贵州民族大学
【摘 要】文章结合高层建筑工程实例，对后注浆钻孔灌注桩施工工艺技术要点及注浆效果与特点，并结合桩端压浆工艺提高承载力机理进行了简要的分析探讨。
【关键词】建筑工程；后注浆钻孔灌注桩；施工要点
一、工程实例
拟建建筑物层高l6层，主楼地上16层，总高度52．8m，结构为框剪结构，经过多个设计方案论证，桩基工程采用后压浆冲孔灌注桩，桩荷载形式为入岩端承桩，共布设后压浆钻冲灌注桩82根，其中Φ800桩31根，单桩承载力设计值为3200kN：Φ900桩51根，单桩承载力设计值为3800kN。
二、后注浆钻孔灌注桩施工工艺
后注浆冲孔灌注桩施工工序为：冲击成孔→吊放钢筋笼（同时预埋注浆管）→浇灌混凝土→成桩后注浆。
（一）成孔工艺
采用卷扬机悬吊冲击钻头（又称冲锤）上下往复冲击成孔工艺。冲孔前在桩位处埋设大于桩径200mm的护筒，冲孔机对位偏差不大于±20mm，开始低锤（小冲程）密击，锤高0．4～0．6m，并及时加块石与粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒下3～4m后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至1．5～2．Om以上，转入正常连续冲击，在造孔时要及时将孔内残渣排出孔外，以免孔内残渣太多，出现埋钻现象。
（二）吊放钢筋笼（预埋注浆管）
（1）在成孔后把两根注浆管连同钢筋笼下入孔内。
（2）注浆管检查。注浆管必须经过检查，无锈蚀，无裂痕，耐压性能好，尤其管内不得有锈蚀及其它杂物，防止铁锈及杂物进入注浆阀，使注浆阀堵塞，造成注浆失败。
（3）预埋注浆管：成孔检查合格后，两根后注浆管随钢筋笼下入孔内，注浆管绑扎在钢筋笼上对称安装，压浆导管的上端设计高出自然地坪200mm，下端接管箍后距孔底80Omm，压浆导管接管处采用套管焊接。套管直径32mm，长度150mm，材质与压浆导管相同。随钢筋笼入孔时不得反复冲撞孔底，不得悬吊，施工时必须避免压浆管路漏水和弯曲，以确保压浆通畅。
（三）混凝土灌注
混凝土采取水下灌注，混凝土标号为C30，在对孔深、泥浆等相关性指标验收合格后开始灌注。灌注时要求导管离孔底0．3～0．5m，初灌量应保证导管埋深1．0～1．5m，灌注混凝土应连续进行，并严禁把导管底拔出混凝土面。
（四）成桩后注浆
（1）注浆技术参数
①采用42．5矿渣水泥，水灰比为0．7。
②注浆量：单桩设计注浆量为5．Om3。必须严格按设计注浆，实际注浆时需大于或等于设计注浆量。
③压浆速度：5O～75L／min。
④注浆压力：初始0．5～1MPa。正常1．5～2MPa，最大3MPa。稳压时间15min左右。
（2）注浆施工
图1 桩底注浆示意图 图2 桩底注浆机理示意图
压浆采用2SNS型高压注浆泵并配以YJ340型泥浆搅拌机，总功率14kW。采用纯压式灌浆法，成桩3～5天后，把地面注浆系统与孔内一根注浆管连接，另一个注浆管丝堵打开，压入适量清水，冲洗孔底内注浆腔室，待另一注浆管内出清水后，开始注入按设计水灰比配制的水泥浆液，待另一注浆管内流出水泥浆液时，停注，安装上丝堵，继续注浆，待压力达到1．5MPa时，稳压15min左右，堵上此注浆管，换另一注浆管二次注入水泥浆液，压力达到1．8～2MPa时，稳压15min，拆洗上部注浆系统，进入下一条桩施工。
三、注浆效果及特点分析
根据质量监督部门桩基检测结果，该工程单桩承载力提高60％～800％。且强风化花岗岩层固化良好，达到微风化岩层效果。开挖到基础桩顶标高-1．7m处，可见部分桩身有3～lOmm水泥浆层护裹桩身，还有部分脉状水泥延伸，厚度50～150mm，长度2～3m。由此可见后注浆工艺产生的固化、劈裂、扩底扩径效应，达到了后注浆工艺提高承载力的目的。该大楼钻孔灌注桩施工中成功地使用了桩后注浆这种新技术工艺，取得了较好的效果，其特点为：
（一）有效提高单桩端承力。由于后注浆的挤压、充填固结作用，在桩底形成扩大头且消除了钻孔灌注桩沉渣的存在，使桩体与桩端持力层有效地结合在一起，且由于高压注浆使桩底产生反向预应力，能有效地发挥和增加单桩端承力。根据该大楼桩基检测中心做的高应变测试曲线分析，由于后注浆工艺使桩端持力层（卵石层）端阻进入微风化岩层，进一步证实桩端注浆的有效性。
（二）有效提高桩侧摩阻力。由于浆液沿桩周向上扩散泛浆，能部分增加单桩摩阻力，根据现场开挖情况，部分桩在桩上部可见5～15mm厚的注浆层。
（三）能消除一些不明不良地质现象，改善桩身受力情况在施工中，桩注浆量均大于设计注浆量5t，部分桩浆量大于7．5t，个别桩达到9t。根据基础开挖到桩顶标高时（-1．7m左右）发现脊脉状注浆物存在，厚为50～150mm不等，且不规则，说明后注浆工艺能消除部分不良地质的影响。
（四）加固地基。由于全部工程均采用后注浆法施工，由于浆液对桩周土的压密作用，并使部分浆液渗透土粒、砂粒、砾石粒之间的间隙里，使其固结与四周地层紧密相依，从而使整个地基得到加固。
（五）工艺先进。后注浆工艺在我国是20世纪90年代初形成的一种先进的施工工艺，是科学技术在工程施工中的具体运用，由于其科学性和先进性，已在世界范围内多领域得到了广泛的应用和发展。
四、桩端压浆工艺提高承载力机理分析
由于此工法应用时间尚短，研究有待深入，对其机理简述如下：对于采用泥浆护壁工艺成桩时，往往在孔底形成一个沉渣软弱层，即使通过置换泥浆或抽渣筒排渣等认真清底措施，也很难达到清除沉渣的标准。通过设置于桩底的柔性注浆腔压入水泥浆，浆泡逐步扩大并向外挤压，就会压密沉渣软层而硬化此层，继而对桩端土层产生压密，从而大大提高桩底土层的刚度和强度，促使端阻同步甚至超前发挥。同时在注浆压力作用下产生径向扩张的过程中，将使其周围形成区范围内的土体受到挤压和剪力作用。至于能够对桩身下端产生握裹作用的范围，参照梅霍耶夫承载力公式解约为桩径的4～8倍，甚至更大，并随桩端处土体抗剪强度增大而增加。桩底沉渣软层的压实硬化，桩端土层的压密，相应的支承面积的扩大以及在桩身下段土层对桩体产生的握裹效应等综合作用，使桩端压浆能提高桩的承载力。关于采用压浆工法提高单桩竖向承载力的数值，对于不同持力地层、不同长度的桩，据已有注浆桩与普通桩试桩资料对比，综合为0．2～2．0倍（这里的0．2倍是指桩端持力层为软弱的粉质黏土土层）。本地区的持力层多为全风化花岗岩或强风化花岗岩，桩端压浆桩的极限承载力较未压浆桩增幅一般达到60％～200％。其变动幅值是与桩端持力层条件、桩土工作体系状况、工艺条件及工艺参数诸因素密切相关。当持力层为粉土、粉细砂层时增幅小。
五、结语
桩底后注浆法具有可靠性好、附加费用低、承载力增幅大等优点，尤其是桩底后注浆后单桩承载力提高，使桩数减少或桩长减短，工作量减少，施工周期缩短，桩基工程费用大大节约，并能消除一些不良地质现象，改善桩的受力情况。后压浆工艺技术应大力进一步推广应用。
论文作者:王舒
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第8期
论文发表时间:2016/8/31
标签：注浆论文; 承载力论文; 工艺论文; 浆液论文; 冲孔论文; 沉渣论文; 导管论文; 《低碳地产》2016年第8期论文;