建筑工程桩端地基加固施工技术

摘要：随着我国高层建筑的发展，对桩基础承载力的要求越来越高，在工程实践中，桩端注浆是提高桩承载力，降低沉降的有力措施之一。本文通过施工实例探讨了建筑工程桩端地基注浆加固施工技术。

关键词：建筑工程；桩端地基；注浆加固；施工技术

受某基坑塌方影响，本市某办公楼北侧土体出现大面积塌方，经过有关部门采取抢险措施，该楼的险情得到了有效控制，为进一步消除不安全隐患，我们提出对抢险护坡混凝土面下的松散软弱土及坍塌物采用压力注浆进行加固。

1 建筑工程桩端地基加固机理及参数确定

常规的泥浆护壁钻孔灌注桩由于施工工艺的限制，使得成桩的离散性较大、施工质量得不到保证。桩端后注浆钻孔灌注桩技术是工业与民用建筑、道路桥梁等土木工程桩基领域中用于提高单桩承载力、减小桩基变形的一项新技术。桩端后注浆是指钻孔、冲孔和挖孔灌注桩在成桩后，通常通过预埋在桩身中的注浆管，向桩端地层注入能固化的浆液，对桩端虚土及桩端附近的桩周土层起到渗透、填充、置换、劈裂、压密及固结等多种形式组合的不同作用，消除虚土与泥皮，改变桩与岩、土之间的边界条件，从而提高桩的承载力并减少沉降量。

1.1 加固机理

桩端后注浆钻孔灌注桩技术是工业与民用建筑、道路桥梁等土木工程领域中，用于提高桩基单桩承载力、减小桩基变形的一项新技术。桩端后注浆是指钻孔、冲孔和挖孔灌注桩在灌注成桩初凝后，通过预埋在桩身中的注浆管，用高压注浆泵向桩端地层注入能固化的具有一定压力的浆液，对桩端虚土及桩端附近的桩周土层起到渗透、填充、置换、劈裂、压密及固结等多种形式组合的不同作用，消除虚土与泥皮，改变桩与岩、土之间的边界条件，从而提高桩的承载力并减少沉降量。

1.2 压浆参数的设定

压浆参数主要包括压浆水灰比、压浆量以及闭盘压力，由于地质条件的不同，不同工程应采用不同的参数。在工程桩施工前，应该根据以往工程的实践情况，先设定参数，然后进行试桩；试桩完成后达到设计的强度，进行桩的静载试验，最终确定试验参数。

水灰比：水灰比一般不宜过大或过小，过大会造成压浆困难，过小会使水泥浆在压力作用下形成离析，一般采用 0.5～0.7，且先注稀浆，后注浓浆。

压浆量：指单桩压浆的水泥用量，它与卵砾石含量以及桩间距有关，取决于卵砾石层的孔隙率。

闭盘压力：指结束压浆的控制压力，一般来说什么时候结束一根灌注桩的压浆，应该根据事先设定的压浆量来控制，但同时也要控制压浆的压力值。

终止压浆，总的控制原则是以压浆量为主，压力控制为辅。

2 建筑工程桩端地基加固施工技术

2.1 施工工艺流程

灌注桩成孔钢筋笼制作压浆管制作灌注桩清孔压浆管绑扎下钢筋笼灌注桩混凝土后压浆施工。

2.2 施工技术要点

2.2.1 灌浆压力要求

（1）对抢险护坡混凝土面下的松散软弱土及坍塌物采用压力灌浆进行加固，灌浆压力为 0.5～1.0MPa，水灰比为 0.7，浆液凝固时间控制在 15min 以内。

（2）灌浆孔底以穿过抢险捣浇混凝土底，并伸至原有硬土层处。

（3）灌浆顺序要求：灌浆先从编号为 1 号的灌浆孔开始，然

后进行编号为 2 号的灌浆孔的灌浆，最后才对其余灌浆孔进行

灌浆。

2.2.2 施工方法

按设计要求进行孔位放线定位，另鉴于现场情况，经与设计院协商，部分灌浆位置进行了适当调整。

主要材料：采用普通硅酸盐 32.5R 水泥；根据设计单位提出对浆液固化时间要求，技术人员经研究分析，选择水玻璃（40 玻美度）以及其它化学材料进行配制灌浆；用于拌和浆液的水，不得含有油、酸、盐类、有机物及其他对注浆材料等产生不良影响的物质，不得使用 pH 值小于 4.0 的酸性水，及硫酸盐含量按 S4O2计算超过水重 1%的水。

施工参数：①钻孔深度以进入原状硬土层 0.5m进行控制。②依据设计要求，注浆压力为 0.5～I.0MPa，具体根据现场实际进行调整控制，如 1 号孔灌浆压力不宜过大，避免浆液流失至塌方基坑内而造成浪费，1 号孔灌浆压力暂定为不大于 0.6MPa。③化学水泥浆：水泥浆水灰比 0.7，化学浆:水泥浆=1:1，其中化学浆中水玻璃用量占双液灌浆量中水泥用量的 14～17%，并配有一定量的其它化学浆材。

④注浆结束标准：①1 号孔与 2 号孔可在 0.5～0.6MPa 灌浆压力下稳压 10rain 进行终止灌浆；②近办公楼下的斜孔灌浆压力不宜太大，并且须在严格监测条件下对终灌标准进行调整，原则上该部分孔位灌浆压力不大于 0.6MPa；③其他孔位可在 0.8～1.0MPa 灌浆压力时稳压 5min 即可终止灌浆；④另外应严密监控灌浆施工过程，在发现地面出现严重漏浆、孔位窜浆等情况下须终止灌浆。

灌浆处理工艺：①根据设计方案，放线定位，将钻机平衡牢固安装在预定孔位，钻机的垂直偏斜度不超过 1%；由于表面均有 1.5m～4m 的抢险混凝土，因而须用金刚石钻头进行开孔 （开孔孔径为Φ91mm），其下采用 Φ75mm 合金钻头钻至预定位置。钻孔过程中应做好完整有编录工作，尤其是松散软弱土层的实际情况进行详细描绘，为该孔位灌浆施工提供有效依据。②当钻孔完成后. 根据钻孔资料情况在适当部位下入注浆管至孔底。③按设计要求与现场施工情况配制浆液，浆液应搅拌均匀，随搅随用，并在初凝前用完，防止其它杂物混入浆液。④将配制好水泥浆和化学浆通过双液双系统进行灌浆，以在灌浆管出浆口处混合后并灌入到松散软弱土层中而对其进行加固。

3 建筑工程桩端地基加固质量保证措施

3.1 布孔措施

本工程中孔位的布置应对受塌方影响且对该楼不安全因素构成威胁部位的范围、位置、深度等进行探明，为后续灌浆材料、灌浆工艺及加固范围等提供相应的依据。

3.2 钻孔质量保证措施

造孔前，根据设计要求定出钻孔孔位并作好标记。钻孔方向角度控制在 1%的误差范围之内。钻孔工程中若遇易塌孔等情况，可采用优质泥浆扩壁钻进。钻孔施工记录应详细、完整，对加固混凝土的厚度及塌方形成的松散土方深度等等数据以及钻孔难易等情况，进行详细记录，存档备查。

3.3 灌浆质保措施

灌浆材料应根据具体要求、钻孔资料等情况确定，采用合适浆液配比；配制浆液所所用的水不应影响水泥正常凝结和硬化的有害物质，不应使用污水；浆液应搅拌均匀。搅拌时间在 3～5min 以上，严格按照设计施工要求进行浆液配制，随搅随用，并应在初凝前用完；浆液使用前采取过滤措施，清除其中的粗颗粒，以免堵塞灌浆管道，影响灌浆进度与效果；灌浆泵的压力应符合设计要求，并应考虑输浆过程中管路损失对灌浆压力的影响，确保足够的压力；灌浆过程中，严格以执行灌浆结束标准，单次灌浆量太大时，可采取间歇方式予以处理或调整浆液类型；灌浆过程应作详细、完整的施工记录；灌浆时原则上先进行部分孔位施工，以对加固区域先行围封，一方面减少浆液流失，另一方面可提高加固区域的加固效果。

3.4 灌浆速度的控制

灌浆速度不宜过快，以避免灌入的浆液对对已发生坍塌部位受到过度挤压而对该区域产生不利影响。灌浆速度具体根据吸浆量与灌浆压力情况进行动态控制。靠近承台底灌浆斜孔的灌浆压力以不引起新浇承台上抬及室内地台开裂为宜，施工过程中认真做好实时监测及室内察看工作。

4 结 语

灌注桩桩端地基加固技术具有提高单桩承载力，提高生产率，节约建设资金的优点。根据该工程数年后的观测，经加固实物位移观测点控制在安全范围内，临近坍塌的基坑未对该建筑物结构造成安全性能的影响。