后注浆技术的施工工艺及应用

吴鹏

摘要：近年来随着建筑施工技术的不断发展与完善，在施工的过程中桩端注浆技术也在不断地发展，被广泛的应用在各种建筑施工中。本文就灌注桩后注浆施工技术进行分析与阐述。

关键词：建筑；灌注桩；后注浆技术；施工

中图分类号： U443.15+4文献标识码： A

1.后注浆技术加固原理

（1）改善持力层条件、提高桩的承载力。钻孔灌注桩成孔过程中，土体扰动、桩底沉碴和桩周泥皮对桩基承载力产生严重负面影响。为了改善和提高桩基承载能力，采用后注浆法加固措施，可使单桩承载力提高40%～120%，粗粒土增幅高于细粒土，桩侧、桩底复式注浆高于桩底注浆；桩基沉降减小30%左右。可利用预埋于桩身的后注浆钢导管进行桩身完整性超声检测，注浆用导管可取代等承载力桩身纵向钢筋，从而改善持力层的物理力学性能，恢复和提高持力层土体强度。

（2）提高桩侧摩阻力钻孔灌注桩与桩周土体间空隙降低了桩侧摩阻力；桩周泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合，降低了摩擦系数，同样降低了桩侧摩阻力。桩底注浆在高压作用下，浆液沿桩土界面上返，通过渗透、填充、胶结综合作用对桩周泥土置换和空隙填充，在桩周形成脉状结合体，使桩侧摩擦阻力大幅度提高；同时浆液横向渗透到桩侧土层中也起到了加大桩径的作用，从而改善持力层受力状态和荷载传递性能。

2.后注浆技术施工原理及施工工艺

（1） 施工技术原理。灌注桩后注浆基岩补强双液注浆方案是采用高压旋喷钻机清洗孔底，再利用高压注浆对桩端的岩石裂隙、溶槽及溶沟等进行填充、固化，保证工程质量。

（2）灌注桩后注浆施工技术。（1）钻孔施工：在桩身离钢筋内侧5~10cm的距离，以120。分布三个孔，采用地质钻机成孔，作为注浆孔。钻孔过程中施工人员应严格控制钻孔深度，确保钻孔深度在桩底以下≥50cm。（2）孔底清洗：采用高压旋喷钻机，旋转喷射（3~5MPa）水流冲洗、清洗孔底，直至灌注桩孔底泥坯及岩粉被冲出孔底，排气返水清澈为止。（3）注浆管埋设：每孔埋设直径32mm镀锌注浆管，在底端0.1m内设置梅花形蜂窝眼便于均匀出浆（注浆管能拔出时可循环使用）。埋设直径25mm镀锌管一根在桩身底与桩孔底之间设置蜂窝眼（用于二次补浆）。出气管在封口以下长度不大于0.5m。注浆管与检测孔上部应采用早强型（48h强度不小于C25）灌浆料进行封堵，封口长度应不小于2m，注浆管与出气管应高出孔口0.5m。（4）注浆施工：注浆采用二次注浆法，浆液先稀后浓，采用2TG60/210双液注浆机，将配好的浆液与水玻璃分别通过注浆注浆管高压注入孔底汇合，对孔底进行封堵。封堵完成后撤出水玻璃注浆管，采用水泥净浆进行高压灌注，控制注浆速度，待出气管冒出水泥浆时，采用螺栓堵头或阀门方式密封出气口，然后继续加压到恒压（6MPa），停止注浆。阀门紧闭注浆孔1h，方可断开与高压泥浆泵连接管路。待第一次注浆初凝后利用埋设在孔内的镀锌管二次进行补浆，填充第一次注浆的细小裂隙和空洞。浆液终凝后方可拆除阀门。

（3）注浆施工工艺。（1）清孔。清孔有以下两种作用：①避免注浆时注浆管及桩底孔隙的堵塞，保证注浆能顺利进行；②将桩端夹杂在碎石、卵石中的泥质碎屑冲洗干净，可以提高注浆后形成的混凝土体的强度。清孔时先将第一根注浆管与注浆泵用注浆软管连接，同时将其余3根注浆管的阀门打开。用注浆泵向第一根注浆管压入清水，持压一段时间后发现两根管子有泥浆冒出。继续持压30分钟这两根管子中有清水喷出。将有清水喷出的两根管子的阀门关闭，继续向第一根注浆管注入清水直至第四根管子喷出清水停止清孔。（2）注浆。注浆采用三种不同配合比的水泥浆。开始注浆时为避免注浆管及桩底孔隙的堵塞注入的水泥浆水灰比为2；随着注浆的进行在中间阶段注入的水泥浆水灰比为0.5；为提高注浆的质量最后阶段注入的水泥浆水灰比为0.45。具体的施工工艺方法如下：①开始注浆时向用注浆泵向第一根注浆管注入水泥浆，同时将其余三根注浆管的阀门打开。当其余三根注浆管中有水泥浆喷出时将其阀门关闭，继续向第一根注浆管注浆。当压力表压力达到4MPa停止注浆，此时第一根管注浆量为1.12m3。②用注浆泵向第二根注浆管注浆。当压力压力达到4MPa停止注浆，第二根管注浆量为1.96m3。③同样向第三根注浆管注浆，压力达到4MPa停止注浆，第三根管注浆量为2.24m3。④最后向第四根注浆管注浆，压力达到3.5MPa时桩南侧约3m地基处有水泥浆冒出。此时桩底注浆已饱满随即停止注浆，第四根管注浆量为1.4m3。

3.后注浆法在钻孔灌注桩中的应用

灌注桩后注浆(Cast-in-place pile post grouting-简写PPG)是灌注桩的辅助工法。该技术旨在通过桩底桩侧后注浆固化沉渣(虚土)和泥皮，并加固桩底和桩周一定范围的土体，以大幅提高桩的承载力，增强桩的质量稳定性，减小桩基沉降。对于干作业的钻、挖孔灌注桩，经实践表明均取得良好成效。故本规定适用于除沉管灌注桩外的各类钻、挖、冲孔灌注桩。该技术目前已应用于全国二十多个省市的数以千计的桩基工程中。

单一工艺的钻孔灌注桩，由于成孔工艺的固有缺陷，容易导致桩底沉渣和桩周泥膜等隐患。钻孔灌注桩的后注浆技术是成桩时在桩底或桩侧预置注浆管路和注浆装置，待桩身达到一定强度后，通过注浆管路，利用高压注浆泵压注以水泥为主剂的浆液，对孔底沉渣和桩侧泥皮进行固化，从而消除传统灌注桩施工工艺固有缺陷，达到提高桩的承载力、减少沉降量的目的。

灌注桩桩底后注浆和桩侧后注浆技术具有以下特点：一是桩底注浆采用管式单向注浆阀，有别于构造复杂的注浆预载箱、注浆囊、U 形注浆管，实施开敞式注浆，其竖向导管可与桩身完整性声速检测兼用，注浆后可代替纵向主筋；二是桩侧注浆是外置于桩土界面的弹性注浆管阀，不同于设置于桩身内的袖阀式注浆管，可实现桩身无损注浆。注浆装置安装简便、成本较低、可靠性高，适用于不同钻具成孔的锥形和平底孔型。

桩底后注浆管阀的设置数量应根据桩径大小确定，最少不少于2 根,对于d＞1200mm 桩应增至3 根。目的在于确保后注浆浆液扩散的均匀对称及后注浆的可靠性。桩侧注浆断面间距视土层性质、桩长、承载力增幅要求而定，宜为6~12m。

浆液水灰比是根据大量工程实践经验提出的。水灰比过大容易造成浆液流失,降低后注浆的有效性，水灰比过小会增大注浆阻力，降低可注性，乃至转化为压密注浆。因此，水灰比的大小应根据土层类别、土的密实度、土是否饱和诸因素确定。当浆液水灰比不超过0.5 时，加入减水、微膨胀等外加剂在于增加浆液的流动性和对土体的增强效应。确保最佳注浆量是确保桩的承载力增幅达到要求的重要因素，过量注浆会增加不必要的消耗，应通过试注浆确定。这里推荐的用于预估注浆量公式是以大量工程经验确定有关参数推导提出的。关于注浆作业起始时间和顺序的规定是大量工程实践经验的总结, 对于提高后注浆的可靠性和有效性至关重要。

4. 结语

伴随着科学技术的发展，灌注桩施工技术的不断完善，后注浆技术的利用也在不断的完善和使用，成为当前施工建设中的主要形式和方法。其在施工是是通过利用轧亚注浆泵压入水泥为主的浆液对孔底和桩侧泥皮进行固化、桩端阻力及其桩侧阻力的提高过程，从而达到提高单桩承载力、减少沉降量的一种先进的技术方法和施工措施，确保施工质量和施工效益。参考文献

[1] 张忠苗《灌注桩后注浆技术及工程应用》中国建筑出版社

[2]《钻孔灌注桩施工规程》DB08-202-92