1 前言
储灰钢板库的结构原理完全不同于传统圆仓概念，它是一种全新理念的荷重储库，是粉煤灰输送及储存的一项重大发明。
钢板库桩基施工过程中，根据施工场地周围环境的实际情况、岩土工程报告，采用了灌注桩桩基后注浆施工工艺，指混凝土灌注桩成桩后通过设置于桩侧、桩底的后注浆装置，将水泥浆加压注入桩侧、桩底，通过浆液的渗扩、劈裂、填充、压密和团结作用，消除灌注桩固有的桩身泥皮和桩底沉渣（虚土）两大缺陷，改善桩土工作界面，增大桩侧摩阻力和桩端承载力，从而大幅度提高单桩极限承载力并减少桩基沉降。
2 技术特点
采用桩基后注浆技术，可从根本上改变桩底沉渣（泥浆护壁成孔）和孔底虚土（干法成孔）影响灌注桩混凝土浇筑质量、降低桩端承载力的技术难题，克服泥浆护壁成孔时桩身泥皮降低桩侧摩阻力的缺陷，对提高单桩承载力、减少桩基沉降、确保桩基工程质量有重要意义。
能大幅提高单桩承载力，有利于持力层的灵活选择，可缩短桩长或减少桩基数量，降低施工难度，加快施工进度，技术经济效益显著。
桩底后注浆可采用管式单向注浆阀或花管式压浆喷头，与构造复杂的注浆预载箱、注浆囊、U形注浆管不同，为开敞式注浆；桩侧注浆是外置于桩土界面的弹性注浆管阀，可实现桩身无损注浆。注浆装置安装简便、成本较低、可靠性高，注浆机具轻巧、移动方便。
桩基后注浆技术适用于除沉管灌注桩外的各类钻、挖、冲孔灌注桩。端承桩宜采用桩底单注浆，摩擦端承桩宜采用桩底、桩侧复式注浆。
3 适用范围
适用于工程选址在风化岩、黏性土及粉土、岩溶地基等复杂场地，适用于工期和质量要求高的绿色施工工程。
4 工艺原理
4.1桩底注浆的加固作用机理：桩底后注浆技术在不同地基土中的加固机理不尽相同。在非渗透性中等以上风化基岩的桩底注浆时，浆液对桩底沉渣颗粒进行置换、挤密、固结，将桩底沉渣层处理加固成复合地基；在砂砾、含砂砾黏性土及黏性土层的桩底注浆时，桩底虚土与注入浆液发生物理化学反应形成结石体，压力浆液通过渗透、挤密、填充及固化作用，提高持力层的强度和变形模量，并形成扩大头，增加了桩端的承压面积；在注浆压力作用下，桩身自重使土体产生反向摩阻力，桩底土体经预压提前完成部分压缩变形，可减少使用阶段的桩基竖向沉降。
4.2桩侧注浆的加固作用机理：桩侧后注浆时，浆液先对泥皮进行渗透、置换、消除，对桩周土体进行劈裂、混合、挤密，充填桩侧与桩周土体的间隙，提高桩侧与桩周土体的粘结力，从而提高桩的侧摩阻力；当浆液压力大于桩周土体的孔隙水压力时，浆液横向向桩周土体中渗透，既挤密受泥浆浸泡而松软的桩侧土体，浆液渗透至桩周土体胶结后，又在桩周形成硬皮和脉状结石体，改善了桩与土体的咬合性能，增大了桩径，从而提高桩的侧摩阻力。
5 工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
成孔施工→清孔、安放钢筋笼及注浆管→二次清孔→灌注桩身混凝土→养护2～3d→后注浆施工→20d养护→检测验收。
5.2注浆装置的设置
注浆导管：注浆钢管采用φ32钢管，连接采用焊接，注浆管底端进行封闭，在封闭面和底端250mm左右位置上，钻6-10个≥φ5mm的小孔，用绝缘胶布（胶带）或透明胶带或橡胶胎包裹，形成简易多孔单项阀，再用自行车内胎套住绑扎，以防小孔被灌注桩时的混凝土堵塞。导管长度宜在桩底部伸出钢筋笼不少于20cm，以利于单向注浆阀扎入沉渣或虚土层不小于80mm，上部高出桩顶约50cm。注浆喷头以安装具备逆止功能的单向阀为佳，沿高度方向布置四排，排距30mm，每排环向布置3～4个直径4～6mm注浆孔。
压浆管上接头制成丝扣连接，便于压浆时连接压浆管，下笼时封闭压浆管。
压浆管安装采用与钢筋笼相同的主筋做加强筋，同钢筋笼连接在一起。
桩端后注浆导管的数量应根据桩径大小确定，对于直径≯1.2 m的桩，沿钢筋笼园周对称设置2根，直径>1.2m而≯2.5m的桩，宜对称设置3根。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆桩侧后注浆管的设置应视地层情况、桩长和承载力增幅要求确定，可在离桩底5～12m以上、桩顶8m以下，每隔 6～12m设置一道桩侧弹性注浆管阀。
导管的防护及就位：导管上端应用丝堵封严，注浆端的带孔花管应采用适宜的低强度材料或胶带纸密封，确保在设计压力下顺利打开。导管应安置在钢筋笼内侧，并与钢筋笼主筋绑扎固定或焊接，固定点间距≯2m，并设一道加强箍；直径>1.2 m的钢筋笼，加强箍直径≮25 mm，并每隔一箍设一道井 字加强支撑。对于非通长配筋桩，下部应有不少于 2根与注浆管等长的主筋组成的钢筋笼通底。
钢筋笼长度在15m以内，导管应一次组拼固定在钢筋笼上整体吊放；长度超过15 m应随钢筋笼的分段拼接在孔口安装。钢筋笼应沉放到底，不得悬吊，下笼受阻时不得撞笼、墩笼、扭笼。
5.3桩位选择及注浆顺序
应在符合最佳注浆时间的前提下，按先深后浅的原则选择桩位，一个承台下的多桩宜一次性连续注浆，群桩注浆应先外围桩、后中间桩；大直径桩的桩底注浆应采用2根桩循环注浆，即先注第1根桩 的A管，注浆约占总注浆量的70％，再注第2根桩 的A管，然后依次为第1根桩的B管和第2根桩的 B管，最后按总注浆量轮番补足，并保证同一根桩两根管的时间间隔为30～60 min，以利于浆液在土层中流动和扩散曲。
复式注浆对于饱和土宜先桩侧后桩端，非饱和土则宜先桩端后桩侧；多断面桩则应先上后下；桩侧注浆与桩端注浆的时间间隔不少于2h。
注浆作业与成孔作业的直线距离不宜小于8m.
5.4注浆材料及制备
1）浆液配比：注浆材料宜采用普通硅酸盐水泥，水泥强度等级不宜低于P.O 42.5，受潮结块或过期水泥不得使用。浆液的水灰质量比应根据土的饱和度、渗透性确定，对于饱和土水灰质量比宜为 0.45～0.65，非饱和土宜为0.7～O.9，松散碎石、砂砾宜为0.5～O.6。按照先稀后浓原则，可选定二个配比分别供二轮注浆使用。
2）单桩注浆量估算：单桩注浆量应根据桩径、桩长、桩端桩侧土层性质、单桩承载力增幅及是否复式 注浆等因素确定。
对于独立单桩、桩距大于6 d的群桩和群桩初始注浆的数根桩的注浆量应按估算值乘以1.2的系数。
3）浆液制备：水泥浆应采用机械搅拌，浆液应拌合均匀，不能有明显的团粒或混有水泥结块、水泥袋等杂物。搅拌好的浆液通过滤网（网眼不大于3mm）置于储浆桶中，并不断搅拌，以防泌水沉淀。搅拌后3h泌水率不超过3％，泌水应能在24 h内重新被水泥浆全部吸收；浆液应有足够的流动度，采用流锥法测定时，流动度控制在14～18 s间。低水灰比浆液宜掺人减水剂，富含水地层浆液宜掺入促凝剂，高温季节宜掺入缓凝剂。
5.5注浆施工
1）注浆施工准备：确认搅拌机、注浆泵、压力表等设备工作状态良好，检查注浆管路畅通、高压软管与导管连接牢固并密封良好，安装测量桩顶抬升的百分表。
2）初始（第一轮）注浆在灌注桩成桩2～3d后开始，开泵压力一般为2～3 MPa，让浆液冲开注浆阀堵头或花管式注浆喷头的密封包裹，确认管路疏通、喷头打开后，即可转人正常注浆作业。初始注浆的入口压力，对于风化岩、非饱和黏性土及粉土，注浆压力宜为2．5～6 MPa；对于饱和土层宜为1.2～ 4 MPa，软土宜取低值，密实黏性土宜取高值。为提高浆液渗透分布的均匀性和有效性，注浆速度宜慢不宜快，注浆流量宜小不宜大，一般按30～ 50 L／min控制，最大注浆流量不宜超过75 L／min。第一轮的注浆量约占总压浆量的70％，同一根桩 A、B管的注浆时间间隔为30～60 min。
3）第二轮注浆在初始注浆结束后的3 h即可进行。第二轮注浆的压力可高于初始注浆压力，对于风化岩、非饱和黏性土及粉土，注浆压力也不宜超过10 MPa，对于饱和土层则不宜超过6 MPa；注浆流量宜按15～30 L／min控制，最大注浆流量不宜超过 50 L／min。
注浆施工如图所示：
6总结
工程应用桩基后注浆技术，有利于桩端持力层的灵活选择，提高桩端持力层后，与成孔施工交叉进行，缩短桩基工期、桩长并大幅降低基础工程造价，经济效益和社会效益显著。在注浆压力作用下，桩底土体提前完成部分压缩变形，减少使用阶段的桩基竖向沉降约30%，有利于控制上部构筑物的不均匀沉降。
参考文献
[1]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
论文作者:宋国梁,赵楠楠
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年20期
论文发表时间:2020/1/7
标签：注浆论文; 浆液论文; 桩基论文; 钢筋论文; 导管论文; 承载力论文; 黏性论文; 《建筑学研究前沿》2019年20期论文;