钻孔灌注桩后压浆工艺的广泛应用

　　【关键词】 钻孔灌注桩；后压浆法施工要点

 

　　本工程分为桩基础工程、基坑支护工程、土石方工程三部分，其中桩基础工程为泥浆护壁钻孔灌注桩，直径分别为Φ１２００ｍｍ、Φ１０００ｍｍ、Φ７００ｍｍ三种，总桩数６０７根，其中Φ１２００ｍｍ、Φ１０００ｍｍ、Φ７００ｍｍ桩分别为１６２、７４、３７１根。基础桩采用后注浆方法施工。

 

 

　　1.1　注浆管采用φ３２×３．２ｍｍ的钢管，连接时应确保密封及其刚度和稳定性，桩端注浆管与钢筋笼沉放到底，不得悬吊。注浆管下放到位后应进行通水试验。

 

　　1.2　注浆阀使用单向注浆阀，注浆阀应能承受１ＭＰａ以上的静水压力；注浆阀外部保护层应能抵抗砂石等硬物的刮撞而不受损；注浆阀应具备逆止功能。

 

　　1.3　后注浆材料采用４２．５级普通硅酸盐水泥，浆液内添加６％～８％微膨胀剂，低水灰比浆液宜掺入减水剂。

 

　　1.4　注浆作业应于成桩后４～７天开始，且不迟于３０天。

 

　　1.5　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。

 

　　1.6　设计要求注浆参数如下表：

 

 

　　桩侧压力注浆设计中，采用桩身预埋管注浆法，即在沉放钢筋笼的同时，将固定在钢筋笼外侧的桩侧注浆管一起放入桩孔内，进行桩侧压力注浆。

 

　　桩端压力注浆的设计方法及流程与桩侧压力注浆相同。压力注浆桩的施工程序如下：注浆管布设（钢筋笼制作时进行）→到位后注浆管通水试验→清水劈裂（桩混凝土浇筑完１２小时内进行）→成桩４～７小时后配置浆液→注浆试验确定注浆参数→桩侧注浆（由上往下）→２小时后桩端注浆。

 

　　2.1　注浆头设计制作及注浆管埋设。当桩侧注浆管沿钢筋笼纵向设置时，一般采用桩侧不同深度打好孔的橡皮管，以环绕的形式绑在钢筋笼外侧，其孔眼要临时封闭好，以防止灌注混凝土时水泥浆进入管内而造成堵塞；端部用三通短管连接，接于竖向注浆管底端的短接管上，并用电焊焊在钢筋笼上。注浆管的埋设见图。

 

　　2.2　注浆时间及注浆量设计。注浆时间宜在混凝土浇筑后４～７ｄ进行。

 

　　合理的注浆量应由桩端、桩侧土层类别、渗透性能、桩径、桩长、承载力增幅要求、沉渣量、施工工艺、上部结构的荷载特点和设计要求等诸因素确定。

 

　　桩侧注浆的注浆压力一般较低，它是从桩底到桩顶不同深度处注浆的，各段的注浆量也不一样，主要与桩侧土的类型和渗透性有关，常要间歇注浆，一般单桩桩侧总注入水泥量为１０００ｋｇ（若单桩有２个不同深度注浆则每个深度为５００ｋｇ，具体要视地层情况而定）。要求注浆时也要实时记录注浆量一注浆压力与注浆时间的关系曲线。注浆后的侧阻力一般可以提高２０％～４０％，甚至更高（与桩侧土性有关）。

 

　　2.3　浆液水灰比设计。按设计要求进行配浆。

 

　　2.4　桩侧压力注浆顺序。桩身有若干桩侧注浆段时，实施桩侧压力注浆的顺序，国内施工单位有两种不同做法：自上而下和自下而上。当桩身有若干桩侧注浆段时，实施桩侧压力注浆的顺序，一般宜采用自上而下注浆，以防止下部浆液沿桩土界面上窜，即先注最上部桩段，待其有一定的初凝强度后，再依次注下部各桩段。

 

　　2.5　冒浆与间歇注浆。钻孔桩桩侧有泥皮，一般桩侧注浆压力一高就容易冒浆，所以要实行间歇注浆。

 

　　2.6　终止注浆条件。桩侧注浆终止注浆条件，在实际操作中可按下列３条之一：①终止注浆条件主要以单桩注入水泥量达到设计要求为主控因素。②由于桩侧注浆是在不同深度注浆，如果某一深度注浆量比较小且压力高，则加大对其他深度的注浆量（特别是深），以达到设计注浆量为止。③如果桩顶冒浆，那么先停注一段时间以便让桩侧水泥浆凝固后再注。同时采用多次间歇注浆以达到设计注浆量。

 

　　2.7　桩侧压力注浆桩施工特点。与桩端压力注浆施工相同，桩侧注浆时要控制好注浆压力、注浆量及注浆速度，这是桩侧压力注浆施工优劣或成败的关键。细节决定成败，注浆方案设计及注浆管的埋设和注浆流程等都影响注浆的成败。影响桩侧压力注浆效果的因素较多，除了类似于影响桩端压力注浆效果的诸因素外，尚有桩侧压力注浆管设置层位这一因素。

 

　　2.8　桩侧注浆劳动力组织。为了保证桩侧后注浆的施工质量，注浆应由专业的注浆单位进行。灌注桩后注浆包括注浆管埋设及现场注浆两部分。一般注浆管埋设需要４～５名人员，包括施工技术指导员、记录员和施工操作员。施工前应对有关人员进行技术培训和安全教育。施工注浆管埋设时要保证注浆管畅通不漏浆。灌注桩后注浆时施工班组应配备５～６名人员，包括施工技术指导员、记录员和施工操作员。注浆时应有计量设备对水泥计量，配置不同浓度的水泥浆进行高压注浆，施工前同样应进行技术培训和安全教育，并在施工区设立警示牌以防高压浆液伤害非注浆施工人员。

 

 

　　3.1　桩端注浆管阀通长、对称固定在钢筋笼两侧，注浆阀设置在注浆管底；桩侧注浆管阀对称固定在钢筋笼两侧，桩端以上９ｍ、１８ｍ处各布设一个桩侧弹性注浆阀。注浆管应采用细铁丝绑扎牢固，施工过程中注意保护不被损坏。

 

　　3.2　注浆管通水试验在桩身混凝土浇筑完成１２小时后进行，须用清水劈裂，水速不宜过大，贯通后即停止灌水。注浆管顶端采用碎布填堵，以防注浆管堵塞。

 

　　3.3　注浆顺序为：先桩侧后桩端，桩侧注浆应先上后下；桩侧桩端注浆间隔时间不少于２小时；桩端注浆应对各注浆管实施等量注浆。

 

　　3.4　注浆压力应根据注浆试验确定（１．２～４ＭＰａ），注浆试验时注浆压力控制标准：对于软土取低值，对于密实粘性土取高值。

 

　　3.5　单桩注浆量确定：Gc=αpd+αsnd，αp、αs分别为桩端、桩侧注浆量经验系数αp=1.5～1.8，αs=0.5～0.7，对于卵、砾、中粗砂取高值；n为桩侧注浆断面数；d为基桩设计直径（m）；Gc为注浆量，以水泥质量计（t）。对于独立基础、桩距大于6d群桩和初始注浆的数根基桩的注浆量应按上述估算乘以1.2的系数。

 

　　3.6　终止注浆条件：注浆量及注浆压力均达到设计要求；或注浆总量达到设计值的75%，且注浆压力超过设计值。

 

　　3.7　注浆时应低压慢速逐步加压，注浆量不宜大于75L/min。

 

　　3.8　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，应该为间歇注浆，间歇时间宜为30～60min，或调低浆液水灰比。

 

 

　　后压浆技术的应用有效的消除了桩端沉渣和桩侧泥皮的影响，使得土体凝固，增加强度，改善了桩的传递性能，使桩侧摩擦力增加，桩侧极限摩擦力提高50%以上。具体效果详见

 

　　参考文献

 

　　1　郭皓.钻孔灌注桩后压浆法在工程中的应用.武汉理工大学《建材世界》，2011.04

　　2　邱砚秀.钻孔灌注桩桩端后压浆施工技术.中铁工程设计咨询集团《铁道标准设计》，1999.12