粉土地区后注浆静压管桩施工技术

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摘要：

预应力混凝土管桩是近年来出现的一种新桩型。由于该桩型在地基加固、施工工期、工程造价及环保等方面与传统地基处理方法相比具有较大的优越性，因此在工程中得到了广泛应用。但是静压预应力混凝土管桩后注浆施工技术研究很少，理论的滞后制约了该技术的推广。本文在前人工作的基础上，通过现场足尺试验对静压预应力管桩桩底注浆前后施工技术进行了研究。

关键词：粉土，静压预应力管桩，桩底后注浆，施工技术

绪论

后注浆静压管桩施工包括管桩静压、后注浆施工两个步骤。注浆器与第一节注浆管是预先连接在第一节管桩上的，当采用多节管桩时，接桩时增加了注浆管连接步骤，其余与常规静压管桩施工基本相同，本文仅作一般介绍。管桩后注浆施工作为一种新技术，是本文的重点，本文作详细介绍。

管桩静压施工

后注浆静压管桩施工工艺与常规基本相同，包括：测量定位、桩机就位、吊桩调直、压桩、接桩与注浆管连接、送桩、检查验收、转移桩机，同一般静压管桩相比增加了注浆管连接。采用多节管桩时，把下节管桩桩头压至施工作业面上0.5~1.0m处，首先进行注浆管连接，然后再进行管桩接桩。注浆管采用管箍丝扣连接，管桩采用CO2气体保护焊连接。

3.后注浆施工

（1）设计参数与地质条件

后注浆静压管桩设计参数为：桩长14米，桩径500mm,壁厚100mm，桩顶标高为-1.2米，注浆压力为3MPa，注浆量为400 kg水泥。

场地所处地貌类型为黄河冲积平原地貌单元。场地地下水类型为第四系孔隙潜水，水位埋深0.80m，地下水变化幅度为1.0m，由大气降水和地下径流补给，水位变化不大。场地表层为素填土，其下依次为第四系全新统冲洪积粉质粘土或粉土、粉细砂层。 试验场地地层条件表明管桩桩底位于粉土层中，符合本文研究地质条件要求。

（2）施工工艺

管桩后注浆施工步骤包括：设备检查调试、拌制水泥浆、连接注浆管与注浆泵、注浆、终止注浆。后注浆设备采用1台BW320型高压泥浆泵与2台立式搅拌筒。

设备检查调试

主要检查压力表类型、量程、精度、注浆泵、输浆管等是否符合注浆施工要求。

由于注浆用水泥浆为具有一定粘度、易凝固的介质，因此宜选用抗震压力表，考虑到设计注浆终止压力为不小于3MPa，则选用最大量程16MPa，精度2.5级的抗震压力表足以满足要求，如图1所示。相应的衡阳探矿机械厂生产的BW-320型注浆泵为卧式三缸往复单作用活塞泵，该泵具有四档速度，最大流量320L/min，最大压力10MPa，满足注浆施工要求，如图2所示。输浆管采用内置钢丝的橡胶管，最大承受压力40MPa，满足注浆施工要求。

图1 压力表 图2 注浆泵

拌制水泥浆

根据后注浆设计方案，注浆用水泥型号为P.O42.5，水灰比0.6。拌制每桶水泥浆时，在搅拌桶中首先放入180kg水，然后边搅拌边投放水泥，共投入300kg水泥。水泥投放完毕至注浆前宜搅拌2min以上，保证水泥浆搅拌均匀。

水泥浆进入注浆泵前应进行两级过滤（如图3所示），并且过滤网要求达到20目以上，过滤水泥浆中粗颗粒，防止堵塞注浆泵。

连接注浆管与注浆泵

注浆管与注浆泵之间采用内置钢丝的橡胶输浆管连接，橡胶输浆管与注浆管之间采用变异接头连接。连接牢固后进行试压水试验，检查管路通畅情况及密闭效果。

图图3 水泥浆两级过滤系统

注浆

启动注浆泵，按照低档慢压的原则进行注浆。防止压力突然增大出现无法压浆的情况及浆液顺着桩身上窜或从其他地方冒出，保证桩端或桩周土体被水泥浆液逐步填充。注浆初始，压力较低，随着时间的推移，注浆量逐渐增加，压力也逐渐上升。

终止注浆

本试验中终压条件为注浆总量和注浆压力均达到设计要求。每棵试桩注浆时间约7~8min，注浆量都比设计400kg多，最大多出38kg。注浆完毕后，立即把注浆管的堵头拧紧，防止回浆而降低注浆效果。

（3）施工技术

注浆用水泥浆宜按设计水灰比配置，搅拌2min以上，并在2h内用完，采用20目以上滤网进行两级过滤，防止未搅拌均匀的水泥粗颗粒进入注浆泵造成堵塞。如发现注浆泵压力表指针摆动较大等异常现象，应停止注浆，查找原因，排除故障后再行注浆施工。

如果因故障停顿注浆时间过长，则应将注浆管与注浆器中的水泥浆用缓凝型浆液置换出来，输浆管与注浆泵用清水冲洗干净，待恢复正常后再行注浆。

注浆遵循低档慢压的原则。按照该原则注浆施工可有效防止压力突然增大出现无法压浆的情况，并防止浆液顺着桩身上返或从其他地方冒出。这样可以保证桩端或桩周土体被水泥浆液通过挤压、劈裂、渗透等作用逐步填充，达到提高桩周阻力的目的。

如果注浆量未达到设计要求，地表就出现浆液冒现象时，应暂停注浆，并将注浆管与注浆器内的水泥浆用缓凝型浆液置换出来，间隔1h后再行注浆，反复注浆，直至达到设计注浆量。

当注浆量已满足设计要求、但注浆压力较小时，不能盲目地认为注浆量达到设计要求就终止注浆，可能是桩周土存在渗漏通道所致。此时应采用间隔注浆、掺早强剂、封闭渗浆通道等方法，保证有效注浆量。

注浆终止条件为单桩总注浆量不小于400kg、注浆压力达到3MPa。

4.小结

（1）后注浆管桩静压与常规施工工艺基本相同，包括测量定位、桩机就位、吊桩调直、压桩、接桩与注浆管连接、送桩、检查验收、转移桩机。

（2）后注浆包括设备检查调试、拌制水泥浆、连接注浆管与注浆泵、注浆、终止注浆。

（3）后注浆遵循低档慢压的原则，终止注浆标准为注浆总量和注浆压力均达到设计要求。

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