砼灌注桩后注浆技术的应用.doc

砼灌注桩后注浆技术的应用 扬州建卫监理有限责任公司 陆游 李志明 荀超 摘 要钻孔灌注桩因其承载力高、适应性强，在建筑工程中得到了广泛的应用，但砼灌注桩的缺陷也会由于某一方面原因造成单桩承载力不足。后注浆技术是灌注桩施工的一种辅助工艺，可有效地弥补钻孔灌注桩的缺陷，提高桩的承载力。本文以某工程实例介绍并探析灌注桩后注浆技术的应用，以借推广。 关键词砼钻孔灌注桩 后注浆 承载力 1 工程概况 某垃圾发电厂工程项目综合主厂房，基础设计采用钻孔灌注桩，桩径800。根据桩顶标高及桩端持力层的不同，本工程基桩可分为以下四种类型： JZ-1：桩顶标高为-3.50m，桩端持力层为粘土（层号），桩端全截面进入持力层不小于1.60m； JZ-2：桩顶标高为-6.50m，桩端持力层为强风化泥岩（层号），桩端全截面进入持力层不小于1.60m； JZ-3：桩顶标高为-9.00m，桩端持力层为强风化泥岩（层号），桩端全截面进入持力层不小于1.60m； JZ-4：桩顶标高为-3.00m，桩端持力层为粘土（层号），桩端全截面进入持力层不小于1.60m。 2 本工程遇到的技术问题 根据工程地质勘察报告，桩基施工在钻孔进入第层土一定深度时，钻孔无法钻进，根据钻取出来的土层样品分析，发现第层土砾石含量较多，胶结密实，且砾石尺寸达90-200mm，局部与地勘报告中关于砾石的描述存在差异，因此无法钻进至设计标高，致使不能确保桩基承载力。 针对以上情况，由勘察单位重新对钻取的层土样品颗粒进行分析，结合钻孔灌注桩的施工工艺，对层土层的极限侧阻力标准值，桩的极限端阻力标准值进行了调整。经分析土层特性和估算桩基承载力后，认为第层土的承载力较高，土体结构密实，相对于第层土遇水易软化的泥岩更适合作为本工程的桩基持力层。 3 针对性措施 为了消除本工程质量隐患，能够提供更接近实际地质情况和桩基承载力的设计参数，进行了必要的试验及辅桩的施工与检测（辅桩即为测算桩顶标高以上空钻部分桩的侧阻力值进行的试桩，桩底标高即为所设计桩型的桩顶标高，在钻孔时在孔底位置较厚沉渣或孔底土层松动至消除端承载力。） 根据试验及辅桩的检测结果分析，桩顶标高为-9.00m与-6.50m的桩的极限承载力实测值较原设计估算值较低，并且相差较大（相差35%）。 该工程结构复杂，因工程所在场地工程地质条件较差，在桩型已确定的情况下，如对原设计进行修改十分困难也不合理，为处理这一问题，为使桩基承载力满足设计要求，改变成桩工艺，采用可提高单桩极限承载力的后注浆技术，可对原设计基桩布置及桩长不做修改，达到承载力要求。 4 后注浆技术的作用机理和施工工艺 4.1、作用机理所谓后注浆，就是在成桩后桩身砼达到一定强度时，通过预埋管道用高压泵向桩的某些部位灌注水泥浆，提高局部位置的土体强度。 钻孔灌注桩的后注浆基本上属于劈裂注浆与渗透注浆相结合，所谓劈裂注浆，即压的高压浆体克服土体主应力面上的初始压应力，使土体产生劈裂破坏，浆体沿劈裂缝隙渗入土体填充空隙，并挤密桩侧土，促使土体固结从而提高注浆区的土体强度。如注浆区在桩底，则浆液首先在桩底沉渣区劈裂和渗透，使沉渣及桩端附近土体密实，产生“扩底”效应，使端承力提高，如注浆区在桩侧某部位，则该部位也同样出现“扩径”效应。 4.2、施工工艺： （1）钢筋笼制作、（2）镀锌钢管加工、镀锌钢管安装、（3）钢筋笼安放、（4）灌注桩施工、（5）2d以上龄期后制备浆液、（6）注浆。5 针对本工程的实际施工情况 本工程采用桩端注浆，因桩端持力层为粘土夹碎石，且在该施工场地各区域内的分布深度不同，设计桩长按桩端进入该层土不小于800mm控制，即施工桩长及钻深不定。注浆管的预埋长度需根据工程地质情况预先分析计算，桩底出浆口宜埋入桩底以下土中一定深度，一方面可避免出浆口被水泥浆或砼包住，同时也可以让水泥浆充分加固桩底土层（沉渣或虚土、碎石层）。 本桩基工程钢筋笼的长度设计为全笼，注浆区域内的桩顶标高有-9.00m、-6.50m、-3.50m三种类型，场地平均标高约近+0.00m。 为有效地确定注浆管的预埋长度和更好地控制钢筋笼的标高，在该区域桩基施工前，根据桩位平面布置图，详细划分各承台的平面位置，分析地质勘察报告，确定桩端持力层深度，根据区划结果及设计标高，计算钢筋笼长度与注浆管的预埋长度。 安装： 注浆管采用镀锌钢管，与刚筋笼加劲箍筋绑扎固定或焊接，注浆管数量根据桩径大小设置，对于直径不大于1200mm的桩，宜沿钢筋笼圆周对称设置2根，对于直径大于1200mm而不大于2500mm的桩，宜对称设置3根。 本工程设置2根与孔深相对的25镀锌钢管，分段与钢筋笼焊接，以便钢筋笼安放入孔及上下节连接，注浆管下端设出浆口，出浆口采用单向截流阀或在注浆管端部沿管周预设4个10出浆孔，外层用同径橡胶皮管封裹后，用编织袋料包裹并绑扎，出浆口位置需埋入孔底碎石土层，以防在灌注砼时造成封堵，且注浆时浆液也不会回流，本工程采用第二种方法。 后注浆施工 （1）砼灌注桩施工成桩4-5d后，开始进行后注浆施工，桩端注浆应对同一根桩的各注浆管依次实施等量注浆，对于桩群注浆宜先外围后内部。 （2）注浆参数： 浆液的水灰比根据土质按0.60控制。 桩端注浆终止压力根据土层性质及注浆点深度控制为310Mpa。 单桩注浆量根据桩径、桩长、桩端桩侧土层相知、单桩承载力增幅及是否复试注浆等因素确定，按下式估算： Gc=pd+snd p、s分别为桩端、桩侧注浆量经验系数 s=1.501.80，s=0.500.70，对于卵、砾石、中粗砂取较高值 n桩侧注浆断面数 d基桩设计直径 Gc注浆量、以水泥质量计（t） （3）注浆速度、压力 只要浆液能注入土中，宜用低压慢速注浆，这样可以让注浆在桩底或桩侧较均匀渗透和缓慢刺入，以得到最佳加固效果。 （4）终止注浆的条件： 注浆总量和注浆压力均达到设计要求。 注浆总量已达到设计值的75%，且注浆压力超过设计值。 6 本工程后注浆桩的承载力提高效果分析 桩基承载力对比表 桩型 桩号 桩径 桩长（m） 注浆情况 桩端进入持力层情况 实测单桩竖向极限承载力（kN） 承载力提高比例 A 1 800 17 未注 进入第层碎石层0.80m 3400 23.53% 2 800 17 桩端注浆 进入第层碎石层0.80m 4200 B 1 800 11.50 未注 进入第层碎石层0.80m 3600 38.89% 2 800 11.40 桩端注浆 进入第层碎石层0.80m 5000 C 1 800 16.30 未注 进入第层碎石层0.80m 2520 66.67% 2 800 16.20 桩端注浆 进入第层碎石层0.80m 4200 通过上表数据可以看出，采用后注浆的单桩竖向承载力均大于未注浆的单桩承载力，