浅析桩端后注浆技术在桩基工程中的应用

【摘要】 通过桩端后注浆技术在某工程中的成功运用，介绍该技术在具体实施中施工管理的一些经验和体会。

【关键词】 桩端后注浆技术；串孔；注浆时间；注浆量；注浆压力

【中图分类号】 TU753.3 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123（2011）02-085-02

1工程概述

某项目位于苏州工业园区湖东商业中心地带，旺墩路及钟园路交接处东南角，圆融时代广场南侧，拟建工程分为塔楼和裙房两部分，总占地面积30257m2，总建筑面积267548m2，地下三层。拟建场地位于苏州园区金鸡湖畔，地貌形态单一，属长江三角洲冲、湖积平原，地势相对比较平整，据苏州地区地质资料及本次勘探揭露的地层资料分析，110m深度范围内的地基土为第四纪早更新Q1及其后期的沉积土层，属第四纪湖沼相、河口-滨海相松散沉积物，主要由粘性土、粉土和砂土组成。

结合地质勘查报告对于现场土层及相关参数描述，考虑钻孔灌注桩成孔对桩周土的扰动降低了桩端土体强度，土体扰动、桩底沉碴严重影响了灌注桩端承力发挥，灌注桩施工中存在的土体扰动、桩底沉碴和桩周泥皮，对灌注桩承载力产生负面影响。设计采用桩端后注浆技术，该技术可以改善持力层、提高端承力；大幅提高桩侧摩阻力，改善持力层受力状态和荷载传递性能。

2后注浆混凝土灌注桩的技术控制依据

该钻孔混凝土灌注桩，桩径600mm的有1100根，桩长31m，单桩竖向抗压承载力特征值为2000kN，设计注浆量为2000kg；桩径800mm的有1600根，桩长36m，单桩竖向抗压承载力特征值为2800kN，设计注浆量为2500kg；共计2700根。平均注浆压力为2MPa，桩端后注浆以注浆压力和注浆量进行双控，以注浆量为主控。

3后注浆混凝土灌注桩施工前期准备工作

在严格控制桩基其施工材料、设备进场检查、检验的同时，要对后注浆所需要的材料、设备进行专门检查。注浆用材料设备主要包括注浆压力泵和注浆管，其中注浆管（每桩配备二根直径30～45mm，壁厚大于2．5mm的钢管）是检查的重点。第一节注浆管的端部要压扁，并且在压扁区上部约25cm的范围内钻10～12个注浆孔，然后用防水胶带纸粘牢；施工单位个别责任心欠缺的施工人员，不是少钻几个孔、就是防水胶带纸没有把所有的孔粘牢；一旦出现这样的情况，在后注浆开塞的时候根本就开不了，后注浆就无法进行，直接影响桩端后注浆效果。对第二节注浆管，主要检查其端头的套丝是否按照规定套好。对高压注浆泵，主要是检查其压力表是否灵敏可靠、活塞是否漏油及管线的密封性是否良好等，其各项工作参数都要符合要求。

4预埋、开塞、注浆时间、注浆压力、注浆量

4.1预埋。在完成对后注浆所用的主要材料和设备检查验收后，监理都要做好标示和记录。在按照正常施工工艺施工成孔并清孔后，通常的说法是“将注浆管绑扎在钢筋笼两侧，同步放入孔内，伸至孔底，而顶部露出桩孔口25cm左右”。从这个项目的实际情况来看，在钢筋笼到位后，下放混凝土导管后，把注浆管在导管和钢筋笼之间的空隙里对称下去比较合适。因为按照原来的做法，钢筋笼吊装焊接过程中很难做到把后注浆管同步放进去，经过实践证明，这种做法效率比较高，效果比较好。预埋管端头要堵好，不得进浆和其他杂物。

4.2开塞。待成桩2到5天后，用约2MPa的清水进行开塞。需要说明的是，如果桩是单桩，3天即可开塞；如果是群桩，先成的桩和后成桩的时间相差7天以上，如果开塞过早，将会对后成桩的桩身质量产生较大影响，因此群桩要5天以后开塞，开塞时要注意观察压力表，达到要求就停止注入清水，防止清水通过地层孔隙和持力层裂隙稀释其他正在浇注混凝土的灌注桩。开塞时间灵活掌握，视各地方具体地质确定，以不影响灌浆为标准。如果开塞不成功，那么该桩后注浆就无法进行。

4.3注将时间。由于该技术处于推广阶段，行业人士对注浆时间尚有很多分歧，根据本人在该工程中的实践经验和注浆完成后的桩基检测单位的静荷载试验报告数据对比情况来看，7天后注浆比较理想，因为此时的桩身混凝土强度一般已经大于四周的土层强度，不会因为高压注浆而破坏混凝土自身结构。

当然，由于桩的直径、长度、标号等情况不一致，地质情况各地也不尽相同，尤其遇到几十根桩组成的群桩台，注浆时间适当延长也是可以的。

4.4注浆过程控制。实际使用的水泥不得有结块。按照设计要求进行配制水泥浆，开始时先注稀浆，然后注浓浆，其目的就是稀浆的流动性比较好，裂隙无论宽窄，均易进浆，先将细缝填灌密实，而后将液再逐渐变浓，使中等或较大的裂隙也得到充实。

实际注浆时，可以参照设计的水泥注浆量作为主控值，但不能够完全以此为准。因为开始的几根桩基本上会超过设计标准，后续的在已经完成注浆的桩附近的灌注桩，注浆时水泥量会越来越少，尤其是群桩时会更少。因为桩端岩层地质劈裂的缝隙都得到了充实，水泥浆会越来越少。这时仔细观察压力表，在能够满足设计压力值时就可以停止注浆了。需要注意的是，在停止注浆时，在二根注浆管中作为备用管的注浆管上边的减压阀门要排放些水泥浆，防止移开注浆管线时地下水泥浆压力过大伤人。

该工程在实际操作中，监理人员通过旁站记录水泥用量严格予以控制。当水泥量还没有满足设计要求、注浆压力达到要求后，由监理决定停止注浆，是承担一定风险的，主要原因在于后期的桩基检验情况无法准确预测。后来在桩基静荷载试验、高、低应变检验完成后，通过观察试验结果并和有关人员探讨后认为：后续施工的桩在原来设计的水泥量基础上再减少1／3上也是可以的，完全能够满足设计要求。监理人员以扎实的专业知识、丰富的工程经验和果断的勇气给项目带来了明显的经济效果，因此也赢得了有关参建单位的尊重和表扬。

5常见问题的处理

5.1串孔现象：由于地层空隙率以及持力层裂隙的存在，在A桩注浆时会在邻近已经开塞但未注浆的B管中喷出，造成注浆管堵塞，造成今后注浆的困难甚至失败，对群桩注浆尤为明显。为避免串孔而造成注浆失败，本工程采用从四周先注浆，形成一圈“水泥浆堤坝”，然后向中央部位注浆，以减少浆液流失和串孔现象的发生，收到了很好的效果。

5.2注浆压力异常的处理。一般情况下，注浆压力是有规律上升的，注浆速度变化也不会很大，在水泥量接近设计用量的2／3时，压力值基本稳定达到允许压力，这是十分成功的一种现象。如果出现注浆量符合设计要求，而注浆压力在上升后突然下降，这可能是浆液从注浆管周围远出流失，或者遇到空隙的薄弱部位，这种情况要果断停止注浆。另一种情况是开始注浆没有多久就注不进去，注浆量和注浆压力值都不符合要求，这种情况就要采取间歇注浆法，在暂停数小时后再用备用管继续注浆，最大注浆压力不要超过6MPa，水灰比可适当提高，这样同样可以收到比较好的效果。

6检验结果与结语

试桩的载荷试验结果

基桩检测结果：3根基桩高应变动力检测结论是单桩竖向抗压承载力特征值满足设计要求；58根基桩完整性检测数据表明，Ⅰ类桩100%，其单桩极限承载力提高30~50％以上

从检测中心提供的试验报告结论和数据分析来看，桩端高压浆液确实可以通过渗透、劈裂、充填、挤密和胶结作用，改善桩端持力层力学条件，减少桩底沉降差异，大幅度提高桩的综合承载力。综上所述，大直径钻孔灌注桩经桩端压力注浆，明显改善了灌注桩桩端持力层和桩周土体的力学性能，提高了桩端承力和侧阻力，大大改善了灌注桩荷载传递性能，使灌注桩的综合承载力得到大幅度提高，桩端后注浆技术在圆融星座工程中的运用是成功的，社会经济效益十分显著。

参考文献

1黄生根等.钻孔灌注桩后压浆的承载性能研究，岩土力学[J]

2GB50007-2002.建筑地基基础设计规范[S]