四川首例后注浆钻孔灌注桩工程探讨

李卫华 徐可 刘建伟

中国水电基础局有限公司 天津 301700

1 工程概况

南充某项目是在四川首次采用该技术的工程。该项目部分楼盘建筑在河道回填区，回填层最厚达20m；基础采用板筏和灌注桩，成桩后采用注浆法对桩底、桩周接触带进行处理，以增加承载力。工程区地质情况自上而下分述如下：①回填层：主要由黏性土、泥岩碎块石等组成，混有块石；块石含量约15%～45%，粒径约为20mm～750mm，个别粒径超过1m，钻探揭露厚度15.0～20.40m。②粉质黏土层：呈可塑状态，干强度中等，韧性中等。钻探揭露厚度1.20～11.20m，平均厚度4.91m；层顶深度0.00～18.90m，层底深度1.60～24.00m。③粉土层：湿，稍密，干强度低，韧性差，钻进过程中有塌孔现象；钻探揭露厚度1.20～6.70m，平均厚度3.02m；层顶深度2.70～24.00m，层底深度5.50～26.30m。④基岩：泥岩，主要成分为黏土矿物，泥质结构，中厚层状构造；强风化带岩层裂隙发育，岩芯破碎，呈薄饼状，岩质软，厚度4.10m～5.90m。泥岩之下中风化带岩层裂隙较发育，岩芯较完整，呈短柱、长柱状，岩质较硬[1]。

2 项目设计要点

项目特殊之处有两点，一是上覆土较新较厚，最厚的地方达20米；二是桩端持力层初定为泥岩，该层岩质软，黏土含量高。单桩承载力特征值的设计需求为5000kN，因为在当地没有经验，需要通过工艺性试验来确定各种参数。试验桩桩径1.0米，桩长30米，桩端入岩3.0米。在试验桩模型中，桩顶以下20米范围为新填土，该层土尚未完成固结，在实际应用中将产生负摩阻力，因此桩侧注浆孔应低于该层土的层底，这样能达到使用最少的浆液达到最大的侧摩阻力。在实际应用中，设立一道桩侧灌浆孔，位于桩底以上8米处。桩侧设2根注浆管（其中1根备用），长度为距桩顶22m；桩端设2根注浆管，长度为桩顶至桩底，沿钢筋笼圆周对称设置[2]。4根试验桩基本情况如下：

表1 试验桩基本情况

试验完成后检查结果表明：桩身完整密实，混凝土与基岩结合紧密。经试验确定的注浆压力为：终止注浆压力桩侧不小于1.5MPa，桩端不小于3MPa；注浆量桩侧700kg，桩端1500kg。

3 后注浆主要注意事项

第一，注浆管单向阀的制作与安装。在注浆管底部设置单向注浆阀。注浆阀花管管径与连接注浆管的套管一致，高度60cm，开孔孔径8mm，沿轴向间距10～15cm，梅花形布置，共布置4排，每排4个孔。将管内铁屑清除干净后，在开孔处加图钉，然后用防水胶布、橡皮等严密包裹注浆管，以防止桩身混凝土水泥浆堵塞注浆管。管阀底口采用厚度不小于8mm的钢板焊接封堵。第二，后注浆施工要求。注浆作业点与成孔、成桩作业点之间的距离不小于10m，且该区范围内的混凝土灌注完成时间在2天以上。注浆顺序为先桩侧注浆，后桩端注浆，桩侧桩端注浆间隔时间不宜少于2h；桩端2根注浆管如一根管注浆已达到设计量，则另一根可不再注浆。群桩注浆先外围后内部。第三，压力注浆。确认注浆管路畅通后即可开始压力注浆。除粉土层外，其他地层正式注浆前采用2:1的稀浆初灌。灌浆压力无明显升高，灌入量达到200L后即可开始灌注标准浆液；达到以下条件之一时，注浆可结束：①注浆总量及注浆压力均达到设计值；②注浆总量达到设计值的75%，且注浆压力达到设计值的120%，并维持5min以上。

4 工程难点及对策

本工程钻孔灌注桩施工过程中也遇到些难点：①在回填层内钻孔容易漏浆、塌孔，特别是回填层与原始地层交界的部位和大量块石架空的部位；②在泥岩内钻进时出现钻具打滑、吸钻、糊钻等情况，造成工效降低；③孔底沉渣厚度需控制在5cm范围内，施工技术质量要求较高。

针对施工难点采取的主要措施是：①使用正电胶改善泥浆的固壁性能；对易塌孔的部位先使用冲击钻机穿透架空层，用冲击钻钻头将地层挤密后再使用旋挖钻机施工。②在泥岩中钻进时，一方面采用高速切削方式钻进；二方面优化钻齿的长度、角度和布置，减少钻头底刃的接触面积，增加切削能力。③采用旋挖钻机初步清底后，再用气举反循环法彻底清孔的工艺可保证沉渣厚度符合设计要求。

5 结束语

实践证明，旋挖和灌注桩后注浆两项先进工艺相结合具有明显的优势；首次在南充地区回填架空地层中应用取得了良好的效果，既加快了施工进度，又保证了工程质量，使灌注桩的施工达到了新的水平，为灌注桩施工新技术的进一步推广应用积累了宝贵的经验。泥岩作为持力层有很强的可灌性，且可使灌注桩的承载力得到提升，为该地区的桩基施工提供了更多的选择依据。