗透注浆技术实现完美融合，增强总体的施工效果。在实践阶段中通过劈裂注浆主要踩踏高强力的压力设备将浆液灌注到土体中，从而形成预应力以便能够让浆液沿着缝隙灌入土体内部，进行土体的挤密处理达到整体结构强度性能的提升。如果注浆施工在桩基的底部，那么在操作的过程中就会出现渗漏以及劈裂的情况，故而需要对其进行加密处理，以切实的将端部的承载强度提高；如果注浆区域为桩体的侧部，就会产生“扩径”反应。通过相关分析可知，桩低注浆方式的应用能够满足整体地基承载力的需求，而端桩上部位置处由于存在某种摩阻力，在注浆操作时浆液会受到这种力量的影响，从而提升整体桩体的强度[1]。

2 工程概况

太原市晋东棚户区改造工程项目，该工程为4 栋每栋33 层。经过前期地质勘察，该区域为非自重湿陷性黄土区，等级为I～II级，正处在冲击砂层内，属于第四系孔隙潜水的形式，因为环境降水的影响，导致施工范围内地下水有升降反应。经过分析该项目的桩基施工情况，确定在桩板位置上应用钢筋混凝土钻孔灌注桩的形式，桩径设定为1m，灌注桩33m，原来地下有防空洞，土方全部挖出6m 后，需要全部回填在打灌注桩。

3 工程特点

因为本次工程技术水平要求较高，且施工后的沉降量要求严格，整个工程设计使用年限是50a。路基结构施工量巨大，结构形式比较多样化，上部设计为桩板的结构形式，施工技术要求高。因此该位置上分布着大量的地下水资源，钻孔桩施工为干钻的形式，桩头4m 施工范围内开展振捣密实作业，这是普通项目所不常见的。

4 后注浆旋挖钻孔灌注桩设计

该技术在施工中，需要通过在桩身部位上埋设注浆管的方式，钻孔成桩后通过地表安装的设备将固化液压入到桩端地层结构内，此时所采用的固化液主体是水泥材料，同时还加入了外加剂、掺合料等，满足工程的技术指标要求。

按照施工范围内土体结构特点、注浆技术参数、浆液的具体情况，压力浆液经过桩端区域范围内的土体、桩端沉渣、桩端土层等，可以达到压密、填充、渗透、固结等施工效果。如果上述各项工作按照标准完成，下一步就要开始采取措施减少桩基沉降量，保证桩体承载性能满足要求，所以需要保证桩间土体的边界条件、土体结构性能达到工程的要求，不会产生任何结构性能不足的问题。根据目前我国发布和实施的《桩基规范》[2]标准，结合具体的计算公式，确定出本次工程施工的桩基极限承载力参数。确定桩基承载力数据之后，就能够明确注浆施工之后的竖向增强土层结构厚度，可以保证施工的安全性合格，不会由于桩基产生质量问题而影响整个工程的使用安全。若有效桩长超过的15m此时的承载力性能就会有很大的提升，所以在出现这一问题的时候，该项目需要采取桩侧桩端复式注浆作业方式。在桩侧的1/2位置上布置三根注浆管，在桩端的位置以对称的方式设置三根注浆管，各个部位上的注浆管布置都要符合设计方案的要求，达到均匀性的标准。因此，在施工具体操作时需要在段桩面位置上设计好相关的距离使其达到方案的操作要求。另外，在施工阶段中针对端桩以及后注浆的参数计算时也应该作为土层结构的考虑范围，以达到整体结构性能的标准和要求。

确定上述的技术参数，还应该计算和分析注浆之后所需要的注浆端与桩侧阻力增强系数。由于后注浆的施工方式可以保证固结、渗透、挤密等效果符合要求，再次进行计算与归纳整体竖向增强的后注浆桩端与桩侧压力增强系数。在经过计算与分析之后，通过钻孔灌注桩后注浆的作业方式，此时可以保证桩端和桩侧阻力系数增强达到20%以上，有些情况下能够提升40%，这就说明该方式可以全面提升桩身承载力，完全达到工程的技术标准。

5 施工要点及工艺要求

5.1 泥浆制备

在工程的实施环节，为了避免发生塌孔的危害，可以应用优质的化学泥浆开始护壁处理，可以保证各个部位上的性能合格。泥浆冲入采取泵送的方法，保证在钻入施工阶段孔口、孔壁不会发生坍塌的危害，同时按照工程具体要求做好泥浆的配比控制，该工程泥浆配比为1.05～1.1。在实施环节，需要确保泥浆的技术参数符合要求，注浆操作按照持续的方式进行，不可出现中途停止的现象。旋挖钻作业阶段应用的泥浆施工材料，通过净化后可以再次投入使用，这样可以提高泥浆材料的利用率，降低项目成本[3]。

5.2 埋设护筒

护筒埋设施工主要是利用人工、机械联合的方法开展进行，通过钻头实施挤压调节处理，以确保各项技术参数符合工程的要求。护筒在埋设阶段中，对于高度控制需要使其超过施工位置的20cm，并且在设计护筒内劲时同样也要控制其内径值大于设计的20cm；最后在护筒顶部位置以及桩位偏差控制阶段中，相互偏差值需要大于5cm，倾斜度小于1%。该工程地下水位较深，施工时必要对施工场地进行地面硬化，保证后续工程的有效开展。

5.3 钻孔

在施工中，严格执行技术标准和规范的要求，以达到成孔质量标准。施工阶段需要做好钻孔泥浆、钻机位置的检查，保证孔位偏斜符合技术标准要求。钻进施工应该缓慢旋转钻进施工方式，钻进的同时应该保持浆液注入施工，通过轻压慢进的方法，可以延长钻进时间。细砂层钻进作业阶段，慢慢提升钻头，且应该及时补充浆液，防止在内部出现真空造成塌孔的问题。表1 即为钻孔允差标准要求。

表1 钻孔允许偏差值

5.4 清孔

钻孔符合设计深度标准后，需要做好孔径、垂直度、深度方面的检测，达到设计要求后就要开始清孔作业，此时应该确保内部的水头高度符合技术要求。钢筋笼、导管安装施工之后，要做好内部沉渣量检查，如果不能满足技术标准，还要实施二次清孔处理。

5.5 灌注水下混凝

混凝土灌注施工前，应该重点检测坍落度、含气量、温度等各项技术参数。施工开始前，详细分析和了解混凝土拌和能力，确保其达到连续灌注的要求，不会有中断的情况，尽量的提升灌注施工速度，中间不能有停顿的情况，且灌注时间不能超出第一次灌注混凝土的初凝时间。保证混凝土坍落度、和易性完全符合工程的要求，还要防止发生堵管的问题。混凝土灌注阶段，保证混凝土高度满足要求，导管埋深处于2～6m 之间[5]。

6 施工故原因分析及预防和处理

6.1 坍孔

原因：护筒埋深不足、坍塌、孔口部位出现水浸泡、钻机和护筒发生触碰等；没有及时清孔；供水管嘴直接冲向孔壁、清孔时间过长、旋转钻进速度超出规定要求；泥浆护壁的性能不合格；泥浆液的补充不及时。上述这些问题都会造成塌孔，且是比较严重的危害。

预防和处理：严格管控钻进施工速度，保证提钻清渣出孔速度符合工程的要求；应用密度、粘度、质量比较高的泥浆完成灌注作业施工；钢筋笼下放环节应该保证和钻孔中心对正，且是竖直的状态，避免给孔壁造成严重的伤害。

6.2 钻孔偏斜

原因：钻机安装稳定性不足；钻机没有处于水平状态；发生沉陷或者偏移的问题；地面强度不足，或者硬度不均匀；钻机弯曲或者插接的方法连接部位空隙超出规定的要求；受压后导致钻杆出现弯曲的问题；接头部位出现弯曲变形。

预防和处理：钻机安装达到稳定性的要求，转盘、底座处于水平状态中；对于地层均匀性不足的部位开展钻进施工，选择使用自重大、钻杆刚度高的钻机进行施工；出现斜状岩层，或者有大块孤石阻碍钻进，需要降低钻进施工速度；钻杆接头符合要求，如果发生弯曲的情况，需要及时调整处理。

7 结语

旋挖钻孔灌注桩后注浆法可以大幅提升桩基结构的承载性能，保证施工效率、质量全部满足要求，有效增加桩头截面尺寸，同时缩小桩径，这样就可以减少施工材料的使用量，降低建筑工程的施工成本，还能够保证基础结构承载力、稳定性合格，因此在我国建筑领域当中得到广泛的应用，同时在一定的范围中能给建筑单位的发展奠定良好基础。