建筑工程施工中灌注桩后注浆施工技术

尹坤文

（甘肃第二建设集团有限责任公司，甘肃兰州）

引言

近年我国城市化进程快速推进，为了满足人们日常生活和工作需求，城市建设了大量的建筑工程项目，极大促进了我国建筑领域的发展。在长期的实践过程中，人们创造了很多新技术，使建筑领域技术水平不断提升。近年出现的灌注桩后注浆施工技术就是典型代表之一，是目前比较新型的施工技术，实践表明这项技术能有效提升混凝土强度，为建筑工程的整体施工质量奠定了坚实基础。但作为一项新型技术，在理论研究方面仍然缺少深入分析，实践上也缺乏经验积累。鉴于此我国很多学者和技术人员对灌注桩后注浆施工技术进行了一定的分析和研究。本文主要结合建筑工程施工案例，详细介绍了灌注桩后注浆施工技术，对于积累相关实践经验，促进此项技术的应用与发展具有一定的理论和实践意义。

1 灌注桩后注浆施工技术原理及其优势

1.1 技术原理分析

在长期的实践过程中人们将渗透注浆以及劈裂注浆两种施工技术进行有效结合，充分发挥两种技术的优势，衍生出了灌注桩后注浆施工技术。技术原理可简要描述如下：先制备水泥浆液，通过注浆管在压力作用下把浆液压入灌注桩的桩侧以及桩端的地层缝隙中，水泥浆液凝固后，可以实现灌注桩周围土壤颗粒、沉渣等的有效结合，提升灌注桩周围围岩的整体强度，以此提升灌注桩与桩侧土壤之间的摩擦系数、增加桩端抵抗变形的能力。在高压水泥浆液的挤压作用下，灌注桩周围土体发生劈裂效应，水泥浆液进而挤入缝隙，最后形成网状的复合土体结构，提升周围土体强度。

1.2 技术应用优势

（1） 具有很好的地质情况适应性。即便在很差的地质条件下，利用灌注桩后注浆施工技术也能达到很好的效果。以此保证建筑工程项目地基的可靠性。

（2） 极大提升灌注桩的承载能力。通过后注浆技术能显著提升灌注桩周围土体的综合性能及其与灌注桩之间的摩擦力，使灌注桩整体承载能力得到大幅度提升。基于以往实践经验，此技术可使灌注桩承载能力提升30%以上[1]。

（3）降低灌注桩的施工难度。用传统的灌注桩施工技术，为了保证灌注桩的承载能力，在地质条件相对较差的情况下，必须施工很深的桩孔才能达到相关要求。但后注浆技术的应用使得灌注桩承载能力提升，能大幅度地降低灌注桩的施工深度，使整体施工难度降低，节约施工时间，降低施工成本。

2 工程概况

某建筑工程项目总共有10 层，整体高度约为48 m，采用框架结构进行施工。建筑工程的占地面积和建筑面积分别为14 500 m2和37 000 m2。建筑工程整体分成三个区域施工，每个区域需要建设2 个地下室。根据设计施工方案，该建筑工程的基础结构采用桩基础，且利用钻孔灌注桩工艺进行施工，共需要施工495 根灌注桩。为了提升灌注桩的承载能力，基于现有的技术拟采用后注浆灌注桩施工技术，通过此项技术可以保证灌注桩与周围土地结合更加紧密，形成一个整体。

3 灌注桩后注浆施工技术分析

3.1 主要施工技术参数

桩基础的长度及直径设计值分别为31.8 m 和800 mm，钢筋笼的保护层要求在50 mm左右，施工中使用的钢筋要求强度达到HRB400，钢筋笼的主筋数量为18根，其中上部分和下部分使用的主筋数量分别为12 根和6 根，加强箍筋型号为12@2000。对于螺旋筋上部分4 m 范围以内使用的型号为8@100，其余部位的型号为8@200，利用强度等级为C40 的混凝土进行灌注桩浇筑施工。利用P.O42.5 普通硅酸盐水泥制备水泥浆液，其中水灰比控制在0.5 ～ 0.65 范围内，具体数值要充分结合现场情况进行调配。每根灌注桩的桩端注入的水泥浆液重量为3 t，桩侧每层压入的水泥浆液重量为1 t。

3.2 主要施工流程分析

如图1 所示为主要施工流程。其中定桩位、护筒埋设、成孔、钢筋笼吊装、水下混凝土灌注、复式注浆等是非常关键和重要的施工环节，下节主要对这些关键施工技术进行介绍。

图1 主要施工流程

3.3 关键施工技术

3.3.1 定桩位

正式对高层建筑进行施工前，需要开展测量放样工作，旨在明确建筑工程的坐标位置，严格按照设计施工方案确定桩基位置[2]。具体操作时，首先要进行现场勘查，掌握周围建筑物及地形地貌特点，基于勘察结果确定桩基础位置。若需要对桩位进行修正，必须伙同设计人员和施工技术人员进行再次测量。如图2 所示为定桩位的方案原理示意。具体是在桩位点附近根据“十字栓桩法”在周边均匀设置四根木桩，木桩插入土层300 mm以上，相对的两根木桩设置定位线，两根定位线的交叉点即为桩位的中心。

图2 定桩位的方案原理示意

3.3.2 护筒埋设

护筒利用钢板进行焊接制作，本工程中使用的钢板厚度为5 mm，护筒直径稍大于灌注桩钻孔直径。护筒埋设前利用钻机钻孔，此孔的直径稍大于护筒直径，然后将护筒放置在孔内，要求孔的深度与护筒高度相同，且保证护筒底部的平整性，护筒与底部之间不得出现间隙。埋设护筒时通过泥浆对孔壁进行保护，提升成孔的稳定性。如图3 所示为钢护筒的原理，正式埋设护筒前要对桩位进行复核，埋设护筒的中心位置必须与成孔中心轴重合，偏差控制需要在20 mm 范围内，护筒必须保证垂直，垂直误差控制在1%内，护筒的顶部要超过地面高度300 mm。确定好护筒位置后利用粘土和碎石进行回填并分层夯实，保证护筒位置的准确性，为后续成孔施工奠定坚实基础。本工程中回填的粘土和碎石的比例为3:1，最上层利用沙石进行覆盖，厚度为50 mm左右。

图3 钢护筒埋设的原理

为了确保孔壁的整洁性，可以通过高压水对桩孔内壁实施冲洗。为保证冲洗效果同时确保孔壁的稳定性，本工程利用高压水和压缩空气结合的方法对桩孔内壁实施清洁。通过详细检查保证桩孔内壁的完整性以及清洁性，如果内壁上仍然存在淤泥或者沙砾等其他杂物，需要采取有效措施对这些杂物进行彻底清除[3]。

3.3.3 成孔

钻孔时要以护筒高度作为基准控制成孔深度，因此正式成孔前需要对护筒高度进行精确测量，使用的仪器为水准仪。钻进速度是影响钻孔质量的重要因素，过大的钻进速度会使塌孔风险大幅度提升。整个成孔过程中需要对钻进速度进行严格控制，具体速度要充分结合不同深度的岩层属性确定。整个成孔过程利用泥浆对孔壁进行保护，提升孔壁的稳定性，要求泥浆液面超过护筒底部高度400 mm。必要时及时向孔内加入粘土或者浆液，确保泥浆液面满足施工要求，提升成孔质量，降低塌孔风险。

3.3.4 吊装钢筋笼

对钢筋笼进行吊装施工时，先要严格按照设计施工图纸对钢筋笼的规格尺寸包括直径、长度等进行确认，在此基础上才能开展吊运工序，如图4 所示为钢筋笼吊装过程的原理[4]。为了方便吊运，在钢筋笼制作时主筋上会设置专门用于吊装的螺栓，具体操作时将吊绳捆扎在螺栓上进行连接，同时吊绳要在箍筋上绑扎，保证吊运过程钢筋笼的稳定性。利用专用吊车将钢筋笼的一端提起，先将钢筋笼吊运到其底部与地面持平，对准钢筋笼位置后缓慢地将钢筋笼放入成孔内部。

图4 钢筋笼吊装过程的原理

（1） 下放钢筋笼。正式对钢筋笼进行下放操作时，要对钢筋笼整体质量进行详细检查，验收合格后才能开展调运工作。如果检查发现不符合设计施工要求及时进行整改，不得将存在问题的钢筋笼放入成孔内部。对钢筋笼标号进行核对，确保钢筋笼与对应桩号相匹配，对每个钢筋笼设置对应的吊牌，并详细记录基本情况。检查吊运着力点区域的牢靠性，同时查看钢筋笼上是否存在其他附着物，及时进行清理。考虑到整个钢筋笼的长度比较长，本工程在具体施工时采用分节吊运的模式，其中上节和下节的长度分别为12 m 和19.8 m，使用的设备为吊装机，可以起重25 t 重量。

（2） 每个钢筋笼顶面都设置有两个螺栓，作用是对钢筋笼进行固定。将钢筋笼吊运至指定位置后，利用这两个螺栓对其位置进行固定。考虑灌注桩在混凝土浇筑时会对钢筋笼产生比较大的冲击力，使得钢筋笼特别容易出现变形现象。基于此项工程对混凝土浇筑速度及浇筑量进行严格控制，防止钢筋笼出现变形问题。通过导管对混凝土进行灌注，确保导管始终埋入混凝土内部，防止混凝土出现过大塌落现象。如果导管损坏应及时进行更换，防止发生塌孔问题[5]。

3.3.5 水下混凝土灌注

如图5 所示为水下混凝土灌注方案的原理示意。正式施工前要组装好使用的导管，并对其性能开展测试，要求能够承受0.6～1 MPa 的压力。根据每个孔的深度合理选择配管长度，具体操作时管道和孔底的距离控制在0.5 m左右。组装好导管后，对成孔深度进行测量，同时对孔内杂物进行清理，保证孔内的沉渣以及孔的规格尺寸满足设计施工要求。导管中设计有阻断塞子，要求不得对管道造成不必要的堵塞，由专门的技术人员对阻断塞子的情况进行检查，确保无误后才能正式进行混凝土浇筑工序。混凝土浇筑时要时刻关注浇筑的混凝土量，同时需要对导管进行拆除，确保导管长度与混凝土面高度相匹配，要求导管端面埋入混凝土内部2 m～4 m。相关数据应该做好详细的记录，方便后续核对。

图5 水下混凝土灌注方案的原理示意

3.3.6 复式注浆

完成混凝土浇筑工作2 d 至30 d 内可以进行复式注浆工序，具体操作时需要控制好注浆流量，基于低压慢注的模式进行施工，每分钟流量通常低于75 L。为了在保证注浆质量的同时提升注浆效率，本工程基于循环方式实施注浆。每根桩上设置A管和B管，首先对第1根桩的A 管实施注浆，注浆量达到70%时可以停止，继续开始对第2 根桩的A 管实施注浆工序，达到70%以后停止，再回到第1 根桩对B管进行注浆，以此类推。循环操作的目的是保证每根桩A 管和B 管的注浆时间间隔在30 min 至60 min，设置时间间隔的作用是方便浆液有效扩散。整个注浆过程要对相关技术参数，包括注浆量、开始时间、结束时间等进行详细记录。

结束语

新时代背景下建筑工程项目施工时，通过灌注桩后注浆施工技术能够极大提升灌注桩的整体稳定性以及承载能力，为建筑工程的安全运行奠定坚实的基础。但在具体操作时必须严格按照设计施工方案进行操作，重点关注关键的流程及环节，确保注浆作业精度，通过规范化施工才能保证灌注桩后注浆技术施工质量。以实际工程案例为基础，详细介绍了灌注桩后注浆施工技术相关的流程、关键技术等，有效积累了实践经验，可以为其他建筑工程提供有效借鉴。