钻孔注浆技术介绍

　　随着我国高层建筑的大规模开发以及城【chéng】市【shì】环境保护要求的日益提高，采用【yòng】钻孔灌【guàn】注桩【zhuāng】作为工程桩的建设项目日益增多。钻孔灌注桩具有适用于不同地质条件，桩【zhuāng】径桩长变幅大，噪声震动小等优【yōu】点，但传统的施【shī】工工【gōng】艺由于桩底沉渣、桩侧泥皮、桩【zhuāng】侧土【tǔ】松弛及桩【zhuāng】端【duān】土层回弹等【děng】各项因素的影响，成桩质量离散性大，单桩承【chéng】载力较不稳【wěn】定且桩基【jī】费用【yòng】较【jiào】高。为提高单桩【zhuāng】承载力、节约工程【chéng】造价并【bìng】减【jiǎn】小成【chéng】桩质量的【de】离散性【xìng】，灌注【zhù】桩后注浆技术已逐【zhú】步得【dé】到应用和【hé】推广【guǎng】，其对提【tí】高钻孔【kǒng】灌注桩的承载力、减小桩基沉【chén】降【jiàng】等方面作用获【huò】得了广泛的【de】认【rèn】可【kě】。该技术在浙【zhè】江台州等土【tǔ】质空【kōng】隙大、扩【kuò】散性【xìng】好的软土层或【huò】碎石层丰富【fù】地域尤为适用，可大幅度提高桩强【qiáng】度【dù】。

　　本文主要【yào】以千城【chéng】建筑集团在浙江【jiāng】台州提供工【gōng】程总【zǒng】承包服务(EPC)的北师大台州实验学【xué】校项目为例，展示项目在【zài】桩基础施工过程中所采用新【xīn】技术与【yǔ】新应用【yòng】——钻【zuàn】孔【kǒng】灌注桩【zhuāng】后注浆技术。

　　一、技术简介及原理

　　钻孔注浆施工是指在钻孔灌注桩成桩【zhuāng】且桩身混【hún】凝土达到【dào】预定强度后【hòu】，采用高【gāo】压注浆泵【bèng】通过【guò】预埋注浆【jiāng】管注入水【shuǐ】泥浆【jiāng】液【yè】的施工技术。该技术通【tōng】过浆液渗透到疏松的桩端虚尖周【zhōu】围的土【tǔ】壤中,结合【hé】形成强【qiáng】度较高的混凝土，并随着注【zhù】浆量的增【zēng】加【jiā】，水泥浆【jiāng】液不断向由【yóu】于【yú】受泥浆浸泡而松软【ruǎn】的【de】桩端持【chí】力层中【zhōng】渗透【tòu】，增加了桩【zhuāng】端的承压面积，同时相当于对【duì】钻孔桩进行【háng】扩底。当水泥浆液渗透能力受到周围致密土【tǔ】层的限制，使压力【lì】不断升高【gāo】，对桩端土层进【jìn】行挤压、密实、充填【tián】、固【gù】集、渗【shèn】透，将使桩底沉渣、桩端受到扰【rǎo】动的持力层得到有效的【de】加固或压密【mì】，改善【shàn】了桩、土之间的联系，提高了桩周【zhōu】围土体的承载力，从【cóng】而提高了单桩承载力和基础【chǔ】的沉降、不均匀沉降。

　　二、施工工艺和要点

　　钻【zuàn】孔灌注桩施【shī】工→钢筋笼【lóng】预置注浆【jiāng】管→浇注桩体混凝土后12h内清水疏【shū】通注浆管→7天后【hòu】开启【qǐ】注浆管，使浆液均匀【yún】加【jiā】入，加【jiā】固土体【tǐ】→注浆量【liàng】(或注浆压力)达【dá】到设计要求后，停止注浆

　　(1)压浆管的制作

　　在制作钢筋笼的同时制作【zuò】压浆管。压浆管采用直径为25mm的【de】黑铁管制【zhì】作，接头采用丝扣【kòu】连接【jiē】，两端【duān】采用丝堵【dǔ】封严。压浆管长度比钢筋笼长度【dù】多【duō】出【chū】55cm，在【zài】桩底【dǐ】部长【zhǎng】出【chū】钢【gāng】筋笼5cm，上部高出桩顶混凝土【tǔ】面50cm 但不得露出地【dì】面【miàn】以便于保护。压浆【jiāng】管在最【zuì】下【xià】部20cm制作【zuò】成压浆喷头【tóu】(俗称花管)，在该部分【fèn】采【cǎi】用钻头【tóu】均匀钻出4 排(每排4个)、间距【jù】3cm、直径【jìng】3mm的压浆孔作为【wéi】压浆喷头【tóu】;用【yòng】图钉将压浆【jiāng】孔堵【dǔ】严，外面套【tào】上同【tóng】直径的自行车【chē】内胎并在两端用胶带封严，这样【yàng】压浆喷头就形成了一个简易的单向装置：当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂、图钉【dìng】弹出【chū】，水泥浆通过注浆孔和【hé】图钉【dìng】的【de】孔隙压入【rù】碎石层【céng】中，而混凝土灌注时该装置又保【bǎo】证混凝土浆不会【huì】将压浆管堵塞。

　　(2)压浆管的布置

　　按图纸要求，将2根压浆管对称绑在钢【gāng】筋笼【lóng】外侧。成孔后清孔、提【tí】钻、下【xià】钢筋笼，在钢筋笼吊装安放【fàng】过程中要注意【yì】对压浆管的【de】保【bǎo】护【hù】，钢筋笼不得扭【niǔ】曲，以免造成压浆管在丝扣连接处松动，喷头部分应加混凝土垫【diàn】块保【bǎo】护【hù】，不得摩擦孔【kǒng】壁以【yǐ】免车胎破裂造成压浆【jiāng】孔的【de】堵塞。按照规范要求【qiú】灌注混凝土。

　　(3)压浆时间的选择

　　根据以往工程【chéng】实践【jiàn】，在碎石层中，水泥浆【jiāng】在工【gōng】作压【yā】力【lì】作【zuò】用下影【yǐng】响【xiǎng】面积较大【dà】。为防【fáng】止压浆时水泥浆液从临近【jìn】薄弱地点【diǎn】冒出，通常压浆的【de】桩在混凝土灌注完成7天后，并【bìng】且【qiě】该桩周围至少8m 范围内没有钻机钻孔作【zuò】业，该范【fàn】围【wéi】内的【de】桩混凝土灌注完成也应在3天以上。

　　(4)压浆施工顺序

　　压浆时******采用整个承【chéng】台群桩【zhuāng】一次性压浆【jiāng】，压浆先施工周圈【quān】桩位【wèi】再【zài】施工中间桩;压浆【jiāng】时采用2根【gēn】桩循环压浆，即先压第【dì】1 根桩的A 管，压浆量【liàng】约占总量的70 %(111～114t 水泥)，压【yā】完后再压另1 根桩【zhuāng】的A 管【guǎn】，然后依次【cì】为第1 根【gēn】桩【zhuāng】的B 管【guǎn】和第【dì】2 根桩【zhuāng】的B 管，这样【yàng】就【jiù】能保证同【tóng】一【yī】根桩2 根【gēn】管压浆时【shí】间【jiān】间隔30～60min 以上，给水【shuǐ】泥浆一个在碎【suì】石层中扩散的时【shí】间。压浆时应做【zuò】好施工记录，记录的内容应包括施工时间、压浆开始及【jí】结【jié】束时间【jiān】、压浆数量以【yǐ】及出现的异常情况和处理的措施等【děng】。

　　三、施工要点

　　(1).注浆工艺各项标准

　　①.本【běn】项目【mù】灌注桩为桩端后注浆，注浆用水【shuǐ】泥采用42.5级新鲜普【pǔ】通【tōng】硅酸盐【yán】水【shuǐ】泥,浆液水灰比控制在0.6，水泥用量为【wéi】每根桩大约【yuē】1.8吨【dūn】(?700)。

　　②.在灌注【zhù】桩身【shēn】混凝土前,先预【yù】埋二根 ?50x3.8底端带【dài】单向筏的注【zhù】浆钢【gāng】管,注浆管必须定【dìng】位准确，保证注浆头畅通。

　　③.注浆管应与钢筋笼的加【jiā】劲【jìn】筋绑扎固定【dìng】或焊【hàn】接，上【shàng】部注浆管【guǎn】应采用丝扣【kòu】连接,并使注浆管底部喷浆【jiāng】头插至桩孔底部(进【jìn】入桩端≥5cm)。待桩【zhuāng】身【shēn】混凝土初凝后,用高压水(8.0MPa)开塞,一周后【hòu】开始【shǐ】压浆，压力控制在2~5MPa。

　　④.后【hòu】注浆【jiāng】阀应具【jù】备下列性能：a)应能承受1Mpa以上【shàng】静水压【yā】力【lì】;b)其【qí】外部保护【hù】层应能抵抗【kàng】砂石等硬质物的刮撞而不受损;c)其应具备【bèi】逆止【zhǐ】功【gōng】能。

　　(2).后注浆作业要求

　　①.注浆作业宜于成桩7d后开始，不宜迟于成桩30d后;

　　②.注浆作业与成孔作业点距离不宜小于8～10m;

　　③.桩端注浆应对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆;

　　④.对于桩群注浆宜先外围后内部;

　　⑤.满足下列条件之一时可终止注浆：注浆总量超过1.8吨【dūn】(?700)，且注浆【jiāng】压【yā】力达【dá】到1.2~4MPa或注【zhù】浆【jiāng】总量超过【guò】75%和注浆压【yā】力【lì】超过4MPa;

　　⑥.注浆【jiāng】总量超过75%，注浆压力小于1.5MPa，应调小水【shuǐ】灰比，连【lián】续压【yā】浆至1.5MPa且注【zhù】浆总量不低于【yú】设计量要求。若注浆压力【lì】长时间【jiān】低【dī】于正常【cháng】值或地面【miàn】出现冒【mào】浆或周围桩孔串浆，应改为间歇【xiē】注浆，间歇时间宜为30～60min，重新注【zhù】浆并【bìng】达到前述终止【zhǐ】条件【jiàn】方可停止注浆【jiāng】。

　　四、常见问题及对应措施

　　压浆喷头无法打开?

　　压力【lì】达到10MPa 以【yǐ】上仍然打【dǎ】不开压浆【jiāng】喷头【tóu】，说明喷头部位【wèi】已经损坏【huài】，不要强行增加压力，可在另一根管中补足【zú】压浆【jiāng】数【shù】量。

　　桩侧等部位出现冒浆?

　　压浆时，注浆压力保持不变【biàn】但注浆速度明显下降或停止时【shí】，说明桩底已经饱【bǎo】和【hé】，可以逐步减少注浆直至停止【zhǐ】压浆;若从本桩侧壁冒【mào】浆且压浆量【liàng】较少【shǎo】，可将【jiāng】该压浆管【guǎn】用清水或用【yòng】压力水冲【chōng】洗干净，等到第【dì】2天原来压入的水【shuǐ】泥浆液【yè】终凝【níng】固【gù】化【huà】、堵塞冒浆的毛细孔【kǒng】道时再【zài】重新压浆。

　　单桩压浆量不足?

　　压浆时******采用【yòng】整个承台【tái】群【qún】桩一次性压浆，压【yā】浆先施工【gōng】周圈桩形成一个封闭圈【quān】，再施工中间，能保证【zhèng】中间桩位的压浆质量，若出现个【gè】别桩压【yā】浆量达不【bú】到设计【jì】要【yào】求【qiú】，可【kě】视情况【kuàng】加大临近桩的压浆量作【zuò】为补充。