刍议某复式注浆工程的施工技术问题

摘要本文通过对某通信生产基地的灌注桩复式注浆工艺施工技术进行了探讨，讲述了注浆施工设备、注浆管制作、高压注浆等技术措施并提出施工质量保证措施。

关键词灌注桩、注浆流程、施工质量、施工技术

一 工程概况

某通信基地工程位于某市经济技术开发区。其中有通信生产楼、客服办公楼、物流配送楼及中央场区地下车库等，地下1层，地上7层，均采用框架结构。总建筑面积63300m2。工程地基处理采用钢筋混凝土灌注桩，应用复式注浆工艺，设计桩径800mm，共628根。工程±0.0绝对标高为775．6m，场地地坪标高2．0m，工程桩桩顶标高8．6m，设计桩长33m。根据该建设项目岩土工程勘察报告，以⑨粉质黏土作为桩端持力层，要求桩端全断面进入持力层深度2m。设计桩混凝土强度等级为C30，静载试验测得桩的混凝土强度等级为C35，设计承载力特征值3000kN。每根桩设桩底注浆管2根，采用外径25mm、壁厚2．5mm的焊接钢管。桩侧设注浆管2根，采用外径20mm、壁厚2．5mm的焊接钢管。

二 复式注浆施工

⑴注浆工艺流程。注浆工艺流程：制作注浆管、注浆阀、注浆器埋设注浆系统通管开孔配制水泥浆注浆泵、注浆管路连接桩侧注浆连续配制水泥浆，注浆观察注浆压力表、稳压统计注浆量桩底注浆注浆管封堵。

⑵后压浆设备及材料准备。后压浆工艺设备如图1所示。BW150型注浆泵3台(压力不大于5MPa)，水泥浆搅拌机3台(搅拌容量不小于2m3)，储浆筒5个(过滤浆液用，容量不小于2m3)，压力表，套丝机2台，台钻2台，切管器2台，高压注浆管，管钳，袋装P・S32．5矿渣硅酸盐水泥，Φ25mm、Φ20mm钢管，PVC管，管箍、堵头、三通、楔形接头，桩端压浆阀和铁丝若干。

⑶后压浆注浆管、注浆阀、注浆器加工制作及固定。注浆管使用Φ25mm、Φ20mm(壁厚3mm)的国标无缝钢管制作，在现场加工区套丝机上两端套丝，套丝长度不小于3mm。注浆管加工长度2～6m，供不同长度的注浆管安装时选用。注浆管间连接使用管箍，接口处缠绕生料带并用管钳拧紧。桩底注浆阀使用长400mm的Φ25mm短钢管加工成花管，在台钻上按80mm间距对称打孔，呈梅花形布置，打孔数量不少于8个，孔径5mm。注浆阀端部套国标螺纹扣，加堵头封堵。注浆阀与注浆管采用套丝加相应直径管箍连接，注浆阀全长用橡胶皮包裹，用铁丝绑扎严密，外部用胶带缠绕紧密，防止注浆口在施工中堵塞。两根桩底注浆管对称摆放于钢筋笼外侧，保证上下垂直，并与钢筋笼绑扎固定后电焊点焊牢固，随钢筋笼一同下放，下放过程中注意不得碰撞。起吊钢筋笼时，及时将桩底注浆管与加工好的注浆阀连接，注浆阀伸出钢筋笼底长度与实测孔深及超打部分深度相符，确定为300mm。桩侧注浆器使用PVC管加工而成，管长环绕桩身一周，每隔500mm对称打孔，孔径5mm，注浆孔外包裹高压防水胶带和橡胶套，并用塑料胶带封闭孔眼。连接阀由三通和180mm长短管接头组成，注浆器安装下放时，PVC管两端与连接阀上的短管接头连接牢固。注浆器水平设置在标高17m和25m两处，在钢筋笼下放至标高位置时，及时将加工好的PVC管套穿在钢筋笼外侧，注浆孔位置预留一定长度凸出钢筋笼，以减少注浆对桩身混凝土影响，使用12号铅丝绑扎牢固。并通过连接阀与竖向桩侧注浆管底部连接，随钢筋笼一同下放。

通过注浆管向桩侧注入水泥浆液，水泥浆渗扩、挤密和劈裂土体，破坏和消除泥皮，填充桩侧的间隙，提高桩侧与土体间的结合力，形成包围桩身横向及纵向一定范围、强度较强的水泥加固体，改善桩土界面，土体得到加固，增大桩侧摩阻力，大幅度提高单桩抗压承载力和单桩竖向抗拔承载力。

注浆管接长伸出护筒孔口500mm以上，并及时用堵头将注浆管封堵，防止杂物堵塞。

⑷注浆准备及水泥浆配制。注浆前安装好注浆泵、水泥浆搅拌机和储浆筒，将高压注浆管与注浆泵连接，并试喷清水确定注浆系统工作状态完好。水泥浆按水灰比0.5～0.7配制，并掺入水泥用量12％的UEA。水泥浆搅拌前，先在水泥浆搅拌机筒内做出加水位置标示，当清水加放至标示处时停止加水，开始倒入水泥，启动水泥浆搅拌机将水泥浆搅拌均匀后，由流浆口流人储浆筒，储浆筒口放置细筛网防止杂物流入储浆筒内。

搅拌好的水泥浆应具有黏度低、流动性好、饱和度高、凝结时间适当的性质，以提高浆液与桩身混凝土的亲和性，保证注浆质量。

⑸通管开孔。灌注桩成桩24h后及时用高压清水对注浆管道实施预压水工作，以预先劈裂花管侧边的混凝土保护层和花管端部胶带，打通注浆通道，确保后期注浆顺利进行。通管开孔时注意压力由小逐步加大，直到清水打通。通管结束后，再将注浆管顶部用堵头拧紧。正式压浆前分3次进行通水试验，提前发现堵管问题，及时解决。①第1次通水试验在钢筋笼、注浆管下放完毕后进行，以确保下放钢筋笼过程中注浆管畅通。发现不通时，应提出钢筋笼，重新安放。②第2次通水试验在混凝土灌注完毕后进行，确保灌注混凝土过程中注浆管畅通。③第3次通水试验在正式压浆前进行，以确定注浆初压力，压力以保证疏通注浆管为准，确保注浆管不发生堵塞。

⑹高压注浆①成桩7d后开始注浆，混凝土强度等级达到C20以上。②按桩侧注浆量1.0t、桩底注浆量1.5t设计。③注浆作业离成孔作业点的距离大于8m，应对同一根桩的各注浆管依次实施桩端注浆，对桩群注浆宜先、后内部。④压浆时将注浆泵的一端放入储浆筒，一端用专用高压注浆软管与桩端注浆管连接，开启注浆泵电源开始注浆。注浆中需严密监视注浆压力，保持一定的注浆流速，至注浆量达到设计要求。⑤注浆开始后，水灰比由O.7逐渐降至0.5，注浆压力控制在3MPa内，防止初始注浆压力过大导致水泥浆液沿桩侧上冒。维持桩端注浆压力，注浆时间应控制在30―40min。桩侧注浆以水泥注入量控制为主、泵送终止压力控制为辅。若水泥浆从桩侧溢出，应调小水灰比，改间歇注浆至水泥量满足设计值。⑥当符合下列其中条件之一时停止止注浆：a.注浆总量和注浆压力达到设计要求；b.注浆总量已达到设计值的75％，且注浆压力超过设计值；c.桩体上抬3mm或个别压力大于4MPa或7min后注浆量仍未达到设计注浆量。出现下列情况之一时应改为间歇注浆，或调低浆液水灰比：㈠注浆压力长时间低于正常值；㈡地面出现冒浆或周围桩孔串孔。注浆间歇时间宜为30―60min。

三 质量保证措施

⑴压力、注浆速度、注浆量是3个最重要的控制参数。砾石层主要控制注浆量，在级配良好的砂土及黏土中，注浆压力是最主要的控制参数，注浆压力以0．5―2MPa为宜，不超过3MPa，注浆压力大于注浆深度处土层压力。稳定时间在5min，注浆速度30―40L／min。注浆开始时，泵压不要太高，要降低压力慢速进行，使压注的浆液有较充分的时间渗透到孔隙中，使注浆效果更为理想。

⑵先进行桩侧压浆，待水泥浆终凝后再进行桩端压浆，桩侧压浆对桩端压浆起封堵作用，避免出现较难补救的结果。应采用适宜的压浆速率，使挤出孔隙水所需压力与泥皮劈裂所需压力之间大致达到平衡。

⑶注浆管选用标准焊接管，保证接头质量。注浆软管有合格证并复检合格，防止注浆时发生注浆软管爆裂，危及安全。

⑷严格控制水泥浆液的配合比，浆液搅拌均匀，防止离析。搅拌好的水泥浆液立即注入，如有停滞，时间不得超过30min。

⑸后压浆管接长、下放过程与钢筋笼绑扎过程做到牢固可靠，不得有折断、弯曲现象。后压浆前露出地面部分的注浆管头要采取保护措施，防止压断破坏。

⑹当观察到另一注浆管冒浆时应立即停泵，封堵此侧冒浆管，并记录下百分表的初读数，然后继续开泵灌浆。如桩周地面冒浆，应间歇2～3h后再次补注，使累计注浆量达到设计要求；如泵压超过设计值应停注0．5～lh，改注其他桩，回头再注此桩。注浆结束要立即打开注浆管连接接头，防止浆液凝结固化影响注浆质量。

⑺如浆液注不进且压力升高很快，有可能是发生堵管，堵管一般发生在高压胶管及泵内，处理后继续注浆，如果判别不是堵管，可稳压10min后结束注浆，也可采用连续反复开关泵的方法进行加压。

⑻在注浆过程中若发现注浆压力突然下降、流量突然增大，应立即停止注浆，检查是否冒浆、跑浆；当发生冒浆、跑浆时，应停止注浆，采用封堵、减小注浆压力、加大浆液浓度、间歇注浆等措施。

⑼施工过程中，应经常检查后注浆的各项工艺参数，现场派专职质检员跟班检验，做好施工技术交底。

四 结语

对3根试桩进行静载荷试验，试桩采用慢速加荷法，总荷载为4 500kN。卸载后的最终沉降量分别为5．31、6．02、5.68mm，桩身质量完好。全部桩基施工完毕后，又进行了PDA高应变测试及小应变动测，被测桩的单桩极限承载力均超过3 500kN，桩身质量均满足设计要求。采用后注浆技术，把桩基础与地基加固处理的方法有效结合起来，可大幅度提高钻孔灌注桩的单桩承载力，有效减少桩基的沉降，可减少桩基础的埋置深度，从而节省投资、缩短工期，且操作简单、施工方便、质量稳定可靠、无噪声、无振动、无污染，可与桩基施工穿行，具有良好的技术经济效益，在地基基础工程中得到广泛应用。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。