浅谈灌注桩后注浆技术质量控制要点

摘要：本文介绍了灌注桩后注浆技术的概念、作用机理、以及在我国工程建设领域的应用，并结合工程实例罗列了后注浆技术质量控制要点，为该项新技术推广应用提供参考。

关键词：灌注桩后注浆新技术控制要点

中图分类号：TU755文献标识码： A

为加快推广应用促进建筑业结构升级和可持续发展的共性技术和关键技术,住房和城乡建设部于2010年10月了“关于做好《建筑业10项新技术（2010）》推广应用的通知（建质【2010】170号），灌注桩后注浆技术便是其所推广的地基基础和地下空间工程新技术之一。

近年来我国的高层建筑迅猛发展,对地基承载力的要求越来越高,基础形式一般采取灌注桩基础,为了满足设计要求,灌注桩的持力层要求是较为完整的岩石层,桩长和桩径尺寸往往做的很大,使得地下部分的造价在整个工程总造价中占有较大的份额,同时,由于桩长很长,给施工造成很大的困难。经过多年的工程探索和实践,已经总结出一套灌注桩后注浆技术应用经验，并被广泛应用到工程实例中，如北京首都国际机场T3 航站楼，以及北京、上海、天津、武汉、杭州、廊坊、西安等地部分高层、超高层建筑桩基工程。

灌注桩后注浆是指在灌注桩成桩后一定时间，通过预设在桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧处的注浆阀注入水泥浆。按钻孔灌注桩后压浆的位置分类，可分为桩端后压浆、桩侧后压浆和复式后压浆。注浆目的一是通过桩底和桩侧后注浆加固桩底沉渣（虚土）和桩身泥皮，二是对桩底和桩侧一定范围的土体通过渗入（粗颗粒土）、劈裂（细粒土）和压密（非饱和松散土）注浆起到加固作用，从而增大桩侧阻力和桩端阻力，提高单桩承载力，减少桩基沉降。

后压浆技术物理力学机理一般可归纳为如下四方面：1、渗透固结效应，指浆液可以渗透到桩端土体的一定范围内，形成结石体，一定程度上增加桩端的承载面积和桩基的有效桩长。2、挤密充填效应，指通过提高持力层的强度来提高桩端阻力。桩端后压浆可以压密桩端周围存在的松散虚土。浆液在桩端胶结形成扩大的桩端固结体，上窜过程中挤压桩侧土形成桩侧固结体，从而提高桩端和桩侧的阻力。3、加筋效应，指通过改善桩端以上一定范围内桩土相互作用来提高侧壁摩阻力。注浆压力增大到一定程度会致使桩端土层劈裂。浆液充填裂隙，呈脉状网络分布，对持力层起加筋作用。4、预压效应，指注入浆液可使桩端一定范围内的土层受到预压作用，从而提高基础的整体性，有利于控制基础沉降。

后压浆技术化学作用机理为：后压浆的浆液可以加固土体，产生一定的化学效应，比如化学胶凝作用、充填胶结作用、离子交换作用和固化效应。硅酸盐水泥发生水化反应会减少土层中的含水量，增加土颗粒间的粘结。水化反应生成的各种矿物质填充于土体颗粒间的空隙，改善了土体的物理力学性能。

钻孔灌注桩后压浆适用于各种地层土性条件下的泥浆护壁钻挖冲孔灌注桩，也适用于作业钻挖孔灌注桩。对于卵石、砾石、粗粒土等地基上的大直径，超大型桩，效果尤为显著。

在优化注浆工艺参数的前提下，可使单桩承载力提高40%～120%（粗粒土增幅高于细粒土，桩侧、桩底复式注浆高于桩底注浆），桩基沉降减小30%左右。

山东沿海某高层住宅项目，地上33层，地下2层，根据勘察报告,建设场地原为藕池及农田，现大多堆填渣土和建筑垃圾，地形起伏较大，孔口地面标高为23.15～26.68m，场地地貌单元属冲洪积平原。本工程基础设计等级为甲级，桩基设计等级为甲级. 结合上部结构及地基情况,基础采用泥浆护壁后压浆钻孔灌注桩，桩端持力层为粉质粘土，桩身进入该层的深度不小于5.5m,且有效桩长不小于34m,桩径均为700mm。锚桩兼做工程桩,工程桩及锚桩桩身混凝土强度等级为C35，试桩桩身混凝土强度等级为C45。预估单桩竖向承载力特征Ra=3500kN, 锚桩抗拔承载力为1800kN,试桩采用锚桩反力形式,试验中4棵锚桩提供的抗拔力不得小于7000kN。

桩基施工严格按《地基与基础工程施工及验收规范》(GBJ202-2004) 及现行行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)与《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2003) 中的有关规定及质量验收标准. 其具体的施工工艺流程为：定位放线埋设护筒钻机就位成孔钢筋笼加工吊放钢筋笼下导管及桩孔验收二次清孔灌注混凝土桩端/桩侧压浆卸注浆接头封孔。

结合工程实例，对该工程灌注桩在施工过程中后压浆技术质量控制要求总结如下：

1、注浆管采用∅25钢管(内径∅20,壁厚2.5mm),采用套筒焊接，设置数量为桩端注浆管2根（通长），桩侧注浆管2根（距桩底18米处），共计4根,对称均匀布置（详见附图1），注浆管上端高出地面20cm, 并加设丝堵，防止杂物掉入管内。另外，桩端注浆管可替代桩纵筋,桩侧注浆管不可替代桩纵筋。

图1 灌注桩界面注浆管布置图

2、注浆泵采用额定压力6-10Mpa,额定注浆量30～75L/min,注浆量每桩2.2吨(水泥质量)，泥浆泵,泥浆泵压力表、流量表和减压阀须完好无损。

3、成桩16～24h后,利用清水将注浆管路打通,将送浆软管、单向球阀和注浆管相连接,注清水打通管路后将单向阀关闭留在注浆管上,防止孔底内泥浆进入注浆管造成堵塞,须做好底管和侧管标识。

4、压浆作业在成桩2d左右进行,被压浆桩距离正在成孔桩位距离不宜少于10m左右.

5、水泥采用矿渣32.5水泥,水灰比采用0.5～0.6,水泥浆搅拌时间不少于3min,并且浆液须连续搅拌防止沉淀,搅拌水泥浆进入储浆池时须用16目砂网过滤,水泥浆以储浆池进入泵时须用16目砂网过滤.

6、注浆顺序:桩群注浆先后内部,单桩先注侧管再注底端管,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.

7、桩端注浆应对同一根桩的各注浆管依次实施等量注浆.

8、注浆终止条件：

a.注浆量控制：桩侧压浆水泥用量不少于900kg/棵,桩底水泥用量1300kg/棵,总注浆量不少于2200kg/棵。

b. 压力控制: 注浆总量已达到设计值的75％,注浆压力超过设计值,地层不吃浆为停止注浆。

C. 压浆总量超过设计值的70％,桩顶上抬超过3mm,可停止注浆.

9、若在没有达到注浆量的情况下，或注浆压力长时间低于正常值，地面、桩顶出现冒浆，串孔现象，先将水灰比减小，如仍不满足要求，再用间歇注浆，间隔时间30～60min，如间隔两次还达到不到要求注浆量，应用清水冲洗管道后24h再注浆。

10认真做好压浆记录，内容包括:成桩日期、开塞日期、开塞压力、压浆日期、注浆压力等。

该桩基工程施工结束后，按照《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2003)及设计要求进行了桩基静载试验、大应变检测、小应变检测，检结果为单桩竖向抗压承载力、桩身完整性均符合要求。该工程成功地应用后压浆技术，有效的提高了桩体的侧摩阻力和桩端阻力，从而有效地控制桩基沉降量，客服了钻孔灌注桩传统施工工艺的弊端，最大限度的发挥了桩体的承载性能。

我国地域辽阔，地质形态、构造复杂多样，不同地区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，而目前全国可以借鉴的经验并不是很多，有待进一步的积累，不断地探索和实践，最终形成一个成熟的技术。在具备条件的工程中推广后压浆施工工艺有着广阔的前景，对促进建筑业结构升级和可持续发展具有重要的意义。