谈桩端后注浆施工技术在建筑桩基工程中的应用

张文扩 (山东菏建建筑集团有限公司，山东 菏泽 274000)

随着我国城市发展进程的加速，各种高层建筑陆续出现，而基于现代都市化的房屋建筑因为占地问题，开发商往往都是想尽办法节约建筑占地空间，通过提高土地的利用率来达到此目的，但楼层越高往往潜在的风险性也就越大，同时，楼层的增高对于建筑物的桩基承载能力也提出了更高要求。桩端后注浆技术的出现和应用正是迎合了这一建筑目标和要求，且可以进一步提升桩基的承载能力，提高建筑物的安全性，保障人们的生命财产安全。

1 灌注桩后注浆施工技术概念和优势分析

1.1 概念分析

作为一种辅助工艺，灌注桩后注浆施工技术的原理具体表现在：在钢筋笼侧面和底面预先埋设好注浆管，于成桩后的30d以内实施高压注浆，并且借以挤密、填充、劈裂等多种作用，充分与其周围土体融合，从而起到固化桩侧泥皮及桩底沉渣的作用，进一步提升桩体的承载力，防止工程施工中出现不均匀沉降问题等。当前，在建筑工程中灌注桩后注浆技术的应用比较广泛，该技术包含了侧复式后注浆施工技术、桩底后注浆施工技术以及桩侧后注浆施工技术等。

1.2 应用优势分析

（1）应用范围广。灌注桩后注浆技术可以适用于各类水文地质环境中，比如强风化岩层、中风化岩层等，同时，运用声波透射法检测后注浆预埋内导管，完全可以保证桩的完整性，且成桩以后的强度往往要高于截面钢筋，而且还可降低施工成本。

（2）节约工程造价。在建筑施工中应用灌注桩后注浆施工技术，除了能保证工程质量以外，还可以有效地缩短桩长，减少桩径，如此既可以缩小工程量，又可以降低工程难度，同时，又可以加速施工进度，缩减材料成本及人工成本，经济效益非常可观。

（3）提高桩的承载力，固化周遭泥皮和沉渣等，科学降低桩基沉降量[1]。

2 灌注桩后注浆施工工艺的分类

依据差异化的区域地质环境及不同的施工环境，可将注浆桩技术分为两种类型：①前处理注浆桩。这种类型的注浆桩是利用钻机设备完成的，它是在浇筑混凝土桩体前，于桩端和孔壁上实施注浆工艺，借压力作用完成。具体来说，这种技术的应用原理即依据测试螺旋钻头的深度，待设计深度达到特定值时，会从钻头处喷射出混凝土或水泥浆，之后再进行注浆处理，在混凝土与水泥浆慢慢注入的过程中，基本就完成了新型桩体；②后处理注浆桩。这种方法相对来说比较简单，且其具备成型的成孔设备，待确定好注浆位置之后，于桩侧土层完成注浆。其原理主要是借助钢筋顶层震动器的震动最终达到灌注的目的，工艺流程可以概括为：下电钻头→转动螺旋外管→边灌注边提升螺旋外管→拔钻→清理地面泥土→沉入钢筋笼。通常来说，经后处理的注浆桩，灌浆过程中无须专门的机具，仅使用普通电钻便可以完成注浆，便捷性较高。根据桩端预留压力可以将注浆装置的型式分为：①预留承压包；②预留特殊注浆位置；③预留注浆通道；④预留压力注浆室；⑤预留注浆空腔[2]。

3 桩底后注浆提高桩基承载力的机理

桩底压力注浆技术改变了原始桩底及桩周土质的混合作用，该技术的核心是建立在物理力学原理上，勘察周围土质境况及接触条件，以最终改变灌注桩的承载能力。通常来说，由于受到压力作用的影响，浆液会自动运行至指定位置，注浆过程对于桩底土体性质和性能、桩的长度、时间和压力、量度等均有要求和规定。比较常用的浆液可以分为三种：劈裂注浆、渗透注浆、压密注浆。另外，桩底压力注浆往往会提高桩端的阻力，究其原因在于：①为桩底增加预应力；②形成了桩底扩大头；③桩端土体土质有所改善[3]。

4 工程概况

某高层建筑地上高度16层，地下一层，群桩基础，且以砂砾碎石层作为持力层，桩长16m，深入碎石层1.5m。试桩检测及计算后，最终得出的数据表明，深入到地面桩端无法适应楼层承重的需要，而后由施工方和建设单位一起决定采取钻孔灌注桩桩端后压浆技术以完成桩基加固工作，目的是为了借以改变持力层物理力学性能，进一步提高单桩承载力。明确施工方法以后，在施工中完成桩基的加固，同时达到楼层承重的需求。以此为例，施工过程中运用钻孔灌注桩技术，以砂砾碎石层作为桩端持力层，且此时要求灌注桩桩径为800mm，桩长16m，桩基深入地下1m，按照实际设计要求，最终计算得到单桩承载力应达到5000kN，因而原来的桩基其承载力不能满足要求。

5 桩端后压浆施工工艺

5.1 施工准备工作

首先，按照具体的施工要求及施工现场的条件状况，做好施工前的准备工作，且要求合理配置工作人员，认真了解施工中所需的材料和器具，确保施工顺利进行；其次，钻孔灌注桩注浆技术应用过程中一般要运用以下几种工具：水泥搅拌机、注浆泵、大批量的输浆管、2～3个高压阀门、2～3个压力表。上料搅拌过程中，工作人员一定要严格控制好水泥浆的配比，按程序完成水泥上料操作；压浆操作人员的主要工作是负责连接输浆管及桩两侧压浆管，确保施工顺利进行；电工和机械工分别负责施工场地的电路维修及电力供应、施工现场机械的日常维护工作，给施工过程营造有利的施工环境，保证施工能够顺利开展；最后，根据工种不同划分为以下几种类型：现场指挥，其工作主要是施工现场施工人员的组织管理及协调工作，合理规划工作全局；技术员，这部分工作人员的主要工作内容是施工当中的技术操作，包含指导施工、桩基压浆计量、质量控制、技术交底及各环节施工技术的应用等，作为整体工程施工的基础性保障。

5.2 施工流程

5.2.1 压浆管的制作

结合施工现场的实际情况，选择合适的压浆管直径以满足施工要求，此外，压浆管材质必须是黑铁管，需要使用丝口将其连接起来，再将其堵严实，需在压浆管下部位置制作压浆喷头，必须保证压浆喷头上的压浆孔维持合理的数量及间距，于外侧密封后制作成比较简单的压浆喷头。

5.2.2 布置压浆管

压浆技术实施过程中，压浆管的布置是关键环节，所以在布置压浆管时应该遵循牢固实用的原则，一般来说采用的是三根一体的方式。此外，必须严格控制压浆管的长度，低桩需由桩底延伸35cm，高桩延伸50cm，以保证其稳固性。一般来说，使用钢筋笼对称布局以确保能够维持管和管之间的有效连接，而桩顶端注浆管被固定在钢筋笼中。

5.2.3 压浆桩位的选择

在该工程中，通过技术人员分析和验证之后发现，该建筑楼层碎石层的含量分别为50%、70%，且呈现出硬塑状没有胶结的粉质黏土，受到压力作用的影响，水泥浆受到的影响比较大。然而为了避免一些临界点处压浆时水泥破出地面，因此要合理选择桩位，且桩位周围要尽量避免存在钻孔或地质结构不完善的问题。

5.2.4 水泥浆的制作

用于压浆的水泥浆的构成材料主要采用P.0425硅酸盐水泥，水灰比1，然后再用筛网过滤水泥，避免出现结块或是水泥堵塞压浆管。

5.2.5 压水试验

待压浆管布置成型之后，一般会进行压水试验，即注入泥浆前往现有压浆管中注入清水进行试验。压水试验的目的：①注入清水的过程能够冲洗底层泥浆，确保洁净的环境；②疏通压浆管道，检测压浆泵是否能正常工作，施工参数设置得是否正确，一旦发现存在问题则必须及时进行调试或改正，保证工程的施工质量。

5.2.6 压浆施工

通常都是一次性给承台群桩进行压浆，由四周向中间靠拢。为确保浆液能充分在土层之间扩散，一般使用两根桩进行循环压浆，即先对两根桩基的A管压浆，注入70%浆液之后，结束A管压浆工作，然后再完成B管的压浆，间隔时间维持30min～60min之间，原因是使浆液充分在土层中扩散，以进一步提升土层强度。

5.2.7 压浆量、压浆压力和压浆控制标准的制定

鉴于压浆量尚未形成一个比较成形的计算标准，因此需要结合施工现场的实际情况及日常施工经验合理控制压浆量。为保证压浆质量，应严格控制压浆时的压力，压力太大容易导致压浆管爆裂，压力太小则容易导致因为压浆不到位而影响到整体的施工质量。此外，压浆控制标准同样是有规定的，压浆过程一定要科学控制压浆量及压浆压力，先考虑压浆量，然后考虑压浆压力，若压浆不存在比较明显的吃浆现象时即可停止压浆。

5.2.8 质量检测

待压浆结束之后，一般施工单位都要对施工工程质量进行检测，主要检测内容包括水泥、水、外加剂等原材料以及施工设计参数、施工器械质量等，同时又要检测加固的实效，借以钻芯取样的方法检测两根以上桩体的牢固程度，且还要检测桩基底部土层密实度、浆液分布均匀度等，检测完毕后出具相应的检测报告[4]。

6 压浆施工中出现的问题和处理措施

6.1 喷头难以打开

如果在注浆过程中输入的压力足够大，但是喷头仍然不能正常工作，则说明此喷头已损坏，如果通过强行施压来解决这个问题已经不可取了，此时需要另换一根喷头之后再工作。

6.2 出现冒浆

所谓冒浆现象，即压浆时水泥浆沿桩侧或其他部位冒出来。假如遇到水泥浆是从地面冒出来，那么说明此时的注浆作业已经达到了标准的施工要求，此时便可以停止注浆。然而，若水泥浆由被喷压的桩柱喷出来，但是喷出的量不大，此时应用清水清洗泥浆，待次日即可重新压浆。

6.3 单桩压浆量不足

压浆通常都是采用一次性压浆，为了不影响压浆施工过程中压浆桩的压浆质量，可将施工区域的桩基生成一个包围圈。假如遇到单个桩压浆量不达标，则可结合情况用临近桩的压浆量来对中间桩的压浆量进行补充[5]。

7 结语

综上所述，随着科学技术不断进步和发展，陆续有很多新的技术和材料被用于建筑施工中，极大地提高了整体工程的施工质量。特别是在建筑施工中应用灌注桩后注浆施工技术，不仅成功地解决了灌注桩体自身潜在的沉渣及泥皮等一些问题，同时，也进一步提高了建筑工程桩基的承载力。基于此，这种技术的应用范围越来越广，但实际施工过程中依然会遇到各种问题，为此需要进一步对灌注桩后注浆施工技术进行研究，优化施工工序，继而全面提升工程的施工质量，助推行业可持续发展。