灌注桩后注浆技术在桥梁基础工程中的应用

高恒

（中铁九局集团第七工程有限公司，辽宁 沈阳 110044）

1 灌注桩后注浆技术简介

1.1 灌注桩后注浆技术工艺原理

灌注桩后注浆技术在工艺原理上基本属于劈裂注浆技术与渗透注浆技术的结合体。所谓劈裂注浆是指压入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。而渗透注浆则是指浆液在压力的作用下，使孔隙中存在的气体及自由水被排挤出去，浆液充填裂隙或孔隙，形成较为密实的固化体，从而使地层的渗透性减小，强度得到提高。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，使桩端承载力提高。而如注浆区在桩侧某部位，则该部位也同样出现“扩径”效应，使桩侧摩阻力提高。

1.2 灌注桩后注浆技术分类

灌注桩后注浆技术按灌注桩后注浆的形式及方法可将灌注桩后注浆技术大致分为以下三类：

1.2.1 封闭式后注浆法，其做法是在桩底预置柔性注浆囊（腔），通过桩中预置的导管向腔中压入水泥浆形成扩大头，从而挤压周围土体，以提高桩基承载力；

1.2.2 U形管式后注浆法，该方法属于开放式后注浆法，整个装置是一个从桩顶到桩底的U形管，桩底部分U形管开单向出浆口，出浆口的位置高出孔底30～50cm。灌注砼前先往孔底倒入碎石或块石，使出浆口埋入碎石或块石内，然后再进行砼灌筑；

1.2.3 采用在桩底预置管式单向阀与内导管组成的后注浆装置进行注浆。下钢筋笼前先将注浆管固定在钢筋笼上（建议采用钢管或黑铁管），然后通过该导管进行注浆，并由一单向截流阀进行控制。注意出浆口一定采用单向截流阀并压入桩底土中30～50cm。这事因为由于采用单向截流阀，在进行桩身砼浇注时浆液不会灌入阀内，注浆时浆液也不会回流。这种方法因其操作简便、压力相对稳定、，注浆效果显著、成功率较高，而被广泛应用，本文中也将对这种方法进行重点介绍及说明。

1.3 后注浆技术流程

2 灌注桩后注浆技术工艺要点分析

灌注桩后注浆技术要点如下。

2.1 确保在任何情况下注浆管道均畅通、注浆阀均能被打开

这是整个注浆程序成败的关键。建议压浆管选用镀锌钢管或黑铁管,直径可采用Φ2.5cm或Φ3.0cm。对于超长桩，考虑到管内摩阻力对压力的影响，建议适当加大压浆管直径，可考虑采用Φ3.0cm或Φ3.8cm。出浆阀以单向截流阀为佳,实践证明采用该出浆阀后注浆成功率达96%以上。

2.2 根据地质条件承载力要求确定合理的注浆参数

在确保注浆效果的情况下尽量避免浪费。

2.3 注意对浆液水灰比的控制

对于地下水位以下注浆，一般技术人员会将水灰比控制为1：1。过稀的浆液对于搅拌和泵压很方便，但是易造成浆液过大范围的流失，不能使浆液相对集中于桩端和桩侧一定范围的土体。这就会使加固效果降低，并增加成本。施工中应根据土的饱和度和渗透性事先确定水灰比，对于饱和土易为0.6～0.7，对于非饱和土易为0.7～0.9，当地下水处于流动时可掺入少量水玻璃。

2.4 注意对注浆量的估算

现在有的技术人员在估算注浆量时，多采用压密注浆球形扩散理论或柱形扩散理论进行估算，但其结果往往偏小。这是因为在注浆过程中，浆液在土体中的扩散受到桩低沉渣和桩侧泥皮及土体非均匀性影响，其扩散绝非理想的形状，而是向软弱面劈裂或大空隙方向渗透，形成不规则状，且范围较大，而不同单桩间数值偏差也较大，比如有的桩注入一百公斤水泥或者更少即可，而有的会需注入几吨水泥才能达到标准。

2.5 注意对出浆口位置的选择

在桩底注浆时,出浆口宜埋入桩底以下土中的一定深度,这样一方面可避免出浆口被水泥浆包住,另一方面也可以让水泥浆充分加固桩底沉渣或虚土。在桩侧注浆时，出浆口宜选在砂性土层，因为在该土层桩的摩阻力损失最大，对该部位进行加固效果最好。

2.6 注意对注浆时间的选择

为了能让浆液对桩侧和桩端土体进行有效加固，注浆易在泥皮和扰动层处于软弱状态下进行，以使浆液能均匀扩散，达到理想效果。但也不宜过早注浆，以免影响桩基主体混凝土的强度。考虑到混凝土强度，桩施工结束后两天即可实施注浆，若间隔时间过长，将增加注浆的难度或浆液不沿桩周或桩端软弱层均匀扩散，以至达不到预期效果。

2.7 注意对注浆过程的控制

在注浆过程中，常会遇到注浆压力一直保持在一个很低范围（0.3MPA～0.6MPA）的情况，有时甚至达到预估注浆量，仪表显示的压力测定值仍然很低。这时应采取间歇注浆或降低水灰比方法，以增大浆液阻力，确保注浆效果。

2.8 注意对注浆流量和注浆顺序的控制

目前使用的注浆泵流量一般偏大（＞100L／min）,导致浆液大流量快速在土体中扩散，使得有效加固范围减小，达不到理想效果。故注浆时应选用小流量泵，最好用单杠泵，注浆时小流量慢扩散。而对于注浆顺序，地下水位以下注浆应先桩侧后桩端，先上后下，若注浆顺序不当易造成冒浆和流失，降低注浆效果。

2.9 灌注桩后注浆技术的其他施工要求

与其在《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）中相关规定一致。

3 结束语

后注浆技术是提高灌注桩竖向承载力并减小承载力离散性的一项有效措施。实地观测也表明，经过注浆后的桩其沉降量较未注浆的桩要小很多，由此可见，在采用灌注桩作为基础的重要工程中后注浆技术显得尤为必要。而且对于那些由于工程需要，设计桩长达到60m，甚至于更多的构造物,由于其桩基进入砂层较深，在施工时承载力离散性较大，也应适当采用后注浆技术，已达到在满足承载力要求的同时，尽量缩短桩长、减小沉降的目的，为工程节约费用。

而且灌注桩后注浆技术也已日趋成熟，近年来已我国很多地方及工程中得以成功应用，例如宁波市明州大桥工程以及杭州市的江东特大桥钻工程等，均取得了很好的社会效益和经济效益，符合在保持高速发展的情况下建设节约型社会的这一经济形势，具有很强的推广及使用价值。

[1]郑爱荣.钻孔灌注桩后注浆技术[J].中国港湾建设，2008-12-25.