钻孔灌注桩后注浆技术与施工

钻孔灌注桩后注浆技术与施工

[关键词]钻孔灌注桩后注浆 桩基础 施工工艺

[摘要]：叙述了灌注桩后压浆加固机理，参数的确定，从工作机理、适用范围、施工工艺几方面对灌注桩后压浆技术进行系统介绍。

1．钻孔灌注桩后注浆施工技术概述：

钻孔灌注桩是一种常用的随着深基础形式，然而随着我国工程建设的不断发展，对桩基础的承载力提出了更高的要求。一般方法是加大加深桩身，然而这将大大提高单桩的成本和施工难度。同时由于钻孔灌注桩施工工艺本身在施工过程中存在的缺陷，尤其是灌注桩桩底存在的沉渣很大程度上影响着桩的承载力。灌注桩后压浆技术很好地解决钻孔灌注桩施工工艺本身存在着桩的缺陷，并提高了桩的承载力。

灌注桩后压浆技术是钻孔灌注桩后压浆技术主要有桩端后压浆和桩周后压浆两类。所谓后压浆，就是在钻孔灌注桩成桩后，通过预埋于桩端或桩侧的压浆器向桩端或桩侧高压注入特殊配方的水泥浆液，在软土地基条件下，改善钻孔灌注桩成桩工艺，以提高桩的承载力、减少工程沉降量。尤其是基桩抗拔承载力要求较高时，可采用桩侧后注浆、扩底等技术措施。

据统计，采用后压浆技术后，单桩承载力可提高40～120%（细粒土提高幅度小），在相应减少桩数的条件下，建筑物总沉降量可减少30～50%，并可显著减少差异沉降。

2．后压浆技术机理及适用范围：

后压浆的作用机理是在桩体形成后，再由桩端和桩侧的预埋管压入水泥浆，通过浆液的渗扩、挤密和劈裂等方式，固化桩端土层提高桩端承载力，改善桩土界面，使桩周一定范围的土体得到加固，增大桩侧摩阻力，从而大幅度提高单桩承载力和减少沉降。 充填胶结效应

在卵石、砾石、砂中进行后压浆，被加固土体孔隙部分地为浆液充填，散粒被胶结，土体强度和刚度大幅度提高。当被加固体位于桩底时，桩端阻力因扩底效应而提高；当被加固体位于桩侧时，桩侧阻力因桩径扩大效应而增大。 加筋效应

对粘性土、粉土进行后压浆，单一土体被加筋成复合土体，复合土体的强度变形性状由于加筋作用而大为改善。同时，在压浆过程中还伴随土体固结和化学硬化作用。桩顶受荷后，桩侧、桩端的复合土体能有效地传递和分担荷载，从而提高总桩侧阻力和总桩端阻力。 固化效应

桩周与桩端土层与压入的水泥浆发生物理化学反应而固化，使单位端阻力和侧阻力显著提高，显示固化效应。

同时，采用后压浆技术不但使灌注桩的施工质量得到稳定的提高，而且还有利于发挥桩侧与桩端土的承载潜力，使得单桩承载力得到较大幅度的提高。另外，由于后压浆过程中对桩周及桩端土体

进行了加固并预先消除了一部分土体变形，桩基沉降量不但显著减小而且沉降均匀，并且沉降稳定的较快。 灌注桩后注浆适用范围：

可用于各类钻、挖、冲孔灌注桩及地下连续墙的沉渣（虚土）、泥皮和桩底、桩侧一定范围土体的加固。 3．单桩注浆量的设计：

单桩注浆量的设计应根据桩径、桩长、桩端桩侧土层性质、单桩承载力增幅及是否复式注浆等因素确定，可按下式估算： gc = apd+ asnd

式中ap、as——分别为桩端、桩侧注浆量经验系数，ap =1.5~1.8, as =0.5~0.7；对于卵、 砾石、中粗砂取较高值； n ——桩侧注浆断面数； d ——基桩设计直径（m）； gc——注浆量，以水泥质量计（t）；

对独立单桩、桩距大于6d 的群桩和群桩初始注浆的数根基桩的注浆量应按上述估算值乘以1.2的系数；

后注浆作业开始前，宜进行注浆试验，优化并最终确定注浆参数。

4．后注浆装置的设置：

后注浆导管应采用钢管，一般采用dn25×3.25焊接钢管，在钢筋笼制作阶段钢管应与钢筋笼加劲筋绑扎固定或焊接；

压浆导管与钢筋笼固定采用16号铅丝十字绑扎固定方法，绑扎应牢固，绑扎点应均匀。桩端压浆管绑扎于加劲箍内侧，与钢筋笼主筋靠紧绑扎，固定绑扎点为每一道加劲箍处。

压浆导管的上端应高于桩施工作业地坪上至少200mm；桩端压浆导管下端口（不包括桩端压浆阀）距钢筋笼底端350mm（注：钢筋笼最下一道加劲箍应调至纵筋底端之上400mm处）。

桩侧浆管在最下部采用同直径三通管件连接，两侧钢管外面套上同直径的加筋塑料胶管并在两端用铅丝固定，这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置：当注浆时压浆管中压力将塑料胶管迸裂，水泥浆通过注浆孔和破碎的胶管压入土层中，而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。

桩底注浆管在最下部20cm制作成压浆喷头(俗称花管)，管头压成扁状并焊接封闭，在该部分采用钻头均匀钻出4排(每排4个)、间距3cm、直径3mm的压浆孔作为压浆喷头，用胶带将压浆喷头缠绕堵严。

桩端后注浆导管及注浆阀数量宜根据桩径大小设置。对于直径不大于1200mm 的桩，宜沿钢筋笼圆周对称设置2 根；对于直径大于1200mm 而不大于2500mm 的桩，宜对称设置3 根；

对于桩长超过15m 且承载力增幅要求较高者，宜采用桩端桩侧复式注浆。桩侧后注浆管阀设置数量应综合地层情况、桩长和承载力增幅要求等因素确定，可在离桩底5～15m 以上、桩顶8m以下，每隔 6～12m 设置一道桩侧注浆阀，当有粗粒土时，宜将注浆阀设

置于粗粒土层下部，对于干作业成孔灌注桩宜设于粗粒土层中部； 对于非通长配筋桩，下部应有不少于2 根与注浆管等长的主筋组成的钢筋笼通底；

注浆管制作完成后，立即用同直径管箍封堵，以保护注浆管。 钢筋笼应沉放到底，不得悬吊，下笼受阻时不得撞笼、墩笼、扭笼。桩灌注完毕孔口回填后，应插有明显的标识，加强保护，严禁车辆碾压。

5．后注浆阀应具备下列性能：

注浆阀应能承受1mpa 以上静水压力；注浆阀外部保护层应能抵抗砂石等硬质物的刮撞而不致使管阀受损；注浆阀应具备逆止功能。

6．后注浆技术参数的设计：

浆液配比、终止注浆压力、流量、注浆量等参数设计应符合下列规定：

浆液的水灰比应根据土的饱和度、渗透性确定，对于饱和土水灰比宜为0. 45~0.65，对于非饱和土水灰比宜为0.7~0.9(松散碎石土、砂砾宜为0.5~0.6)；低水灰比浆液宜掺入减水剂； 桩端注浆终止注浆压力应根据土层性质及注浆点深度确定，对于风化岩、非饱和黏性土及粉土，注浆压力宜为3~10mpa；对于饱和土层注浆压力宜为1.2~4mpa，软土宜取低值，密实黏性土宜取高值；

注浆流量不宜超过75l/min；

7．后注浆作业规定：

作业开始时间：注浆作业宜于成桩2d 后开始； 注浆作业与成孔作业点的距离不宜小于8~10m；

对于饱和土中的复式注浆顺序宜先桩侧后桩端；对于非饱和土宜先桩端后桩侧；多断面桩侧注浆应先上后下；桩侧桩端注浆间隔时间不宜少于2h；

桩端注浆应对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆； 对于桩群注浆宜先外围、后内部。 8．后注浆作业停止条件：

后压浆质量控制采用注浆量和注浆压力双控方法，以水泥注入量控制为主，泵送终止压力控制为辅。当满足下列条件之一时可终止注浆：

注浆总量和注浆压力均达到设计要求；

注浆总量已达到设计值的75%，且注浆压力超过设计值。 当注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围桩孔串浆，应改为间歇注浆，间歇时间宜为30~60min，或调低浆液水灰比。 后注浆施工过程中，应经常对后注浆的各项工艺参数进行检查，发现异常应采取相应处理措施。当注浆量等主要参数达不到设计值时，应根据工程具体情况采取相应措施。

9．后注浆桩基工程质量检查和验收应符合下列要求： 后注浆施工完成后应提供水泥材质检验报告、压力表检定证书、试注浆记录、设计工艺参数、后注浆作业记录、特殊情况处理记录

等资料；

在桩身混凝土强度达到设计要求的条件下，承载力检验应在后注浆20d 后进行，浆液中掺入早强剂时可于注浆15d 后进行。 10．后压浆工艺流程及： 后压浆实施工艺流程表述如下：

检查压浆导管→检查压浆阀及其质量→安装及质量检查→检查压浆导管状态。

11．后压浆机械设备：

后压浆机械设备包括压浆泵、水泥浆搅拌桶和连接压浆导管与压浆泵之间的高压软管。

（1）压浆泵采用3snsa型高压注浆泵，功率18kw，3sns压浆泵属往复式单作用三柱塞泵，该泵的特点是流量可调，每运转周期流量波动值小，装拆方便，体积小，重量轻，移动灵活。 （2）压浆泵监控压力表为2.5级16mpa抗震压力表。 （3） 液浆搅拌机为与注浆泵相匹配的yj-340型液浆搅拌机，容积为0.32m3，功率4kw。（4）水泥浆液的输浆管采用高压流体泵送软管，额定压力不小于8mpa。 12. 结语：

工程实践表明后压浆技术能有效地提高钻孔灌注桩的承载力，减少沉降量，降低工程造价，缩短工期，有显著的经济效益和社会效益，为高层建筑和复杂工程地质条件下的基础工程应用提供了一种新的途径，值得大力推广。

但不同的工程地质条件有很大的差异，不可能有相同的压浆参数，预先设定的压浆参数往往参考相似工程的经验，压浆参数的最终确定要依赖于试验桩的结果，而全国可以借鉴的经验并不多，有待进一步的积累，再加上理论的探讨，最终形成一个成熟的技术。 目前存在的不足之处：

（1）采用后压浆技术后，浆液在桩侧、桩端胶结体的具体形状、尺寸、强度以及浆液的影响范围尚不确定。

（2）设计中计算公式和参数的取值没有统一的标准和规范。 （3）施工中如何保证压浆质量和桩身质量。

在施工中进一步研究后压浆钻孔灌注桩的施工工艺，逐步提高施工工艺和管理水平是我们今后努力的方向。