试论建筑工程中灌注桩后注浆施工技术

林君玉

（广东 湛江 524000）

1 工程概况

该工程设计主楼为冲孔灌注桩，桩径800～1 300 mm，桩长25～37 m，桩数376根，持力层为中风化花岗岩、中风化凝灰熔岩、微风化花岗岩、微风化凝灰熔岩，设计桩身混凝土强度C35；为避免沉於厚度过大，要求采用桩端后注浆，以便施工完毕后彻底清除沉於。纯地下室部分为沉管灌注桩，桩径700 mm，桩长18 m，桩数591根，混凝土强度C30。

2 灌注桩后注浆工艺

2.1 后注浆工艺基本原理

桩端后注浆是指冲孔灌注桩在成桩后，通过预埋在桩身中的注浆管，利用压力作用，经桩端的预留压力注浆装置，向桩端地层注入固化浆液的施工工艺。后注浆可对桩端虚土及桩端附近的桩周岩土层，起到充填、劈裂、压密及固化作用，提高钻孔灌注桩的单桩承载力及减少桩基的沉降量，弥补传统泥浆护壁灌注桩施工的缺陷。

2.2 后注浆对桩承载力的增强机理（四种效应）

第一，沉渣和泥皮的固化效应：对于粗颗粒沉渣被水泥浆固化为中低强度混凝土，对于细颗粒沉渣虚土被固化为网状结石复合土体，端阻力由此提高。桩身表面泥皮因水泥的物理化学作用而固化，侧阻力由此提高。

第二，渗入胶结效应：当桩底桩侧为粗粒土（卵石、砾石、粗中砂）时，因水泥浆的渗入胶结效，应而使其强度显著提高。

第三，劈裂加筋效应：当桩底桩侧为细粒土（粘性土、粉土、粉细砂）因水泥浆的劈裂注入，形成强度和刚度较高的网状加筋复合土体，对于非饱和细粒土，通过劈裂、注浆使土体得到增强。

第四，扩底扩径效应：桩底形成扩大头，桩表面形成紧固于桩体的10～50 mm厚水泥结石层，起到扩底扩径效应。

2.3 后注浆特点

应用灌注桩后注浆工法，旨在固化灌注桩的沉渣（虚土）和泥皮，加固桩底、桩侧一定范围的土体，从而大幅度提高桩的承载力和质量稳定性。后注浆分为桩底后注浆和桩底、桩侧复式后注浆。

2.4 后注浆工程方法

第一，后注浆是灌注桩施工的一种辅助工法。在成桩前将后注浆内导管和管阀与钢筋笼配成整体，预设于桩孔中，灌注混凝土成桩，成桩后一定时间内实施后注浆。内导管可利用其进行声波透射法检测桩身完整性，注浆后可取代等强度截面钢筋，一套三用。

第二，后注浆适用范围。后注浆工法适用于各种性质的地层土条件下的泥浆护壁钻、挖、冲孔灌注桩，也适用于作业钻、挖孔灌注桩。对于大直径，超长大型桩，其效益尤为显著。

第三，本工程以注浆泵，将配置好的水泥浆增压输入桩身内导管，通过桩底或桩侧注浆阀注入周围介质。桩底注浆时浆液通过渗入（粗粒土）和劈裂（细粒土），作用于注入桩底沉渣和周围一定范围的土体中，并循环土软弱界面上，扩至桩底以上10～20 m甚至更高范围。桩侧注浆时，浆液通过渗入和劈裂注入注浆点以上的桩土界面一定高度和桩侧一定范围的土体中。注浆压力根据地层性质和深宽而定，风化岩所需压力很高，软土所需压力最低。

3 桩底注浆机具、材料

第一，注浆管：采用DN32的镀锌钢管，每根桩沿圆周按等边三角设置三根，固定焊在钢筋笼内侧并通长设置。

第二，专用注浆头：壁厚3.5 mm的DN32钢管，注浆顶端用25 mm厚、直径32.5 mm的圆锥型钢锭焊接封闭；在注浆管24 cm长位置上，沿4个径向、间距4 cm设置24个孔径6 mm的注浆孔；孔口采用3层包裹：底层橡皮盖口两端辅以钢丝绑扎固定、中层PVC软套管封闭、外层防水胶布包裹，形成简易单向装置。

第三，注浆泵：采用带压力表的注浆泵，最大注浆压力10 MPa，工作压力应在压力表量程的20%～80%内。

第四，搅拌筒：立式搅拌筒，拌制水泥浆用，具备计量功能。

第五，注浆软管：DN32高压软管，连接注浆泵及注浆管用。

第六，水泥：P.O 32.5R普通硅酸盐水泥。

4 注浆工艺质量控制要点

4.1 注浆工艺质量控制要点

第一，水灰比控制：进行试配和检验，实行准确科学计量；确保搅拌时间；搅拌好的水泥浆液用滤网进行过滤。

第二，注浆头设计：使用专用注浆头；注浆孔分布位置和孔径；合理有效的封孔措施。

第三，注浆通道压水：桩身混凝土灌注后，24 h内必须进行压水试验，打通注浆通道，劈裂注浆孔。

第四，各桩注浆顺序：施工桩号及时间列表统计；制定桩位注浆顺序；制定后注浆时间节点。

第五，注浆压力控制：使用经校核的压力表，正式注浆前进行试注，与设计要求比对，确定注浆压力、注浆时间、注浆量等参数。

4.2 注浆工艺操作方法及注意事项

第一，注浆管预埋应在桩成孔结束，随钢筋笼安放、二清过程中进行。每根桩安装三根（桩径≥1000 mm）或两根（桩径＜1000 mm）注浆管，下端低于桩端50 mm，上端引至地面。

第二，专用注浆头表面应有效封闭注浆孔，防止桩身砼浇筑时水泥浆渗入堵塞。

第三，桩身注浆管由单节长6 m镀锌钢管丝扣连接而成，顶端出口车丝扣，设专用接头与注浆软管连接，正式注浆前将管内注满水并用堵头封堵保护。

第四，打通注浆通道及正式注浆施工时间均应在桩身砼达到一定强度后方可进行。

第五，注浆前必须进行压水试验，同时记录压水试验的稳定压力，其稳定的注水压力可作为注浆施工的初始注浆压力，压水压力以压通为准。

第六，个别不通畅的注浆管，压水压力采用10 MPa，多次反复进行直到压通，以保证注浆的顺利进行，确保注浆质量。

第七，在满足注浆终止标准时，应经施工管理人员、监理工程师同意后方可结束注浆。

第八，注浆前应做好准备工作，杜绝因人员不到位、材料贮备不足、设备故障而被迫中止注浆的现象发生。

第九，开始注浆、注浆过程、终止注浆等关键工序，均应有管理人员、监理人员现场旁站、签认。

第十，注浆施工中及时、准确做好注浆记录，及时签认。

第十一，每根桩注浆完毕，立即将注浆管拧上堵头，以防回浆。

5 主要技术指标及终止注浆标准

主要技术指标及终止注浆标准：①打通注浆通道应在桩身混凝土灌注24h内进行；②正式注浆应在桩身混凝土灌注72 h后进行，每根桩注浆时间为1～2 h；③水泥采用P.O 32.5R普通硅酸盐水泥；④水灰比控制在：0.45～0.65；⑤压力注浆以压水试验的稳定压力1.5 MPa为初始注浆压力，以终压浆压力大于2.5 MPa（1 min）或注浆量为1 000 kg水泥量作为施工的控制指标；⑥对个别注浆压力低于2.5 MPa，灌入量较大的桩，当地面未出现冒浆时，可适当提高水泥灌入量，一般控制在2 000 kg左右或以桩顶冒浆（即1.8 dt，d为桩直径，单位：m）来控制；⑦对注浆压力高于7 MPa，可灌性差的桩，现场采用浓浆、慢速注浆及注注停停间歇注浆的办法，其终止时间以注浆压力控制，最大注浆压力不高于10 MPa，且水泥量不少于800 kg。

6 桩端后注浆施工质量控制效果

本工程完工后，由建设方、监理方、设计院及质量监督站随机确定20根桩进行单桩承载力检测，30根桩进行钻心法检测。检测结果承载力均达到设计要求，桩顶变形为 4.67～19.05 mm满足规范要求，桩端沉渣厚度0～30 mm，均在允许范围内。工程质量合格，后注浆质量控制效果显著。

7 结束语

桩端后注浆作为处理桩底沉渣、提高单桩承载力确保桩身质量的有效措施和有力保证，在越来越多的工程中得到广泛应用。本工程的园满结束，得益于冲孔灌注桩后注浆工程质量控制措施的有效实施。工程质量可控，有力地支持了工程建设的进度要求，获得很好的经济效益及社会效益。也为今后类似工程的施工，打下坚实的技术基础。