冲孔灌注桩桩底注浆技术的应用研究

蔡宣进

(福建联美建设集团有限公司，福建厦门 361000)

作为近年来一种新工艺方法，桩底注浆在冲孔灌注桩中得到了广泛应用，由于成孔工艺自身的缺陷，冲孔灌注桩很容易导致出现桩周泥皮以及桩底沉渣等各种隐患，故在成桩过程中将注浆管路和注浆装置预埋在桩底或桩侧，直到桩身具备了一定的强度之后，将以水泥为主剂的浆液通过高压注浆泵压注的方式从注浆管路中注入进去，这样就能够有效的固化桩侧泥皮以及孔底沉渣，从而可以将传统灌注桩施工工艺固有缺陷消除，最终能够有效地实现对沉降量进行控制以及提升桩的承载力这样一种先进的科学技术方法。

1 工程概况

美伦·山景叠苑工程位于德化县东北角王厝山，场地北侧为老省道S203、南侧为新建省道S203。建设用地面积140 551.76 m2，总建筑面积392 990.1 m2，该工程为山地建筑，占地面积大，分多期进行开发施工。本期工程含16号、17号、30号～33号楼，基础桩基均采用冲孔灌注桩，同时采用桩底注浆工艺，桩径700 mm～800 mm，其中16号、17号楼240根，30号～33号楼184根。根据勘察院提供的岩土工程勘察报告，本期场地岩土层的分布及其特征分述如下:①杂填土(Qml4):人工堆填而成，以碎块石、建筑垃圾及粘性土为主，分布不均匀，局部富集，部分钻孔揭示回填块石;②粉质粘土(Qdl4):第四系坡积成因，韧性中等，干强度中等～高，以粘粉粒为主，局部含有坡积角砾。③凝灰熔岩残积粘性土(Qel):其属特殊性土，具有泡水易软化、崩解使强度降低的不良特性。④全风化凝灰熔岩(J3):该层具有遇水易软化的特点。属极软岩，极破碎，岩体基本质量等级分类为Ⅴ类。⑤砂土状强风化凝灰熔岩(J3):原岩结构已基本破坏，岩芯呈砂土状，岩体结构散体状，标准贯入实测击数N≥50击，岩体基本质量等级分类为Ⅴ类。⑥碎块状强风化凝灰熔岩(J3):凝灰熔岩风化而成，原岩结构大部分破坏，力学强度高，岩体基本质量等级分类为Ⅴ。⑦中风化凝灰熔岩(J3):凝灰熔岩风化而成，风化中等，基本不可压缩，力学强度高，岩体基本质量等级分类为Ⅵ。

2 桩底注浆原理及受力机理

冲孔灌注桩桩底注浆技术是在成桩过程中，在钢筋笼内预制注浆管路，待桩身混凝土达到一定强度后通过注浆管路采用高压注浆泵注入水泥浆液的一种新工艺。

1)桩底注浆是通过渗透、挤密和劈裂作用对桩底沉渣进行固结，在桩端持力层一定范围内形成水泥浆液和土的复合体，改善了持力层的物理力学性能，恢复和提高持力层土体强度，同时在桩端形成了扩大头，增大了桩底受力面积，从而提高了桩端的承载力。

2)桩底注浆可以大幅度提高桩侧摩阻力，在注浆压力作用下，水泥浆液从桩端沿桩上窜渗透，并对桩周泥皮进行挤密、置换、胶结和空隙充填，在桩周形成爪牙状水泥浆液和土的复合体，如同树根植入土中，从而使桩侧摩阻力大幅度提高。

3 桩底注浆施工工艺

1)注浆管的制作与安装:注浆管采用DN15焊接管，每根管的两端要进行套丝，注浆管端部喷头采用约25 cm长直管制作，直管部分间隔钻6个～8个孔，孔径为6 mm，相邻孔交错布置，孔口毛刺要挫平，然后用胶布包上，缠紧密封，最后用橡胶皮包上并用铁丝扎紧，直管部分的一端用堵头封住;注浆管要随着钢筋笼一起下放，紧贴钢筋笼对称预埋2根注浆管至桩底，并与钢筋笼固定在一起，每隔1 m绑扎一次，注浆管之间采用丝扣连接，用生料带包裹后再拧紧丝扣，以避免渗水，预埋管的总长度由冲孔灌注桩的孔深确定，上端露出地表面应大于0.3 m，管上端应与钢筋笼用铁丝固定，同时注浆管的直管部分即出浆口必须埋到桩端的沉渣内，一方面可避免出浆口被混凝土包住无法注浆，另一方面可以让水泥浆充分加固桩底沉渣。

2)注浆管试水试验:每节压浆管随钢筋笼下放时进行试水试验，通过试水试验可以确认注浆管是否渗漏，如果发现水柱灌不满或水位下降，则要详细检查丝扣连接部位，检查密封性能，钢筋笼安装完毕后应进行第二次清孔，在灌注混凝土之前应重新检查注浆管的水位，无异常后用堵头将注浆管的上口封闭，若发现漏水应沿桩身钢筋笼重新安装一根备用注浆管。

3)压水试验:压水试验前应先找出注浆管头，拧开堵头，若发现丝扣破坏应锯了管子，然后重新套丝并与外围主管路连接，压水试验是注浆施工前的一道重要工序，通过压水试验可以疏通注浆管路，同时提高桩端可灌性，其压水试验结果是选择注浆工艺参数的重要依据之一，根据设计要求，在冲孔灌注桩成桩2 d后，向注浆管注入清水进行压水试验，压力一般控制在2 MPa～4 MPa，压水量一般控制在0.6 m3左右，水能不断压入，同时压力也能稳住说明开塞成功。

4)注浆施工:在成桩2 d后就需要实施压浆工作，同一承台桩按照先四周桩后中心桩的压浆顺序进行施工，同时满足开塞、注浆两个条件的桩，应边开塞边注浆并按照低压慢注、先稀后浓的原则进行注浆操作。根据工程地质情况、现场试压情况、设计院要求及以往施工经验浆液水灰比按0.6～0.7控制，单桩最大注浆水泥用量按1.8D t(D为桩的直径，单位为m，外围桩再乘以1.2倍)来控制，终压压力控制在3.0 MPa～4.0 MPa。

4 注浆质量的保证技术措施

严格按照工艺要求制作注浆管端部喷头，认真检查每根注浆管的安放位置是否恰当、是否沉放到孔底、注浆管对接部位是否牢固、无漏气、漏水，上下管口是否封堵严实;严格按照设计要求的水灰比调制浆液，先小后大、缓慢加压的原则，控制好注浆压力;以注浆量为主，注浆压力为辅，采取一切科学可行的措施，确保单桩注浆量达到或接近设计要求。

5 异常情况及处理措施

1)出浆口打不开:同一根桩的注浆管，如果压力达到设计要求仍然打不开出浆口，说明注浆管路已出现损坏或堵塞，不要强行增压开塞，可在另一根注浆管注浆时补足相应的注浆量。若注浆时发现两根注浆管都无法开塞时，群桩时邻近桩的相邻压浆管也应补足相应的压浆量，单桩应重新引管注浆。

2)出现冒浆:注浆过程中经常发现冒浆现象，如果水泥浆液从本桩侧壁地面冒浆且注浆量也满足设计要求或是在其他桩或者地面上冒出，说明桩底已经饱和，可以考虑停止注浆;若浆液从本桩侧壁冒浆且注浆量较少，应暂停压浆，并将压浆管内的水泥浆用清水或压力水冲洗干净，停止1 h左右，等已注入的水泥浆液固化、堵塞冒浆的毛细孔道后再进行复压，如此往复，直至达到设计压浆量。

3)压力过小:注浆初期遇到注浆量达到设计要求但压力很小时，应适当增加注浆量或采取间歇注浆。

6 质量检验

静载试验按照国家行业标准的有关规定进行，试验加荷方式为慢速维持荷载法，分别对16号、17号、30号～33号楼3个单位工程各选3根桩进行单桩竖向抗压静载试验，其中高层住宅单桩竖向抗压极限承载力为10 000 kN，多层单桩竖向抗压极限承载力为6 200 kN，各试验桩静载试验结果表明，各单位工程在最大试验荷载下桩顶累计最大沉降量分别为 18.66 mm，20.01 mm，26.40 mm，沉降量较小，均满足设计要求。

7 结语

本文对冲孔灌注桩桩底注浆技术的应用进行了分析和介绍，桩底注浆工程以水泥量为主控因素，以注浆压力为附控因素。由于冲孔灌注桩承载力在很大程度上受到了桩身质量、桩径、桩长以及桩端土等的影响，因此在具体的施工过程中要根据现场的实际情况，从而有针对性的确定桩底注浆工艺和参数，实践证明桩底注浆可以有效地提高桩的承载力、减少沉降量，经济和社会效益显著。

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