冲孔灌注桩桩端后注浆技术及其应用

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摘要：本文介绍了冲孔灌注桩桩端后注浆技术的基本原理，并结合某一具体工程实例，对其设计要点、施工工艺、质量控制要点及实施效果进行了阐述并作相应的分析论证，为后期工程的实施积累宝贵经验，亦可作为其他同类项目的重要参考资料。

关键词：冲孔灌注桩；桩端后注浆；承载力；沉降量

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

前言

众所周知，泥浆护壁灌注桩桩底沉渣是制约单桩承载力和沉降量的主要因素。大量工程实践证明，桩底沉渣过厚会导致单桩承载力显著降低和沉降量显著增大。因此，研究及应用一种有效的技术措施来处理沉渣，提高单桩承载力和减少沉降量，已成为当前桩基工程实施中亟待解决的重大技术问题。桩端后注浆技术是一项用于工业与民用建筑、道路桥梁等土木工程领域，主要解决桩底沉渣过厚及改善持力层岩土的力学条件，提高单桩承载力和减少沉降量的一项重要技术。桩端后注浆技术同时也是国家正在大力推广的应用技术之一。有鉴于此，本文在对桩端后注浆技术基本原理分析的基础上，结合具体工程实例阐述桩端后注浆技术有效处理桩底沉渣问题，显著地提高了单桩承载力和减小沉降量，缩短了桩长和缩小了桩径，加快了施工进度和降低了工程造价，进一步推进了该技术在工程建设领域的应用。

工程概况

某热电联产项目位于广东省珠海市高栏港经济区内，本期建设2×390MW级改进型(F级改进型)燃气蒸汽联合循环热电联产机组，远期规划4×390MW级改进型(F级改进型)燃气蒸汽联合循环热电联产机组。厂址原始地貌类型主要为海积平原、滩涂及洼地等，场地上覆第四系覆盖土层按成因类型主要有人工成因的填土及填石，海积成因的淤泥质土、粘性土、砂土及残积成因的砂质粘性土等，下伏基岩为燕山期花岗岩。本期工程设计的φ1000mm桩端后注浆冲孔灌注桩近1000根，主要分布于烟囱、锅炉、燃机、汽机、主厂房等重要部位，均为端承摩擦桩，设计入强风化花岗岩深度5m~9m，桩身砼强度为C35，平均桩身长度为50m，平均单桩竖向承载力为5500KN。

桩端后注浆基本原理

桩端后注浆技术的基本原理是在灌注桩成型并达到一定强度后，利用高压注浆泵将水泥浆或水泥与其它材料的混合浆体，通过预埋在桩身中的注浆导管注入桩端持力层。所注入的浆体对桩端虚土和桩端附近的桩周土层起到渗透、填充、挤密、劈裂、置换及固结等多种形式组合的不同作用，消除桩底沉渣和泥皮的不利影响，改善持力层岩土的力学条件，从而提高了单桩承载力和减少了沉降量。在试桩阶段，进行了有无后注浆的桩基承载力对比，结果表明：经过后注浆的桩基单桩竖向承载力比没有后注浆的提高约30%。

注浆导管设计要点

后注浆导管采用2根φ32mm，壁厚3.5mm，内径25mm焊接（或无缝）钢管，接头采用套丝连接并涂密封胶，外面螺纹处用止水胶带包裹。每根注浆管下部设400~500mm花管，出浆孔直径φ8mm，按3纵排(每排4个孔)等距分布，用图钉将出浆孔堵严并外包裹约1mm厚弹性橡皮带，底部伸出钢筋笼50mm，上部伸出成桩孔口200mm。

施工工艺

（1）后注浆施工工艺流程:注浆导管制作钢筋笼内侧安装注浆导管下钢筋笼及注浆导管桩身砼灌注后7~24h用清水通管成桩2~25d注浆作业。

（2）后注浆施工要点

①注浆管在制作钢筋笼的同时制作，重点检查接头及花管制作质量。接头采用丝扣连接，在满足密封性的前提下螺纹段长度为30~40mm，有效管壁厚度不低于2mm，在大批量制作前先进行水压试验验证以上参数，并在施工过程中核实及改进。注浆导管在其最下部400~500mm制作成注浆喷头(俗称花管)，用图钉将出浆孔堵严，这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置，以保证顺利出浆及有效避免堵管。

②后注浆导管用12#铁丝对称绑扎在钢筋笼内侧主筋上，间隔2～3m，注浆管与主筋必须牢固可靠,，严防注浆管折断(严禁电焊固定注浆管时造成渗水渗浆)，并检查其通水性。

③下钢筋笼时应缓慢下放，花管随钢筋笼下放至孔底，不得悬吊，下笼受阻时不得撞笼，墩笼、扭笼。在每节钢筋笼下放结束时，必须在后注浆管内注入清水检查其密封性。后注浆管入孔后须立即向管内注满清水，并应在其上口立即拧上堵头，随即将其与钢筋笼固定，以防止泥浆进入注浆管和浇注砼时注浆管上浮。

④桩身砼灌注后7~24h内用清水疏通注浆管，通常加压3MPa左右，水量不宜大，贯通（以压力突降为判断依据）后即刻停止压水。

⑤注浆水泥为普通42.5号水泥，水灰比为0.6，进行后注浆时，注浆流量不应超过50L/min，正常注浆压力1.5~2MPa，终止压力2.5MPa。

⑥注浆量理论计算公式为Gc=（1.5~1.8）d，实际注浆量应由施工单位根据工程经验自行确定，试验桩的注浆水泥量为2~2.5t。后注浆作业开始前宜进行注浆试验，优化并最终确定注浆参数：注浆水泥量为2.5t。

⑦注浆作业宜于成桩2d后开始，不宜迟于成桩25d后。注浆作业与成孔作业点的距离不宜小于8~10m，桩端注浆应对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆，对桩群注浆宜先后内部。对露在孔口出地面的注浆管，要加强工序间协调保护，防止施工机械和人为损坏。

质量控制要点

按照分期分批的原则，对桩身砼浇注后2～25d的桩进行统计，并报监理工程师批准后才能进行后注浆作业。后注浆作业最好采用分区域一次性注浆，注浆时宜先后内部。施工过程中，应经常对后注浆的各项工艺参数进行检查。如对于注浆管，应检查其长度、材质、接口的质量等等。单桩竖向承载力及桩身完整性检测应在后注浆完成20天后进行。注浆时应做好施工记录，记录的内容应包括施工时间、注浆开始及结束时间、注浆数量、注浆压力以及出现的异常情况和处理措施等。

（1）注浆起始时间：成桩后2～25天。

（2）注浆与成孔作业点距离不小于8m。

（3）注浆顺序：同区域连续作业，先后内部。

（4）注浆终止的的条件：

①注浆总量和注浆压力均达到设计要求；

②注浆总量达到设计值的75%，且注浆压力超过设计值；

③注浆总量已达到设计要求的75%及以上，且地面已冒浆。

（5）注浆过程中异常情况的处置：

①当注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周边桩孔串浆时，应改为间歇注浆，间歇时间宜为30~60min，或调低浆液水灰比；

②施工过程中，应经常对后注浆的各项工艺参数进行检查，如发现异常应采取相应处理措施；

③当发现压浆机器发生故障时，应及时停机检修或更换，没有备用压浆设备的，不得进行后注浆作业。

效果分析

对烟囱、锅炉、燃机、汽机及主厂房基础随机挑选8根桩进行了竖向抗压静载试验，最终沉降量分别为：9.12mm、13.02mm、11.16mm、10.01mm、10.02mm、11.21mm、15.56mm、8.23mm，符合沉降量不大于50mm的规范要求。对以上桩基也进行了低应变和抽芯检测，桩身完整性良好，属于Ⅰ类桩。本工程采用后注浆技术取得了预期成效，不但有效解决了桩底沉渣问题，提高了单桩承载力及减小沉降量，而且大大缩短了桩长和缩小了桩径，降低了工程造价约1000万元，缩短了施工工期约2个月。

结束语

本工程实践证明：冲孔灌注桩桩端后注浆具有缩短桩身长度，缩小桩身直径，有效解决桩底沉渣问题，提高单桩承载力及减小沉降量，加快施工进度和降低工程造价的优点。为此，对后期项目或其他同类项目的实施具有重要参考价值，同时为后注浆施工工艺的推广提供了广阔前景。

作者简介：秦干明，（1978年4月―），男，广东广州人，工程师，从事建设工程技术管理工作。