试述桩底后注浆技术在复杂地基处理中的应用

摘要：在现代一些复杂地基工程处理中，为了有效的改善土层的物理性质，会经常用到桩底后注浆技术。通过该技术可以使浆液渗透到周围的砂石中，和砂石紧密的结合在一起，起到硬化固结的作用，从而提高地基土层的承载力。本文通过某地基处理实际案例，探讨一下桩底后注浆技术的施工应用情况。

关键词：桩底后注浆；地基处理；应用

中图分类号： U231 文献标识码： A

在一些建筑施工过程中，由于工程选址的原因，项目所在地的地层会出现比较复杂的情况，例如地层是由碎石土、粘性土、泥浆等多种复杂地质构成，在挖地基时就会遇到很多麻烦，导致桩基持力层不稳，对工程质量造成严重的影响。因此必须通过新的技术进行基坑开挖和处理，避免在开挖中遇到阻碍。通过桩底后注浆技术可以起到硬化固结的作用，有效提高土层的承载能力，因此探讨桩底后注浆技术的具体应用具有非常重要的意义。

1、设计概况

某集团拟建的员工澡堂位于单位院中，总面积设计为6100㎡，建筑为框架结构，共五层高。在拟建场地中有水仓和水池。为节省用地，甲方要求设计的澡堂尽量与水仓水池靠近。根据甲方提供的相关资料及地质报告，经方案比较，最后确定澡堂的基础采用直径为0.7米的人工挖孔灌注桩及桩基承台基础。

地质报告显示，场地的基础分成五层，从最底层开始依次为：岩石、碎石土、砂土、粉质粘土、杂填土。第四层砂石土层在地基土层中的分布很稳定，且分布广，层厚10.1-13.2米，平均层厚11.44米。场地的稳定水位为地下2.9米。根据平面布置及地质报告，最后决定选用第四层土作为人工挖孔灌注桩的持力层。经计算，整个基础共有六个桩基承台，计四十根桩。桩的扩底直径是1.7米，高1米。和水仓、水池相邻的根桩有二十六根。

2、现场状况

工程开工后没多久，甲方，监理方和施工方就找到设计院要求进行基础变更，因为基础施工场地开挖后，发现实际情况和地质报告有很大出入。首先，该工程所处地理位置的土层分布非常复杂，从地面到桩基持力层的下挖深度不尽相同。其次，如果按图施工，将有多根桩与原有水仓、水池桩基紧邻。第三，地层的地下水位很浅，开挖过程中出现大量的水，用水泵抽水不能解决问题。第四，桩底碎石粒径大、积水多，给地基开挖造成了很大的困难。第五，基础设计中，桩径从0.7米逐渐扩到1.7米，扩底高度是一米，扩底坡度过大，在扩底过程中出现了严重塌方。设计人员了解情况后，立即对开挖现场进行了详细的实地勘察，并让施工人员进行试探性开挖。回单位后，经多方案比较，考虑到施工工期和造价，最后确定使用灌注桩桩底后注浆技术，并修改了开挖方案，将桩的扩底直径改为1.4米，下挖深度和扩底直径为从持力层下挖0.5 米。

3、灌注桩桩底后注浆技术的应用

该技术应用的机理是将注浆管预埋在灌注桩内部，当桩基混凝土达到一定的终凝强度后，施工人员采用高压注浆机，通过注浆管把水泥浆液打压到桩底碎石层中，通过一定的压力，浆液会在碎石层不断渗透、挤密最后胶结，在桩底下方形成一定高度的土和水泥浆液的结石体，这样就很好地改善了该土层的物理力学性能，加大了桩底端的阻力和其周围的摩擦力，有效提高了桩底持力层的承载力，减小因沉降作用而产生的桩基变形，这样就能够满足设计中对地基支承层的力学要求。灌注桩桩底后注浆技术的具体设计方案如下：

（1）注浆方案。在持力层向下0.5米的地方埋设桩底注浆用的出浆口，这样能够使注入的水泥浆得以更好地加固碎石土层。在该施工中，统一将桩基桩底注浆深度设计为从桩底位置向下四米。

（2）选择浆液。由于开挖深度较深，开挖过程中不断有水进入基坑，因此在选择浆液时应该选择可灌性好、结石强度很高、黏度低的浆液，并且还应该保证选用的浆液在水环境中能够短时间达到凝固状。最后选择了水泥浆液 。

（3）配置浆液。为了达到加固碎石层的支承力的目的，根据相关注浆技术的要求，设计人员确定了配置浆液的方法：控制水灰比为1:0.5，添加早强剂2%左右，选用的水泥为32.5级普通硅酸盐型水泥，通过均匀搅拌配置成所需的浆液。

（4）设计注浆量，选定注浆压力。此注浆采用渗入注浆和劈裂注浆相结合的方式。该工程用浆液加固的深度是四米，水灰比1:0.5，通过计算水泥浆的注入量，计算出一共需要水泥量是146吨。由于本次工程桩底的持力层实际是粘土沙砾层，所以泥浆的可灌性比较差，必须设定比较大的注浆压力，最后设计人员将注浆压力设定为3MP，以保证注浆能够顺利进行。

（5）布设注浆管。考虑到设计的桩和原有水仓水池的桩非常靠近，设计要求在水池和水仓之间的全部根桩中必须保证每根都有至少三根注浆管能够实现稳定灌浆，其他十四根应保证每根至少有两根注浆管能够稳定灌浆。最后施工过程中每根桩都埋设了五根注浆管。下图为布设注浆管的剖面图：

4、灌注桩桩底后注浆方案实施中应注意的问题

（1）桩底钻孔。采用高压潜孔钻机和高风压空压机作为该施工过程的机械设备。在每个桩底钻五个直径为10厘米、深度为4米的钻孔。钻孔工作结束之后立即将注浆管插入到孔洞中。

（2）埋设注浆孔和清理桩底的淤泥。当钻孔工作结束后应立即将注浆管埋设在注浆孔中，在埋设的过程中避免和孔壁相互摩擦，防止车胎破裂导致钻孔被堵塞。用堵头将注浆管下端封堵，并和预埋孔的底部保持5厘米左右的空隙，将各注浆管的具体埋设深度标明。注浆管的上端要比地面高1米，并用堵头将端口封堵，避免杂物堵塞管道。

桩底扩大头被地下水层浸泡后发生局部坍塌以及桩底钻孔过程中产生的泥浆，都会在桩底形成比较厚的淤泥，因此必须及时开展清淤工作，采用人工清淤的方式将桩底积累的淤泥全部清楚干净。

（3）安装钢筋笼。按照设计要求制作钢筋笼，制作完成之后，用两根厚度为5毫米、直径为50毫米的无缝钢管作为声测管绑扎在钢筋笼上，绑扎时采用对称的方式。这两根钢管的上端采取铁片进行密封。经检测验后，按照安放要求将钢筋笼安放在基坑中。

（4）桩基混凝土浇筑。由于该工程地层中储水量比较丰富，桩径的内部涌现了大量的积水，所以采用C30混凝土，通过汽车泵将混凝土送至水下进行浇筑。该工程施工期处于冬季，为保证浇筑效果，在浇筑初凝后用细沙覆盖6厘米厚。采用自然养护的方法对桩孔进行养护。

（5）压力注浆。在注浆前用高压注浆机对注浆管进行冲孔和开塞，开塞完成后开始注浆。采用高压注浆机进行压力注浆，注浆量每分钟控制在25L左右，注浆的压力设定为3MPa。注浆过程中控制注浆的速度，不能过快，保证劈裂渗入和均匀渗透的过程顺利进行，注浆不能出现停顿，避免堵管。当桩体上浮时超出5毫米或者四周地面隆起时即可停止注浆。

5、结语

工程结束后，通过查阅施工日志了解到，此次注浆共用水泥136吨。桩基检测报告显示，检测方法采用抽样检查，对抽查的桩基进行了超声波检测和静载试验，检测结果均为合格。说明采用桩底后注浆方案是比较成功的。

上述案例说明，采用桩底后注浆技术能够有效提高桩底持力层的承载力，在复杂地基处理中具有重要意义。

参考文献

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