钻孔灌注桩后注浆技术的应用

唐秀兵宋喜军

摘要：叙述了灌注桩后注浆适用的地质条件，加固机理，参数的确定，施工工艺及在实际工程中的应用，从而使工程的质量得到质的提升，经济效益也得大大提高，更加提高人民的生活质量，防御一些工程常见的通病。

关键字：灌注桩后注浆， 技术， 效益

Abstract: describes the piles of geological conditions for after grouting, reinforcing mechanism, of parameters, construction technology and application in engineering, so that the quality of the construction get promotion of the quality, and the economic benefit is also greatly improved, more enhance the quality of people''s life, defense, some engineering common failing.

Key words: after grouting pile, technology, the benefit

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

四明家园工程位于北仑区四明山路北、中河路东，建筑类别为二类高层建筑，上部建筑耐火等级均为二级。本工程1#，2#、3#右半部分，4#为设少量柱剪力墙结构，3#左半部分为框架-剪力墙结构，配电房为框架结构。楼盖结构：采用现浇梁板式钢筋混凝土楼盖。承台主要类型有一桩承台、二桩承台等，主要截面1200mm×1200mm、1400mm×1400mm、3000mm×1200mm、2100×3500mm；采用钻孔灌注桩，共有710枚。本工程是典型的钻孔灌注桩，下面就来简述先钻孔灌注桩后注浆技术的应用。

二、钻孔灌注桩后注浆技术在我国的发展

注浆技术在国内以水工部门应用较早，目前我国已建造30m以上的水坝近3000座，其中高于100m的高坝有20余座。水工建筑物采用灌浆技术改善复杂地基性能，解决了许多建筑物防渗和加固难题。从1964年开始，在湖南水口山矿山进行防水帷幕的注浆施工，可以说，经几十年灌浆工作者的努力，我国水利水电工程建设中，在灌浆工程领域已具备了众多的材料种类和工艺技术，积累了丰富的工程经验，其中某些方面已达到了相当高的水平，和国际上也逐步接轨，并在某些方法上有独到之处。然而，钻孔灌注桩后注浆技术在我国各个领域都得以广泛的应用，在房建可以解决常见的一些通病，可以更好提高房屋建筑的安全性能，并且能延长建筑使用寿命，是建筑工程中值得研究和使用的一种技术。

三、灌注桩后注浆施工工艺

1.1 后注浆技术施工

灌注桩后注浆技术是指在钻孔灌注桩成桩之后，通过预埋在桩身的压浆管在一定压力下向桩侧泥皮、桩底沉渣及桩周土层中注入一定量的水泥浆液，提高桩基承载性能。当采用桩端桩侧联合注浆时，为避免桩端注浆时浆液沿桩侧软弱面冒出，宜先采用桩侧注浆封堵，再进行桩端注浆。同理，当采用多层桩侧注浆时，宜由上向下逐层进行。

1.2 注浆参数的选择

1.2.1 注浆量

注浆量应由桩径、桩长、桩周土层特性以及承载力提高幅度要求等诸多方面决定，刘金砺等

提出的计算公式：桩端注浆量： GP= π（h·t·d + ξ·n·d3）× 1 000 （1）

桩侧注浆量： Gs= π[t·（L - h）+ ξ·m·n·d3] × 1 000（2）

式中，d 为桩径；L 为桩长；h 为桩底注浆时浆液沿桩侧上返高度；t 为包裹在桩侧的浆液厚度，其值与桩周土性状和灌注桩施工质量因素有关，取值范围一般为 5 ～ 20 mm；n为桩底或桩侧土的天然孔隙率；ξ 为注浆率，对于卵、砾、中砂取值范围为 0.3 ～ 0.7，对于粘性土、粉土、粉砂中取值范围为 0.2 ～ 0.3；m为桩侧注浆花瓣横断面数，对于纵向波形布点情况，m值取注浆点数的 1/4。

1.2.2 注浆压力

注浆压力是指在不会使地表产生隆起和基桩上抬量过大前提下，注桨时能采用的最大压力。注浆压力值与土层的密度、强度、初始应力以及钻孔深度、注浆位置、注浆次序等因素有关，其中部分因素较难准确预知，因此宜通过现场试验确定。可灌性好的土层注浆压力一般在 4MPa以下，可灌性较差的土层注浆压力可达 4 ～ 8MPa

1.2.3 浆液浓度

不同浓度的浆液特性有所不同：稀浆 （水灰比约为0.8 ∶ 1） 流动性强，便于渗透加固桩侧、桩底松散土体；中等浓度浆液 （水灰比约为 0.6 ∶ 1） 主要起充填、压实、挤密作用；浓浆 （水灰比约为 0.4 ∶ 1） 则对已经注入的水泥浆液起脱水作用。因此，可以通过多次注浆，水泥浆液由稀到稠分级注入，并采用对应注浆压力的方法，提高注浆效果。工程实践表明，采用 0.5 ~ 0.55 水灰比的浓浆

可以取得较佳的灌浆效果。

1.3 注浆适用土层

浆液在不同土层中的扩散范围不甚相同，土颗粒越粗，浆液扩散范围越大。桩端持力层为薄砾石层时，注浆扩散半径可达 3.5 倍桩径以上。在土颗粒较小的土层中，浆液分布不连续，充填不均匀，多以薄层状分布，厚度变化较大，且浆体与土颗粒较难相互掺和。对比分析大量现场静载试桩试验结果，桩底注浆桩承载力增幅随桩端持力层土颗粒增大而增大，砾石层是最理想的桩底注浆层。。

四、钻孔灌注桩后注浆技术在建筑应用效果

4.1加固机理

在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设， 桩混凝土强度满足要求后，将水泥浆液通过钢管由压力作用压入桩端的碎石层孔隙中，使得原本松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体。水泥浆液在压力作用下由桩端在碎石层的孔隙里向四周扩散，对于单桩区域，向四周扩散相当于增加了端部的直径，向下扩散相当于增加了桩长；群桩区域所有的浆液连成一片，使得碎石层成为一个整体，从而使得原来不满足要求的碎石层满足结构的承载力要求。在钻孔灌注桩施工过程中，无论如何清孔，孔底都会留有或多或少的沉渣；在初灌时，混凝土从细长的导管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成“虚尖”、“干碴石”；孔壁的泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合，降低了摩擦系数，以上几点都影响到灌注桩的桩端承载力和侧壁摩阻力。浆液压入桩端后首先和桩端的沉渣、离析的“虚尖”、“干碴石”相结合，增强该部分的密实程度，提高了承载力；浆液沿着桩身和土层的结合层上返，消除了泥皮，提高了桩侧摩阻力，同时浆液横向渗透到桩侧土层中也起到了加大桩径的作用。以上几点均对提高灌注桩的单桩承载力起到不可忽视的作用。

4.2应用的效益

我国的高层建筑迅猛发展对地基承载力的要求越来越高，从而出现种种建筑的常见病害，病害主要包含两种：砼结构病害（主要为受力结构部分，如地下基桩基础、剪力墙、柱、梁等部位）；楼房墙体渗漏、施工缝渗漏，女儿墙、排水管穿墙孔渗漏等。房屋渗漏病害一般出现在建筑使用之后，而使用常规方法对已装饰过的建筑结构有较大的影响，一般会造成凿除量大，甚至影响房屋的使用寿命。所以在基础形式一般采取灌注桩基础，为了满足设计要求，灌注桩的持力层要求是较为完整的岩石层，桩长和桩径尺寸往往做的很大，使得地下部分的造价在整个工程总造价中占有较大的份额，同时，由于桩长很长，给施工造成很大的困难。在我国有些地区，地貌属于山前冲积平原单元，地质在穿过粘土层后，是一层较厚的碎石层，能否将这一地层加固，达到设计要求，作为基础的持力层呢？钻孔灌注桩后压浆技术加固桩端地基的方法，大大缩短了桩长，取得了良好的经济效益。

五、结语

虽然我国对注浆技术的研究和应用起步较晚，20世纪50年代初才开始起步，但是经过经过60多年的努力，我国在注浆技术方面已取得较大的进展，特别是在水泥注浆材料的研制方面已处于世界先进行列。多年的实践已经证明钻孔灌注桩后注浆技术在工程中应用的效果，其对建筑行业作用的重要性是功不可没，以上的个人简述希望能为以后的工程得以帮助。