灌注桩后注浆施工技术在建筑工程施工中的应用分析

郭伟

1 引言

灌注桩后注浆施工技术是现阶段在建筑工程尤其是大型、高层建筑中普遍采用的的施工技术，这一技术不仅可以防止建筑桩基底泥皮和沉渣的出现，还可以适应多种不同的地质土壤条件，科学有效的利用建筑桩后注浆施工技术，不仅能够节约建筑生产成本，还能够保障建筑工程的质量和进度。

2 灌注桩后注浆施工技术的原理

灌注桩后注浆施工技术实际上可以算是劈裂注浆技术和渗透注浆技术结合的新型施工技术。劈裂注浆技术是指通过注浆管，将具有足够压力的水泥浆液强力压如建筑桩基底和建筑桩侧的土层，使原本结构疏松、土层分散不稳定、具有较多土壤颗粒和其他杂质的建筑桩底侧周围的土壤结构变成一个高强度、高密度的稳定结构体，从而保障建筑桩的安全和稳定。灌注桩后注浆施工技术通过注浆管将高压水泥浆注入建筑桩底部土层，高压使得土壤被劈裂，产生土层的缝隙和空间，水泥浆液就顺着这些空隙进入，在土壤中凝固，水泥在土壤空隙中的凝固将会改变土壤的物理性质和化学性质，使得土壤中的土渣和泥皮凝固成一个整体，建筑桩与岩层发生劈裂效应，形成具有较高强度的复合型土体，提高整个建筑桩的建筑承载能力。

3 灌注桩后注浆施工技术的优势与不足

3.1 优势

首先，灌注桩后注浆施工技术可以克服不同土壤地质条件对建筑施工的影响，可以克服原有的挖孔灌注浆对各种地质条件的挑剔，应用范围更加广泛；使用灌注桩后注浆施工技术还可以改变以往建筑桩基底的泥皮、尘土土渣等等现象；该技术还可以固化各种疏松、松动的泥土层，使得建筑基底更加牢固，稳定，对于大型、高层建筑更加稳固安全。该技术在原材料使用、实践和人力投入都比较节约节能，降低建筑的生产成本。

3.2 不足

首先，在技术应用的过程中桩基的应力会受到泥皮的影响而降低，桩基底的基层将会受到泥皮尘渣的影响，在混凝土强度没有达标的情况下会导致钻孔灌注桩的竖向承载力难以保证。因此，灌注桩后注浆技术不是百分之一百完美无缺的，在使用的过程中，要注意综合运用各种手法手段，弥补该技术的不足之处，在前期准备、注浆管安装和注浆阶段等关键环节，都需要对这些工艺进行细化和优化。

4 实例分析灌注桩后注浆施工技术的应用

4.1 实例概况

4.1.1 基本概况

某CBD区块内集中了两栋超高层建筑及多栋高层建筑；结构形式为：框架-核心筒；结合结构特性、周边交通条件和荷载情况等，拟定采用灌注桩后注浆施工技术。

4.1.2 项目工程地质条件

（1）地形地貌：地势较为平缓；场地地面高程一般在1.85～3.01m间。

（2）地质特性：项目工程地质情况。

（3）水文地质：拟建场地内地下水属潜水类型，地下水主要以大气降水及地表水系的补给为主；地下水对混凝土结构具有微腐蚀性。

4.2 灌注桩后注浆的施工工艺

灌注桩后注浆施工过程示意图见图1。

图1 后注浆施工过程示意图

4.2.1后注浆装置的设置

（1）注浆导管的设置。通常采用低压流体输送用焊接管作为浆液注入桩基的导管，且要求管壁的厚度应满足相关施工要求；在实际施工中，低压流体输送用焊接管还可作为超声波检测管使用，但在使用过程中值得注意的是，应适当增加注浆导管的直径；根据桩身直径能够确定注浆导管的埋设数量，且至少为两根。

（2）注浆阀的设置。注浆阀所能承受的静水压力至少为1MPa；注浆阀外部基层具有较强的抗压性、抗变形性；注浆阀应具备逆向停止的作用。

4.2.2 后注浆的相关要求分析

（1）后注浆的施工时间。注浆作业宜在成桩2～30d开展；

（2）施工顺序。针对饱和土中的复式注浆顺序为先桩侧后桩端；非饱和土的施工顺序为先桩端后桩侧；桩群注浆宜先外围、后内部；

（3）施工速率。桩端注浆宜对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆。

4.2.3 后注浆施工中的注意事项

（1）在后注浆施工中，一旦出现注浆压力长时间偏低、地面冒浆或桩孔串浆等问题，可采取的解决措施包括间歇注浆或降低浆液水灰比；

（2）在非饱和土中开展后注浆施工中，针对地表隆起、桩顶上抬量超出正常值等问题，可采取的解决措施有：采取间歇注浆、提高浆液水灰比；

（3）在后注浆施工中，针对注浆压力长时间高于正常值、注浆泵运转效率下降等问题，可采取的解决措施有：提高水泥强度等级、掺加减水剂等。

4.3 注浆管制作

注浆管是灌注水泥浆的通道，注浆管的材质必须要满足注浆的条件和要求，以镀锌管和无缝钢管制作注浆管，结合建筑工程的规模和性质进行三段式制作。运用塑料膜制品或者专业的胶带对注浆管进行完全密封，确保在注浆过程中不会出现渗透现象。

4.4 压水实验需要注意灌注桩质量

压水实验一方面是确保注浆管路的清洁与通常，另一方面也是确保建筑桩基底的安全与稳定。专业技术人员需要对注浆管管路进行规范化和科学化的管路疏通，一旦发现注浆管出现各种注浆孔的塌陷或者孔洞的扩张等现象，要采取各种补救措施进行补救。

4.5 工程经验总结

基桩持力层为基岩、砂砾层或碎石层的钻孔灌注桩，其桩基受力形式分别以端承桩、摩擦端承桩为主。其中基桩持力层为基岩的钻孔灌注桩，在施工完成后桩底沉渣往往较难清理，而后注浆技术的应用能够有效解决这一问题，固化桩底沉渣，确保基桩能获得良好的受力性能。基桩持力层为砂砾层或碎石层的钻孔灌注桩，若将其应用在淤泥层较厚、基岩埋深较深的区域，则难以保证基桩承载力达到预期的效果，同时还要采取增大桩径、增加桩长的措施，而灌注桩后注浆施工技术的运用能够有效提高基桩承载力，控制桩基沉降；若选择基岩作持力层时无需增大桩径及桩长，经济性良好。

灌注桩注浆施工工艺的核心环节是注浆过程，是决定整个工程进行质量和成效的关键步骤，也是整个施工过程的收尾结束阶段。注浆过程的施工质量和效果直接影响到灌注桩的施工质量进而影响到整个建筑的安全性和可靠性，为此，该项环节的重要性极为突出。在注浆施工环节之前，要确保之前的的所有环节也就是所有准备工作要做好做足，参与注浆工作的施工人员和设备投入要确保足够，要确保施工材料的质量，例如水泥浆的配比、原材料、水和水泥的使用要进行严格把控。在注浆过程中，控制好注浆的压力和施工连续性，一次性完成灌注桩注浆工作。施工人员要注意将每一个施工的细节做好，细节关键决定成败。除此之外，人也是决定施工进程和效果的保障，每一个施工人员要做到对灌注桩后注浆施工技术的环节和操作方式了然于心，保障建筑工人对于业务的熟练程度和经验。

5 灌注桩后注浆的质量检验

5.1 单桩竖向抗压静载荷试验

5.1.1 检验手段

建筑施工中常用于检测单桩竖向承载力的手段主要包括：基桩钻芯法、基桩静载荷试验、基桩高应变法等。建筑工程中对单桩竖向抗压静载荷的试验方法包括地锚法、自平衡法、锚桩法（机械设备为锚桩-反力装置）和堆载法（机械设备为压重平台-反力装置，如图2所示）等。

图2 堆载-反力装置

5.1.2 加载及卸载方式

（1）加载分级；采用分级加载的方式，且每一级的增加荷载宜为预估极限承载力的1/10，且应逐级等量加载；

（2）采用分级等量卸载的方式，且每一级的卸载量应是加载时分级荷载的2倍；

（3）在加载或卸载过程中，应将每级荷载在传递过程中的变化幅度控制在分级荷载的±10%范围内，以保证荷载传递的均匀性、连续性；

（4）在灌注桩后注浆施工中，单桩竖向抗压静载试验是用于检测后注浆施工质量、确定基桩承载力的重要手段。

5.2 低应变法对桩身完整性的检测

常见的低应变法类型有反射波法和机械阻抗法两种，前者用于检测桩身结构的完整性，检测依据的规范为《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）；后者用于检测桩身结构的完整性和承载力。

6 结语

灌注桩后注浆施工技术是一项适宜现代建筑特点的新型建筑施工技术，该技术能够最大程度地降低建筑生产成本并且极大地提高建筑桩的安全性能。建筑工人应当充分掌握该项技术的应用程序和应用方法，把握这项技术的关键环节和要点，不断结合该项技术的不足之处进行细节的科学创新，在规范化的操作中不断实现建筑施工技术的进步。

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