浅析桩端后注浆技术在冲(钻)孔灌注桩中的应用
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摘要：文章通过对冲钻孔灌注桩成桩质量的分析，结合工程实例详细介绍了桩端后注浆施工技术，并通过注浆效果和桩基试验分析，表明桩端后注浆技术能有效改善桩土界面条件，提高单桩承载力和减少桩基沉降。
关键词：桩端后注浆；施工工艺；静荷载试验
中图分类号：TU753.3 文献标识码：A 文章编号：1006—8937（2012）23—0159—02
冲（钻）孔灌注桩单桩竖向承载力较高，因此，冲（钻）孔灌注桩适应于不同地质条件，噪音低，不会对周围环境造成较大影响，并且其施工较为简单，不会产生挤土效应等，该桩基础施工技术在各种建筑工程中被广泛应用。但是冲孔灌注桩在施工过程中也存在着一些不足之处：首先，其在成孔过程中因为具有较大的泥浆比，因此很多泥浆会由于重力作用而沉淀，在成孔之后其孔底会沉积一层0.4 m左右难以清除的沉渣。其次，桩侧泥皮过厚，导致侧摩阻力明显下降。桩端后注浆技术能有效解决上述存在的问题，因此，该技术被不断推广应用。本文针对厦门某工程，对其工程中桩端后注浆技术的应用进行了分析。
1 工程概况
厦门某工程位于集美区杏林湾集美新城核心区，地下一层，地上4～23层，由4栋单体组成，总建筑面积124 900 m2（其中地上97 602.22 m2，地下27 297.78 m2）。主体结构为框架—剪力墙—核心筒体系，地基基础设计等级为二级，纯地下室部分基础采用静压预应力高强砼PHC管桩，主楼部分基础采用冲（钻）孔灌注桩，桩径为1000 mm，共532根，桩身砼强度等级为C35，冲（钻）孔灌注桩成孔控制条件：以桩长和桩端进入持力层的长度为双控条件，有效桩长≥26 m ，进入持力层深度≥1.0 m，单桩竖向抗压承载力极限值为13 000 kN。
设计要求冲（钻）孔灌注桩持力层为中风化花岗岩层■。根据工程地质情况分析，本工程土质为素填土①、淤泥{2}、中粗砂{3}、粉质粘土{4}、中粗砂{5}、残积土层、脉岩残积粘性土■、全风化花岗岩■、全风化脉岩■、砂砾状强风化花岗岩■、土状强风化脉岩■、碎块状强风化花岗岩■、碎块状强风化脉岩■、中风化花岗岩■及中风化脉岩■等土层，且淤泥质土、残积砂质粘性土土层偏厚。设计要求本工程冲（钻）孔灌注桩采用桩端后注浆施工工艺，通过桩底后注浆固化沉渣（虚土）和泥皮，并加固桩底和桩侧一定范围的土体，以大幅提高桩的承载力，增强桩的质量稳定性，减少桩基沉降。
2 后注浆施工工艺流程
施工工艺流程为：施工参数选择冲（钻）孔成孔清孔、验孔注浆管埋设、下钢筋笼灌注桩桩身砼、养护注浆管压水开塞制浆注浆达到设计预定注浆量和终压封孔冲（钻）孔灌注桩检验。
3 后注浆施工方法和技术要求
3.1 设定合理的注浆参数，选择合适注浆方式
首先，经过商议，该工程中注浆方式为间歇式，实际注浆时间比间歇时间短。对于灌注性不良的桩基，可以采用连续小量方式灌注；可在2 d后进行注浆作业，最晚不能在一个月以后。确保注浆量在75 L/min以内。在确定注浆量时，一般来说，单桩应该根据其桩身长度、直径、桩基的承载力以及土层的性质，注浆方式等进行选择，并按照工程指导书中的公式进行计算，该项目每一根桩基所采用的注浆量为2 t。实际注浆量可以根据施工现场需要以及地质条件进行合理调整。
其次，后注浆中施工工艺各项参数的优化设计对于提高单桩的承载力具有重要意义，因此，应该注重水灰比以及注浆压力等的设计。水灰比一般不能太大或太小，前者会导致注浆困难，后者会促使水泥的离析。本工程中根据工程实际，最终确定水灰比为0.5左右，一般采用普通的硅酸盐水泥。另外，注浆压力的设计也是重点内容之一。在控制注浆质量的过程中一般采用双控方法，即注浆压力和注浆量同时控制。将注入水泥的量作为主要控制，并辅助以泵送终止压力的控制，如果注浆量尚未达到预先的设定量，可以继续压浆，但是当压力升到一定程度时则需停止。因为注浆压力太大的话，不仅会导致水泥浆离析的现象，不利于管道的畅通，也会对碎石层起到一定的扰动作用，使得整个桩体都向上浮动。在计算注浆的终止压力时，需要根据注浆点的深度以及土层的性质来加以确定，并根据规范的计算公式，本项目中经过试验和计算，得出容许的注浆压力为8 MPa左右。
总的来说，工程中各项参数确定会由于地质条件、工程实际等条件不同而产生差异，因此，需要首先预定各项参数，并结合试验结果对其进行调整，以确保注浆参数的科学合理，确保施工的质量。
3.2 制作注浆管
注浆管的制作一般跟钢筋笼的制作同时进行。本工程中选用的注浆管的长度为6 m，管壁厚度为2 mm，注浆管的直径为50 mm，材料是镀锌钢管，在管道连接的时候利用丝扣进行连接。制作完毕之后，在进行加工之前，应该对注浆管的质量进行再次检查，确保其不存在裂缝，不出堵塞或者空洞的现象。通常来说，每一根桩需要在其轴心对称的两端分别布置一根注浆管，并确保在连接每一节注浆管的丝扣时，其加工长度在30 mm以上，确保注浆管的连接质量和稳固性。同时设计要求在注浆管的底部设置一个逆止阀，确保注浆阀可以承受的静水压力在1MPa以上，同时，在注浆阀外部应该有一定刚度材料的保护层，以有效抵抗砂石及其他硬质物对注浆阀的刮撞。在确定注浆管的长度时，应该依据其桩深，通常比地面高出400 m左右。
3.3 安装注浆管
在安装注浆管之前应该对其进行试水试验，如果发现水位出现下降现象或者管内的水柱灌不起来的情况，应该对连接处进行详细检查，查看密封性能，如果性能不良的，应及时更换，并再次进行试水试验之后安装。注浆管应对称绑扎于加劲箍内侧，和钢筋笼的主筋靠在一起，并绑紧，在每一道加劲箍的地方固定绑扎点，确保绑扎点距钢筋笼底部在150 mm左右。注浆管之间采用丝扣接头进行连接，并采用麻丝或者胶带等在丝扣连接的地方缠绕拧紧，可以采用铁丝将其和钢筋笼固定在一起，每隔两米绑扎一次。在安装注浆管的时候应该使其随着钢筋笼缓慢进入，不能采用强力下放注浆管，以免损坏注浆管底端部上的逆止阀，避免将泥沙灌入注浆管中将其堵塞。并用堵头将注浆管的上口封闭，防止泥沙或者其他物质掉落到注浆管中，堵塞注浆管。在放置完钢筋笼之后应该进行二次清孔，并在灌注砼之前对注浆管内的水面进行再次检查，如果发现漏水现象较为严重的，则可能是因为注浆阀发生了破坏或者是注浆管发生了断裂，这时候应该沿着桩身的孔壁安装另一根备用的注浆管，注浆管平面布置如图1所示。