冲孔灌注桩桩端后注浆施工实践

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摘 要：以某房建项目冲孔灌注桩桩端后注浆施工实践为例，总结分析了冲孔灌注桩桩端后注浆施工技术和质量控制。

关键词：灌注桩；桩端后注浆

冲孔灌注桩桩端后注浆是在冲孔灌注桩成孔后将注浆管绑附于钢筋笼内侧并与钢筋笼一道下入桩孔中，然后浇捣混凝土，待混凝土达到一定的强度后通过注浆泵将配制好的水泥浆从注浆管中压入工程桩桩底，水泥浆在注浆泵的压力下渗透和劈裂桩底沉渣和桩底一定范围的土体中，胶结固化沉渣、加固桩底一定范围内的土体，使桩端持力层承载力得到提高，从而提高工程桩的承载力，有利于控制桩基的沉降，也有桩端利于持力层的选择，从而可缩短桩长并降低基础工程造价。其技术关键在于如何将一定量的水泥浆体送达桩底，并使之留驻在桩底周围的范围内。

1、工程概况

某房建项目为1#、2#住宅楼工程，地下二层、地上四十七层，总建筑面积约5万m2，桩基采用冲孔灌注桩，桩径1100 mm，单桩竖向抗压承截力特征值8000KN，单桩竖向抗压承截力设计值10300KN，桩基持力层为第（12-2）层（即强风化花岗岩层2），桩长约50-60 m，1#楼桩数146根，2#楼桩数134根。

2、施工技术要求及施工准备

2.1注浆技术参数

（1）注浆管：采用DN30焊接钢管，壁厚2.5mm，桩身内对称埋设2根注浆管，为便于注浆施工，注浆管伸至自然地面以上400mm。

（2）注浆水灰比：注浆采用纯水泥浆，根据规范规定，饱和土（地下水位以下）水灰比宜为0.45～0.65（质量比）。

（3）注浆量：单桩注浆量可按下式估算

式中 ――注浆量，以水泥质量计（t）；

――为桩端注浆量经验系数，=1.5~1.8；对于卵、砾石、中粗砂取较高值；

――基桩设计直径（m）。

本工程设计要求每根桩注浆水泥用量2.0吨。

（3）注浆压力：本工程设计要求注浆终压力≥3.5Mpa。

（4）注浆流量：不宜超过75L/min。

2.2机械设备：电焊机1台、双液注浆泵1台、卧式搅拌机1台、立式搅拌机1台、大水箱1个、压力表1台、潜水泵1台、配电盘1台、输浆管100m、电缆100m。

2.3材料准备

（1）注浆管：采用DN30焊接钢管，壁厚2.5mm。

（2）水泥：采用与冲孔灌注桩混凝土同品牌的42.5R普通硅酸盐水泥，施工前应进行见证取样送检，复检合格后方可用于注浆施工。

（3）水：采用洁净的自来水。

（4）其他辅材：包括胶带、胶皮、铅丝、堵头等。

3、施工过程

3.1施工基本流程

（1）1#、2#楼工程桩桩底注浆各自独立施工，分为2个独立的施工区域。各区域施工顺序为先注场地周边的工程桩，由外而内逐层内推，最后注场地中央部分的工程桩。

（2）工艺流程

3.2注浆管的制作与安装

（1）注浆管制作：在注浆管底端500mm范围内，钻孔径φ6～φ8，三对计12个小孔，成梅花形布置，同时将注浆管底端端头敲扁封口。注浆管底端500mm范围内先用胶带缠紧密封，再用胶皮铅丝包裹扎牢。注浆管与钢筋笼对应分节施工。

（2）注浆管安装：每节注浆管制作完成后，将注浆管绑在钢筋笼上，随钢筋笼下放并连接，接头采用套管焊接连接，要求焊接牢固、密闭。注浆管沿桩孔全长设置，与钢筋笼绑扎牢固一起伸至桩底，不得悬吊。为便于施工，注浆管伸至自然地面以上400mm。注浆管上端为丝扣并用堵头封堵，以备预压通道与注浆时接装球阀。每根桩均安装2根注浆管，确保注浆时水泥浆扩散的均匀对称及注浆的可靠性。

3.3预压水疏通注浆通道：预压水压力为1～2 Mpa，压通后压力自然下降，压水量以压通为止。预压通水后，应在24小时内进行注浆施工。

注浆前预压通水有三个重要作用：

（1）疏通注浆通道。

（2）将沉渣及泥皮中的细粒部分推至加固范围外。

（3）检查两根注浆管的联通性，以便采取措施充分发挥两根管的可注性，若只有一根管可注，应调整注浆工艺参数，使注浆均匀有效。

3.4注浆施工

（1）注浆施工以可注入为准，尽可能采用浓浆、低压慢注及间歇注浆，以利于定量水泥浆体留驻桩底有效范围内。注浆施工宜于成桩2d后开始，不宜迟于成桩30d后。注浆施工的工程桩距离冲孔桩机施工区域应大于8m。

（2）浆液搅拌要求：水灰比为0.45～0.65。为确保水泥浆搅拌均匀，水泥浆搅拌分二级搅拌。制浆时在卧式搅拌机内设置明显的容水标志，然后按与搅拌机内水量相应比例的水泥放入水中，进行一级搅拌3分钟。经筛网过滤后倒入立式搅拌机中进行二级搅拌，二级搅拌3分钟。浆液以浓浆、可注性好为宜。随着注浆压力的变化，浆液浓度也需适当调整，压力增大则浆液浓度也应相应增大。稀浆便于输送、渗透能力强；中等浓度浆液起填充、压实、挤密作用；浓浆则对已注入的浆液有脱水作用。所用浆液浓度一般先稀浆，再用中等浓度浆，最后用浓浆。

（3）将制备好的水泥浆用注浆泵通过输浆管压入预埋注浆管，对同一根桩的各注浆管依次实施等量注浆，注浆流量不宜超过75L/min。施工中注浆压力不是固定的，开始时压力较小，随着注浆量的增加压力会逐渐增大。压力过大或过小均会影响注浆的质量，注浆压力过大容易产生冒浆和跑浆，压力过小浆液在土体内又不易实现劈裂、挤压及渗透作用。注浆压力应根据桩长、土层的性质等因素来确定，桩身越长，桩端土强度越高，则所需的注浆压力就越大；桩身越短，桩端土强度越低，则所需的注浆压力就越小。本工程设计要求注浆终压力≥3.5Mpa。

（4）注浆量：应确保注浆量满足设计要求。注浆量大则浆液的有效扩散半径也大，对桩底端及桩侧周围的土层加固范围就越大，单桩承载力越高，但过量注浆会增加不必要的消耗，可通过公式计算及试注浆确定注浆量。本工程单桩注浆水泥用量2吨。

（5）间歇注浆：当注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围桩孔串浆，应改为间歇注浆，间歇时间宜为30-60min，或调低浆液水灰比。

3.5注浆结束标准：当满足下列条件之一时可终止注浆：

（1）注浆总量和注浆压力均达到设计要求；

（2）注浆总量已达到设计值的75%，且注浆压力超过设计值。

3.6注浆施工过程可能出现的问题及技术措施

（1）出现桩周冒气、冒水泡或冒浆现象，应改用浓浆低压慢注，延长间歇时间或注注停停，直到注入预定水泥量为止。

（2）出现注浆压力不能上升现象，应改注最浓浆液，并延长间歇时间。

（3）可注性较差的桩，应采用稀浆、高压、小泵量连续灌注。

（4）注浆管失效：同一根桩中若有一根注浆管失效，且另一根注浆管可灌性较差，则应以稀浆为主，以确保用单管也能注入预定水泥量。若两根注浆管都失效，应及时上报监理（建设）单位联系设计院出具处理方案，同时对其周边的桩，用高压稀浆适量多注。

4、质量控制措施

4.1各种原材料进场时，应组织检查验收，确保原材料合格。水泥进场应复检，压力表应检定，焊接钢管应外观完好、无裂缝和孔眼等。

4.2对进场的作业人员进行认真的技术交底，并要求焊工现场操作以验证其焊接技术是否符合要求。

4.3注浆管的制作成品应进行检查验收，确保注浆管制作质量。

4.4下钢筋笼时，在对钢筋笼连接质量检查的同时，重点对注浆管套管接头焊接质量进行检查，确保每节注浆管之间焊接无虚焊或击穿，并与钢筋笼绑扎牢固。

4.5下放注浆管过程及时复核注浆管安装长度，确保与桩孔实际深度相符。

4.6下完注浆管之后，应及时灌注清水，并及时对注浆管上端孔口进行封堵，确保封堵严密。

4.7注浆管采用清水预压通水后，应在24小时内按流程进行注浆施工，确保注浆质量。

4.8注浆施工应做好试注浆记录、后注浆作业记录、特殊情况处理记录等。

4.9在桩身混凝土强度达到设计要求的条件下，静载试验应在注浆完成20天后进行。

4、实施效果

根据设计及规范要求，每幢楼抽取1%且不少于3根进行单桩竖向抗压静载试验，沉降量分别为24.23mm、12.93 mm、14.62 mm、27.00 mm、24.85 mm、26.06 mm，均在允许范围内，满足设计要求。

5、结语

冲孔灌注桩桩端后注浆在本工程施工实践中的成功应用，表明桩端后注浆能够有效地胶结固化冲孔灌注桩桩底沉渣、加固桩底一定范围内的土体，使桩端持力层承载力得到提高，从而大幅提高单桩的承载力，有利于控制桩基的沉降。

参考文献

[1]：建筑桩基技术规范，JGJ94-2008

[2]：建筑地基基础工程施工质量验收规范,GB50202―2002

(作者单位：福建建工集团总公司)