钻孔灌注桩后注浆施工工法

PAGEPAGE1钻孔灌注桩后注浆施工工法编制单位：主要执笔人：

目录1前言 22特点 23适用范围 24工艺原理 25工艺流程及操作要点 36机具设备 67劳动组织 68安全保证措施 79质量保证措施 710效益分析 811工程实例 8

1前言钻孔灌注桩由于采用泥浆护壁和水下作业的先天不足，常常发生因桩底沉渣处理不干净而影响桩端承载力发挥，以及泥皮过厚而影响桩侧摩阻力发挥的问题。而后注浆技术正是针对这样的不足而产生的一种新兴的施工工艺。2特点该工法施工设备简单，施工方便，利用后注浆工艺可以有效增强灌注桩的承载力，缩短桩长，降低桩基费用，同时该工艺无需向地面排浆，无振动、无噪声，有利于环保和文明施工，提高了经济和社会综合效益。3适用范围该工法适用于高层建筑深桩基工程的钻孔灌注桩的施工，特别是在粉砂和含砂砾层中的钻孔灌注桩的施工，其质量效果更好，有明显的经济效益。4工艺原理在灌注桩施工过程中，在钢筋笼上埋设注浆管和注浆阀，在成桩后7～24小时首先进行清水霹雳，将桩底的注浆管头周围的混凝土以及土体的混合物劈开，保证管道的通畅，7～25日（混凝土强度达到75%时）后再通过注浆管用高压泥浆泵将水泥浆压入桩底，其作用有二：1、加固桩底沉渣及桩侧泥皮；2、对桩底和桩侧一定范围内的土体通过渗入（粗粒土）、霹雳（细粒土）和压密（非饱和松散土）注浆起加固作用，扩大桩端面积，从而增强桩端阻力和桩侧阻力，提高承载力，减少桩的沉降。5工艺流程及操作要点5.1灌注桩后注浆技术的施工工艺流程如图5.1所示：方案设计钻孔方案设计钻孔埋设注浆管浇注混凝土清水霹雳初注观测注浆压力、注浆量记录最大压力、最终注浆量成桩反馈监测上抬经过7~25天龄期及泛浆图5.1灌注桩后注浆施工流程5.2施工准备5.2.1确定注浆参数1.注浆压力的确定：一般工程的注浆压力控制在2～4Mpa。2.单桩注浆量的确定：根据工程桩的体量来确定或设计直接给出。3.水灰比的确定：一般在0.5～0.6之间。5.2.2清水霹雳及注浆时间的确定1.注浆管清水霹雳时间：在混凝土浇注完24小时内进行。2.压浆时间：在桩身强度达到75%后开始注浆，一般在7～24天左右。5.2.3注浆终止的标准1.单桩水泥注入量达到单桩的最大注浆量；2.注浆总量已经达到设计量的70%，且注浆压力达到设计注浆压力的150%，并维持5min以上；3.注浆总量已经达到70%，且桩顶面或地面出现明显上抬。5.3操作要点5.3.一般注浆头应插入桩底土体0.5～0.7m，且注浆头应用胶带封闭，否则将出现注浆管堵塞的现象，造成注浆失败，注浆管埋放见图5.3.1图5.3.1注浆5.3.一般来说清水霹雳应该在混凝土浇注后7～24小时内进行，这样可以将注浆头周围的混凝土与土体的混合土体及时霹通，保证注浆管的畅通。5.3.在注浆过程中，浆液受到注浆压力与灌浆阻力的共同作用，悬浮在浆液中的水泥固体颗粒不断沉积在管壁，导致管道系统的摩檫力不断增加，流通面不断缩小，直到完全堵塞，浓度过大是导致这种现象发生的主要原因，因此应当控制好浆液的浓度。水泥浆应当搅拌均匀，在抽入高压泵之前必须进行过滤。对于同一根桩的各根注浆管应尽量保证等。6机具设备该工法仅需要1台双轴高压泵对注浆管进行清水霹雳及注浆即可，其他材料需要为普通铸铁管（使用无缝钢管效果更好），水泥（根据设计要求确定）。7劳动组织施工时应根据现场实际情况配备作业班组，一般的劳动力安排见表7。表7灌注桩后注浆劳动力安排序号工种人数职责1钢筋工2注浆管的安放，垂直度，长度的控制2搅拌工4负责浆液的搅拌3泵工31人负责监督压力表的读数，2人负责接管头4焊工1标高钢筋的点焊8安全保证措施8.1注浆过程中要注意双轴高压泵的压力控制，必须将压力控制在最大压力值之下，否则将造成高压泵的轴头爆炸。8.2注浆皮管需要定期检查，以免因长期使用不能承受高压泵的压力，导致爆管现象的发生，接头位置应定期更换并加固。8.3注浆过程中若发现高压泵压力急速上升，当立即停止注浆，并做卸压处理。9质量保证措施9.1原材料复试措施9.1.19.1.2注浆管进场时要验收质保书,,必须按规格、品种分别堆放，按规定做好原材料复试。试验报告反映合格后方能使用。每种规格、每批号每60t做一组原材料试验，不到60t按60t9.2注浆控制9.2.1注浆管的长度应当根据桩深来确定，一般大于桩长0.5~0.7m9.2.2在混凝土浇注完的7~24小时内及时进行清水霹雳，保证注浆管的畅通9.2.3施工过程中浆液浓度10效益分析中建大厦通过灌注桩的后注浆工艺，桩基的单桩极限承载力提高至15000KN以上，比原设计普通灌注桩的单桩极限承载力提高了近90%（由2次试验桩的检测报告可知），设计在重新进行群桩验算的基础上将原303根工程桩降至274根，并且有效桩长缩短，幅度在5~8m不等。采用灌注桩后注浆工艺之后，因后注浆施工所带来的费用降低（因为桩数量减少和单桩长度缩短）和费用增加（包括后注浆所用的水泥、注浆管及副材等材料费用和人工费、机械用电用水等费用）两者相抵，整体工程造价降低了55.66万元，单桩节约了2031元，中建大厦因设计要求的无缝钢管成本比较高，因此导致了后注浆工艺成本的增加，如果在满足施工要求的前提下采用一般铸锌管或生铁管，节约的成本更多，桩基工程造价将节约在8%左右。11工程实例11.1工程概况中建大厦（上海）位于上海市浦东新区陆家嘴世纪大道和浦电路交界的2-11-5地块，东北至世纪大道，西南至竹林路，东南靠浦项世纪广场，西北临东方大厦。由约160m高的32层超高层甲级办公楼、2层（局部3层）的裙房和4层地下室组成，基地面积为9189.8㎡，总建筑面积约为96655.575㎡。该工程业主为上海中建投资有限公司，设计为中建国际（深圳）设计顾问有限公司。该工程桩基工程桩采用钻孔灌注桩（主楼ф850，裙楼ф600），其中主楼工程桩设计为抗压桩，第二次试验桩检测结果后设计将原来的305根减至274根，有效桩长亦有原来的40m缩短至32m；裙楼桩为抗拔桩，共266根。主楼抗压本工程桩基工程桩采用钻孔灌注桩（主楼ф850，裙楼ф600），其中主楼工程桩设计为抗压桩，第二次试验桩检测结果后设计将原来的305根减至274根，有效桩长亦有原来的40m缩短至32m；裙楼桩为抗拔桩，共266根。桩采用近几年国内大力提倡的灌注桩后注浆技术，此项技术极大的提高本工程桩基施工的技术含量并降低了工程造价。11.2试桩概况该工程共进行两次试桩检测：第一次试桩，试验工程桩3组，桩径850mm，桩长59m，混凝土强度C35，持力层为⑦1b层，单桩承载力设计值为10240KN。第二次试桩，试验工程桩3组，桩径850mm，桩长51m，混凝土强度C35，持力层为⑦1b层，单桩承载力设计值为15000KN，采用灌注桩桩底后注浆技术，并对其中两根桩进行了桩身阻力测试，试桩概况详见表11.2：表11.2试桩概况表桩号施工桩长(m)有效桩长(m)桩径(mm)注浆压力(Mpa)注浆水泥用量(t)备注第1次试桩试1桩5940850未注浆试10桩5940850未注浆试15桩5940850未注浆第2次试桩23951328501.42后注浆，预埋测力元件24051328501.2~42.3后注浆，预埋测力元件25251328501.72.25后注浆，注：因240号桩桩底注浆管堵塞，因此对其采用了桩侧注浆（桩侧另部3根注浆管），由试桩检测报告得出结论，桩侧注浆是成功的。11.3地质概况表11.3地质概况土层分布土层序号土层名称层底标高fs(kpa)(fp(kpa))850①②③③夹④⑤1a⑤1b⑥⑦1a⑦1b①填土2.83~－0.2515②褐黄~灰黄色粉质粘土1.63~0.3315③灰色淤泥质粉质粘土－4.6~－5.9815③夹灰色粉质粘土－1.6~－3.1020④灰色淤泥质粘土－9.6~－11.6720⑤1a灰色粘土－13.60~－14.7730⑤1b灰色粉质粘土－19.69~－21.7640⑥暗绿~草黄色粉质粘土－25.80~－26.7965⑦1a草黄色粉质粘土－35.82~－38.3780⑦1b草黄色粉砂－56.15~－58.7990(2800)11.4试桩阶段注浆参数11.4.111.4.2单桩后注浆用水泥量：11.4.311.4.41、单桩水泥注入量达到2000Kg；2、注浆总量已经达到设计量的70%，且注浆压力达到设计注浆压力的150%，并维持5min以上；3、注浆总量已经达到70%，且桩顶面或地面出现明显上抬。11.4.5压注浆管清水霹雳时间：在混凝土浇注完24小时内进行。11.5桩端后注浆施工情况介绍第二次试桩共3根试桩，8根锚桩的实际注浆情况分以下几种：1、第一种类型：注浆过程中压力不稳定，不断增高，在3Mpa维持0~10分钟左右，而后急速上升，注浆被迫中断.注浆水泥量在500Kg左右，达不到设计要求的2000Kg。2、第二种类型：注浆过程中压力在1.4~2Mpa之间，注浆量在2000Kg~2500Kg之间。3、第三种类型：这种类型发生在240号试桩，该桩在清水霹雳时就未曾霹通，可能是因为注浆头过短埋入下方混凝土中的原因，后采取在桩侧打孔注浆来完成注浆。11.6试桩检测报告分析11表11试验桩编号最大加载量（KN）桩顶总沉降(mm)极限承载力（KN）极限荷载下桩顶总沉降量（mm）极限侧阻力（KN）端阻力（KN）极限承载力平均值（KN）备注第1次试桩试1921659.47716814.637851未注浆试101126481.73819219.19试151024083.99819224.50第2次试桩2391500012.14≥1500034.3713877≥1123≥15000后注浆2401500015.90≥1500036.2711155≥38452521500011.74≥1500032.64由表11.11第2次检测3根桩静载试验，单桩承载力均达到设计要求，取其中239号与240号后注浆灌注桩与相临试1普通灌注桩试桩结果见表11.6.2-1及图1表11.6.2-1荷载239荷载（KN）02500375050006250750087501000011250125001375015000累计沉降（mm）0.002.684.917.469.9812.7415.6118.5921.6925.0629.1834.37240荷载（KN）02500375050006250750087501000011250125001375015000累计沉降（mm）0.002.944.947.089.3912.1915.1618.4822.3226.6531.0536.27试1桩荷载（KN）020483072409651206144716881929216累计沉降（mm）0.001.973.515.397.8211.0514.6338.5770.36图11由图11.6.211第2次试桩过程中对239号及240号桩进行了桩身轴力以及桩侧摩阻力测试。详见表11.6.3-1、表11.6.3-2、图11.6.3-1、图1表11.6.3深度轴力（KN）分段桩长（m）段内平均直径（mm）周长（m）分段土阻力（KN）单位摩阻力（Kpa）土层名称1.0150001.09503.13.6147302.610003.127033.1②层9.1140055.510003.172542.0③层24.11113615.09503.0286964.1④、⑤1a、⑤1b30.688106.59503.02326120.0⑥层41.6441411.010003.14396127.3⑦1a层50.011238.48502.73291146.8⑦1b层表11.6.3深度轴力（KN）分段桩长（m）段内平均直径（mm）周长（m）分段土阻力（KN）单位摩阻力（Kpa）土层名称1.0150001.09503.03.6147652.69503.023530.3②层9.1140985.510003.166738.6③层24.11139815.09503.0270060.3④、⑤1a、⑤1b30.698556.59002.8154384.0⑥层41.6652211.09503.03333101.6⑦1a层50.038458.48602.72677118.0⑦1b层由表11.6.3-1、表11图11.6.3图11.6.3通过比较图11.6.3-1、图11.6.3-2可以看出，在各等级承载力下，桩深在-1.0～-9.1之间变化都相对平缓，而自-9.1以后轴力曲线的下降梯度变得陡峭，并且随着深度加大，幅度越来越大，这也与表11.6.3-1、表11.6.3-2中的摩阻力的不断增加是吻合的。11.7施工