试论灌注桩后注浆工艺在桥梁施工中的应用

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【摘 要】后注浆施工技术在桩基础施工中具有较为广阔的应用前景，但是，钻孔灌注桩后注浆施工还没有统一的全国设计、施工规程，在合理注浆量的把握、单桩承载力和注浆成功率等设计技术、施工技术上的问题上还有待进一步的研究和解决。本文分析了公路桥梁工程中钻孔灌注桩施工现状，结合后压浆技术的工程实践应用，详细阐述了后注浆钻孔灌注桩在公路桥梁建设工程中的施工工法，对标准化操作规程与质量控制标准进行总结，以供同行参考借鉴。

【关键词】公路桥梁；钻孔灌注桩；后压浆施工技术

1 引言

在我国基础建设工程大力投入的背景下，基公路桥梁事业与随之得到大力发展。在公路桥梁施工中灌注桩的后注浆施工技术得到广泛应用，其具有技术先进、质量可靠、施工速度快、成本低且符合环保要求的特点。但目前对于灌注桩后压浆技术的作用机理的认识尚没有明确的理论依据，相关的学术性研究较少，对后压浆灌注桩的承载力计算也没有明确的规范。展开灌注桩后压浆施工技术在高速公路桥梁桩基施工具有重要的理论意义和工程应用价值。

2 公路桥梁钻孔灌注桩基的施工现状

2.1 泥浆护壁成孔技术存在其特有的主要缺点

(1)成孔时不可避免地对桩周土造成卸载、松动、局部坍塌等扰动破坏，且桩越长、桩径越大，钻孔时间越长，其破坏程度就越严重；(2)泥浆的使用在桩和桩周土间形成承载力低的“泥皮层”，孔底残留的沉渣和泥浆沉淀物又在桩底形成一个“软弱层”；(3)卸载、松动、局部坍塌等扰动破坏大大减低了桩周土的强度和刚度，而“泥皮层”和“软弱层”更加加重了这种后果；(4)灌注混凝土在固化期间一般会产生凝固收缩现象，这将导致桩土间出现不可控制的细小缝隙。

2.2 设计和概念误区

上述各种原因使桩周土的承载力大大降低，桩基沉降增大。为使其沉降满足要求，人们通常不是采取办法减缓对桩周土的扰动破坏、恢复土原有的承载能力、加固处理“泥皮层”和“软弱层”、消除桩土间缝隙、增强浇注桩身强度等，而是往往采用增加桩长的方法。这样，长桩和超长桩的出现就在所避免，缺陷出现几率更高。

3 钻孔灌注桩后压浆施工工法

针对以上缺陷和不足，对于钻孔灌注桩应用后压浆技术得到了长足的发展和进步。根据后压浆技术在公路桥梁工程中不断深入的实践应用，经过不断修正和完善形成了公路桥梁钻孔灌注桩后压浆标准施工工艺。施工工艺要点根据后压浆技术工法的工艺流程，主要从施工准备、后压浆系统安装、制浆、注浆及异常情况处理五方面重点研究工艺要点。

3.1 施工准备

(1)后压浆灌注桩施工宜选择专业队伍进行施工。施工队伍应进行技术交底培训，培训合格后方可开始施工。

(2)后压浆施工机具进场时必须进行调试和检查，仪器、仪表等必须进行检验和标定。

(3)钢筋笼制作宜采用加劲箍成型法，保证钢筋位置准确无误，以便压浆管道精确定位安装。混凝土灌注过程中应注意防止钢筋笼上浮。

(4)寒冷季节施工时应做好压浆管路的防寒保暖工作。

3.2 后压浆系统安装

(1)压浆导管一般采用专用管，若灌注桩采用超声波进行无损检测，桩端压浆导管可利用检测管，但必须在检测管底部设置与桩端压浆阀相匹配的接头以便连接。

(2)压浆导管与钢筋笼采用铅丝绑扎固定，应牢固、均匀。桩端压浆管绑扎在加筋箍内侧，并靠近钢筋笼主筋，固定绑扎点为每道加劲箍处；桩侧压浆管绑扎在螺旋箍筋外侧，按1.5米间距绑扎。压浆导管的连接要求同灌注桩检测管连接要求，必须满足《公路桥涵施工技术规范》的规定。

(3)钢筋笼制作的同时绑扎压浆导管，首节钢筋笼起吊后入孔前安装桩端压浆阀，钢筋笼入孔过程中安装桩侧压浆阀。钢筋笼主筋如有接头，采用搭接焊时，整个焊接过程必须防护，确保压浆导管和压浆阀的安全。

(4)钢筋笼保护层钢筋在满足相关规范的基础上，每节钢筋笼不少于3组，每组不少于4个，以利于桩侧压浆导管和桩侧压浆阀的保护。

(5)钢筋笼入孔时，应对准孔位，缓慢轻放，避免碰撞孔壁，下笼过程中如遇阻力，不得强行下放，应查明原因后继续下笼并再次检查压浆系统，必须保证压浆系统安全可靠。

(6)压浆导管的顶端应高出桩顶(或工作面)0.5米；桩侧压浆导管底端应刚好在设计位置；桩端压浆导管底端应伸出钢筋笼底端，具体尺寸应根据桩底沉淀层厚度来确定。钢筋笼下放到位后，将钢筋笼加焊两根悬挂筋在孔口上穿杠固定，钢筋安放标高与设计标高一致，以确保桩端压浆阀位置准确。

3.3 制浆

(1)水泥浆液水灰比应按设计进行配制，现场施工时可根据地质水文情况及后压浆工艺进行适当调整。水灰比宜为0.5～0.9。

(2)制浆时应采用合适的度量方法进行配料，配料的允许误差为±5%。

(3)水泥浆液的搅拌时间：使用普通搅拌机时，应不少于3min；使用高速搅拌机时，宜不少于30s。浆液在使用前应过筛。

(4)寒冷季节制浆时，水泥浆液的温度应不小于5℃，拌和料应不含雪、冰和霜。炎热季节制浆时应采取防热和防晒措施，浆液的温度应不超过40℃。寒冷季节若采用热水制浆，水温不得超过40℃。

(5)水泥浆液从拌制至使用的最长保留时间应由试验来确定，一般不得超过4h。

(6)注浆量大并且集中时，可建立制浆站集中制浆输送。

3.4 注浆

(1)当桩基完整性检测合格后，方能进行后注浆作业。注浆工作宜在成桩后7～30天内进行。

(2)注浆前应对搅拌机、注浆泵等进行运转检查，对注浆管路等进行耐压试验。

(3)注浆顺序应按设计规定执行，若设计文件没有明确，可根据地质、水文情况由有经验的后压浆施工技术人员确定。注浆顺序一般应遵循先桩侧后桩端、先上部后下部、先后中心的原则。

(4)正式注水泥浆之前应先注入一定数量的清水。

(5)注浆终止压力应按设计规定执行，若设计文件没有明确，可根据地质、水文情况由有经验的后压浆施工技术人员确定。

(6)注浆量应按设计规定执行，若设计文件没有明确，可根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63－2007)有关规定执行。

(7)注浆过程中浆液流量要控制在75L/min以内，终止注浆时浆液流量不大于30L/min。

(8)若注浆量达到设计注浆量的70%，注浆压力超过注浆终止压力，且注浆压力一直较大时，可终止注浆。

(9)注浆终止持压时间为：5min。

(10)注浆过程中出现异常情况时，应查明原因并进行相应处理后方可继续注浆。

3.5 异常情况处理

(1)若遇到压浆阀不能正常开启，可适当调高注浆泵压力，用脉冲法冲通压浆阀，但最高压力不能超过10MPa。

(2)若出现地面冒浆，应根据具体情况采用堵塞冒浆通道、调整水灰比、降低注浆压力、间歇注浆等方法进行处理。

(3)若注浆量达到设计注浆量的70%，注浆压力还不足注浆终止压力的70%，且注浆压力一直很小时，应采取调整水灰比、间歇注浆、添加剂等方法进行处理。

(4)若遇到特殊地层，如：断裂带、流沙、软弱层、溶洞等，开技术专题会议研究处理。

4 结语

经过大量公路桥梁桩基后注浆技术的工程实践及承载力试验证明，采用后压浆技术后，更能确保桩基承载力，减小桩基沉降和离散性。《公路桥梁钻孔灌注桩标准工艺》为公路桥梁实体工程中全面采用后压浆技术提供了一定的依据和参考，同时也对其他相关行业中的工程应用起到了借鉴作用。

参考文献

[1]赵锡山，赵晋.钻孔灌注桩后注浆施工技术的原理与应用[J].西部探矿工程，2011，(12).

[2]沈静.灌注桩后注浆施工技术的应用[J].湖南交通科技，2010，(02).