钻孔灌注桩桩端高压注浆施工及控制措施

【摘要】本文主要就钻孔灌注桩桩端高压注浆施工的施工工艺进行叙述，希望能与大家共同交流。

【关键词】钻孔灌注桩；桩端；高压注浆；施工

一、工程概况

该工程桩基础采用钻孔灌注桩，桩径φ800mm，桩长约13～24m，桩端增设高压注浆，按设计要求注浆管布设三根φ25mm焊接钢管（两根与钢筋笼绑扎一起，其中一根为自由放），注浆终孔压力3.5Mpa，注浆水泥量2500kg/根。

二、施工方案

1、桩端注浆原理

（1）桩端注浆可以改善持力层条件，提高桩的承载力。桩端注浆可以对桩底沉渣进行固结，并通过渗透、劈裂和挤密作用使桩端持力层在一定范围内形成浆液和土的结合体，从而改善持力层的物理力学性能，恢复和提高了持力层土体强度。

（2）桩端注浆可以大幅度提高桩桩侧摩阻力，桩端注浆在压力作用下，浆液从桩端沿桩侧向上，通过渗透，劈裂，充填，挤密和胶结作用，对桩周泥皮进行置换和空隙充填，在桩周形成肪脉石体，如同树根植入土中，从而使桩侧摩阻力大幅度提高。

（3）桩端注浆可以改善持力层受力状态，桩端注浆通过渗透、劈裂、充填、挤密和胶结作用形成桩端扩大头增大了桩端受力面积，并且注浆可以对持力层进行加固并改善其受力状态。

2、注浆材料的选择与配制

桩端注浆所用的材料根据桩端土层的性质确定。考虑到造价及材料来源等因素，采用无机系材料注浆较合适。无机系材料以水泥为主要成分，由于水泥为颗粒性材料，单液水泥浆为悬浊液，为防止其沉淀和析水，要加入一定量的外加剂以改善其性能。另外，由于单液水泥浆凝固时间较长，对于孔隙大的持力层，为控制其扩散半径，以免造成扩散太远而浪费浆液，也要考虑加入促凝剂等材料使水泥浆液凝固时间能得到有效控制。

考虑工艺尽量简单便于施工操作及质量控制，本工程应采用单液注浆，尽可能避免用双液注浆。我公司已实施的桩端注浆项目中，全部用单液注浆法，均取得了良好效果。

桩端注浆的主要原理是提高桩周围介质的强度，以充分发挥桩基承载力功能，因而浆液凝固体的强度是一个重要的参数。抗压强度因配方不同有所差异，我公司所实施工程的注浆液凝固体抗压强度分布10～30Mpa之间；要求承载力较高的“嵌岩”桩，采用高强度浆液配方。桩基持力层在粘土、残积土或空隙大的砂卵石层的桩，采用浆液强度较低的配方。

凝固时间：桩端注浆对凝固时间的要求不十分严格。由于注浆的出口设于桩端，桩周的软弱层相对凝固时间较长，使用的浆液凝固时间在10小时左右。特殊情况下（如桩端土层为空隙较大的粗砂、卵石层或有宽度较大的岩层裂隙）应缩短凝固时间，因而要求使用凝固时间易于调节的配方较佳。间歇注浆也是调节注浆范围的方法之一，此外，还可以通过调节浆液浓度和外加剂比例，达到控制凝固时间或注浆范围的目的。

结石率：影响结石率的主要因素是浆液的浓度，单液水泥浓度越高，结石率越高，水灰比为0.5：1时结石率达100%，而水灰比为1：1结石率为85%。加入高效外加剂可提高结石率10%以上。考虑到浆液的可注性，桩端注浆基本规律是：注浆初始阶段用1：1的稀浆灌注而后逐步提高浓度，终止注浆前浓度最高为0.5：1，相对应此时的注浆压力亦最高，以达到“挤密”的效果。

3、安装注浆管

安装注浆管方法采用注浆管捆扎在钢筋笼上端部增设300～500mm半园型花管；由于本工程为钻孔灌注桩，常用安装注浆管为直管下部300mm设置具有单向功能的扩散器，在钢筋笼安装及沉渣处理结束时安装注浆管（因钻孔灌注桩端部为锥型，为避免下放钢筋笼时破坏注浆管端部的单向扩散器，不宜采用注浆管捆扎在钢筋笼上同时下放。）注浆管设置具有单向功能的扩散器中，必须用专用内胎包扎，下管后注浆管内必须灌满水，注浆管上端应封堵。

4、注浆施工

注浆水灰比0.6：1～0.5：1（即水和水泥的重量比），采用先稀后浓的原则。水泥采用PO42.5R早强型硅酸盐水泥。水泥浆液搅拌前对水泥进行质量检查，如发现结硬变质或试验不合格的水泥应废弃不用，防止因变质水泥影响桩端注浆质量。注浆时间宜选择单个承台桩施工结束5～7和15～18天。该工程的注浆压力宜3～5mpa。

三、注浆施工要求

1、安装注浆管。注浆管加工端部300mm应设置具有单向功能的扩散器，扩散器外必须用自行车内胎包扎并用铅丝捆扎，下管后注浆管内必须灌满水。本工程为钻孔桩，注浆管不宜采用与钢筋笼捆扎同时下放，为了保证桩端注浆施工质量，宜采用先安装钢筋笼，二次处理沉渣，清孔后沉渣控制≤100mm时再进行注浆管安装。

2、浆液搅拌要求。水灰比为0.6：1～0.5：1（即水和水泥的重量比），制浆时在卧式搅拌机内设明显的容水标志（生活用的自来水），然后按与搅拌机内水量相应比例的水泥量（重量比）放入水中，进行搅拌。水泥浆搅拌分二级搅拌，一级搅拌5分钟，经筛网过滤后进入二级搅拌，水泥采用PO42.5R早强型硅酸盐水泥。搅拌前应对水泥进行质量检查，防止因变质水泥影响桩端质量。

3、注浆要求。按设计要求钻孔桩φ800水泥用量2500kg/根，正常注浆采用水灰比为0.6：1～0.5：1，先稀后浓为原则。

4、注浆压力要求。根据计算和工程实践经验与设计要求，该工程终孔标准采用注浆压力与水泥量双控，注浆压力宜采用3～5Mpa.

5、注浆时间要求。为保证桩端注浆的顺利进行及不影响钻孔桩施工进度及质量，常规注浆时间为钻孔桩混凝土浇捣后5～7天及15～18天（满足：逐个承台的桩混凝土浇捣后注浆或与在施工的钻孔桩水平间距≥7米以外的桩进行桩端注浆，以避免窜孔）。

四、注浆工艺参数

泵压力3～5Mpa：泵量10～40L/min；浆液浓度水灰比0.6：1～0.5：1；比重1.7～1.8

水泥注入量2500kg/根

五、工程质量保证措施

1、建立完整的质量、安全保证体系。

2、组织所有施工人员进行设计图纸技术交度、学习掌握施工技术要求，明确各班组施工任务和技术要求。

3、加强原材料的质量控制。进场的水泥应有质保证明文件，并做好水泥进场试验，试验合格后方可使用，严禁不合格的水泥用于工程上。

4、各施工班组应严格施工规范要求组织施工，确保本工程施工质量，对于本工程出现的问题应及时向上级一部门反馈。待问题解决后方可进入下一道工序施工。

六、结语

在对钻孔灌注桩桩端高压注浆进行施工的过程中，管理人员一定要做好协调与统筹，对于施工中遇到问题需要及时给以妥善处理。技术人员一定要熟悉施工工艺流程，加强各工序衔接与控制，保证工程质量。