桩底注浆.docx

摘　要：本文笔者结合工程实例，论述了灌注桩后注浆技术的施工工艺与技术总结，经实践证明，后注浆技术成桩质量高，而且经济社会效益显著，有广阔的应用前景。
关键词：灌注桩；后注浆；单桩承载力
1.工程概况
　　本工程位于浙江省某市，地上20层，地下1层，剪力墙结构，桩承台基础，本工程5栋高层住宅楼均采用素土挤密桩预处理——钻孔灌注桩——桩端后注浆处理。本文仅介绍和探讨桩端后注浆技术在本工程中的应用。
　　该工程地面标高423.96~427.80m，地下水属潜水类型，稳定水位在35.20~36.00。场地属自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为Ⅲ级。地层物理力学特征见表一。
　　表一 地基土的物理力学性质
层数及名称
颜色
状态
湿陷性
压缩性
厚度（m）
层底深度（m）
承载力标
准值(kPa)
③~⑥黄土
褐黄-黄褐
可塑
湿陷/局部湿陷
中偏低
3.10~6.20
7.70~25.70
140~170
⑦粉质粘土
黄褐
可塑

中偏低
0.3~4.3
23.00~27.80
180
⑧中粗砂
黄褐-灰黄
密实

1.5~5.2
27.00~30.40
220
⑨砾沙、圆砾
杂色
密实

1.2~3.3
29.00~32.40
330
⑩粉质粘土
黄褐-褐黄色
可塑

中偏低
1.3~5.5
31.2~36.40
180
⑾粗砾砂
杂色
密实

3.6~9.5
37.1~43.90
270
　　根据设计要求，采用素土挤密桩预处理，改变上部地层的自重湿陷性，同时提高了桩侧摩阻力。采用灌注桩桩端后注浆技术，提高了桩端持力层⑧中砂层的端阻力。
2.工艺流程
　　后注浆钻孔灌注桩施工工序为：钻进成孔 →吊放钢筋笼（同时预埋注浆管）→浇灌砼 →成桩后注浆。
2.1 成孔工艺
　　由于素土挤密桩桩身和桩间土强度差别较大，浙江地区经济的锅锥施工工艺，难以保证钻孔灌注桩成孔垂直度，所以成孔工艺采用旋挖钻机成孔。
2.2　吊放钢筋笼钢(预埋注浆管)
2.2.1 注浆管制作
　　在成孔后把两根注浆管连同钢筋笼下入孔内。注浆管采用普通焊接钢管(钢管标准：GV/T3092-93)，公称直径32mm，壁厚3.0mm±0.1mm。注浆管上端设管箍，并用管堵封堵。注浆管间连结为钢管套丝后，用管箍连结。注浆管下端设置注浆阀。注浆管底部2m范围内设置梅花排列形式的注浆孔，用编织袋绑扎。
　　注浆管在钢筋笼中的设置位置为紧贴钢筋笼内侧。注浆管与钢筋笼之间采用铁丝绑扎，管间连接紧密，防止渗漏。后注浆管位置要准确，在笼中要竖直，将设置注浆管的钢筋笼下入桩孔。
2.2.2 注浆管检查
　　注浆管必须经过检查，无锈蚀，无裂痕，耐压性能好，尤其管内不得有锈蚀及其它杂物，防止铁锈及杂物进入注浆阀，使注浆阀堵塞，造成注浆失败。
2.2.3 预埋注浆管
　　成孔检查合格后，两根后注浆管随钢筋笼下入孔内，注浆管绑扎在钢筋笼上对称安装，安装注浆阀时注意注浆阀高度为300mm左右，且向内弯曲15°，以进入孔底锥面内，然后填入级配合理的碎石，高度以填埋注浆阀高度为宜，注浆管在下入孔内过程中，应向注浆管内注入清水，以检查注浆管是否漏水，并可平衡管内外水注压力差，以防损坏注浆阀，下入孔内后在注浆管上部安装丝堵，防止其它杂物进入。
　　为保证注浆时注浆管底端的注浆阀和编织袋能打开，注浆顺利进行，在下钢筋笼后，灌注混凝土前先灌注0.2~0.5m3的碎石，埋住注浆阀，以保证注浆阀在灌注时不会被混凝土包裹。
2.3　钻孔灌注桩砼灌注
　　桩长21m，桩径600mm，砼强度等级：试桩为C40，工程桩为C30，桩端持力层为⑧中砂层，进入该层不小于2m，单桩设计竖向承载力分别为5200kN（后注浆后），4200kN（后注浆前）。砼在对孔深、泥浆等相关性指标验收合格后开始灌注。灌注前把0.2～0.5m3碎石投入孔底。
2.4　成桩后注浆
2.4.1　注浆技术参数
　　(1)采用P.C 32.5 复合水泥，水泥浆液水灰比为0.6。
　　(2)注浆量：单桩设计注浆量为1.5m3，必须严格按设计注浆，实际注浆时需大于或等于设计注浆量。
　　(3)注浆速度：50～75L/min。
　　(4)注浆压力：初始0.5～1MPa。正常1.5～2MPa，最大3MPa。稳压时间15min左右。
2.4.2　注浆施工
　　采用纯压式灌浆法，成桩14d后，把地面注浆系统与孔内一根注浆管连接，另一个注浆管丝堵打开，压入适量清水，冲洗孔底内注浆腔室，待另一注浆管内出清水后，开始注入按设计水灰比配制的水泥浆液，待另一注浆管内流出水泥浆液时，停注，安装上丝堵，继续注浆，待压力达到1.5MPa时，稳压15min左右，堵上此注浆管，换另一注浆管二次注入水泥浆液，压力达到1.8～2MPa时，稳压15min，拆洗上部注浆系统，进入下一条桩施工。
3. 注浆效果及特点分析
　　工程施工完毕后，钻孔取芯8根，静载3根，超声波检测12根，桩基质量符合设计及规范要求，其中Ⅰ类桩达85%，Ⅱ类桩15%。
3.1承载力与沉降量分析
　　对1#楼的3根试桩在注浆前、后分别进行了静荷载试验，根据Q-S曲线，在同样荷载下，桩顶沉降特点为注浆后的小于注浆前的。
　　2#楼的3根注浆试桩和3根未注浆试桩桩顶沉降特点也具有注浆后的小于注浆前的特点。
　　后注浆根据桩端埋设的钢筋应力计测试结果，2#楼在极限承载力为6000kN时的桩端阻力值见表二。注浆后桩端承载力提高较大，占极限承载力的比例明显增大。桩的承载力性状发生明显的改善。
　　根据质量监督部门桩基检测结果，单桩承载力提高25%～50%。地层中砂层固化良好。基坑开挖到基础桩顶标高处，可见部分桩身有3～10mm水泥浆层护裹桩身，还有部分脉状水泥延伸，厚度30～120mm，长度1.2～2.5m。由此可见后注浆工艺产生的固化、劈裂、扩底扩径效应，达到了后注浆工艺提高承载力的目的。
3.2 特点分析
　　本工程成功应用钻孔灌注桩后注浆这种新技术工艺，取得了较好的效果，有其以下特点：
3.2.1　有效提高单桩端承力
　　由于后注浆的挤压、充填固结作用，在桩底形成扩大头且消除了钻孔灌注桩沉渣的存在，使桩体与桩端持力层有效地结合在一起，且由于高压注浆使桩底产生反向预应力，能有效地发挥和增加单桩端承力。
3.2.2　有效提高桩侧摩阻力
　　由于浆液沿桩周向上扩散泛浆，能部分增加单桩摩阻力，根据现场开挖情况，部分桩在桩上部可见3～10mm厚的注浆层。能消除一些不明不良地质现象，改善桩身受力情况
3.2.3　加固地基
　　采用后注浆法施工，由于浆液对桩周土的压密作用，并使部分浆液渗透土粒、砂粒、砾石粒之间的间隙里，使其固结与四周地层紧密相依，从而使整个地基得到加
固。
3.2.4　不足之处
　　高压注浆易损件多，易坏，成本升高，地质情况复杂时，注浆量不易控制。
4 结 束 语
　　（1)后注浆技术不但是修复灌注桩成桩质量低，沉渣厚度大等质量缺陷的经济有效方法，而且采用该技术还能经济实惠地大幅度提高灌注桩的承载力(增幅30 %～120 %) ，特别适合持力层为风化岩层、砂砾层等粗粒土层的灌注桩。
　　（2)由于后注浆技术在工程乃至全国其应用实例少，又无相应的设计规范，故采用该技术处理的灌注桩承载力取值应通过试桩对比后确定。
　　（3)采用后注浆技术成败关键之一是确保预埋的注浆管注浆前畅通无堵塞，可通过多埋设注浆管等方式确保注浆顺利进行。
　　（4)采用该技术，宜在成桩时确定合适的注浆量与终压压力等注浆参数，从而达到既经济又能保证质量的目的。
　　（5)建议建设行政主管部门，建立这方面技术应用信息收集、共享渠道，从而不断改善、改进该技术在某工程的应用水平，同时也能为项目应用该技术提供必要的技术支持。
　　从本工程看，后压浆技术在提高单桩承载力和降低工程造价方面可起到不小的作用。本工程只是后压浆技术应用方法之一，目前，针对不同地层不同桩径的工程实例和试验数据还有完善，只有向着简单实用操作方便质量可靠方向发展，后压浆工艺技术应用才会越来越广泛。