灌注桩后注浆施工技术在建筑工程施工中的应用

纪慧来

（鹤岗市龙跃建筑工程有限公司，黑龙江 鹤岗 154100）

基础是建筑工程的重要构成部分，关系着建筑工程施工质量及稳定性。当前加固建筑工程基础的技术较多，其中灌注桩后注浆施工技术应用率较高，加强该施工技术在工程中的应用研究，不断提高施工质量，具有重要的现实意义。

1 灌注桩后注浆施工技术原理

灌注桩后注浆施工指灌注桩成桩一段时间后，通过预设在桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧注浆阀将水泥浆注入，加固桩侧土体、桩端。灌注桩后注浆施工技术作用机理表现在两个方面：（1）当注入的水泥浆液在桩周土中渗透达到一定程度后，剩余的浆液会顺着桩周孔壁上返，填充、弥补成桩过程中出现的缺陷，保证成桩质量。（2）后压浆液可填充土颗粒间的孔隙，改善桩间土的饱满度与孔隙度，促进土物理性能进一步提升。同时，增强土颗粒间的胶结力，加固土体颗粒骨架。另外，桩端可形成一定的扩大头，提高桩承载力的同时，抑制沉降。

2 灌注桩后注浆施工技术应用

灌注桩后注浆施工技术涉及较多环节，应保证各环节的施工质量，为建筑工程施工工作的顺利进行奠定坚实基础。

2.1 做好工程勘察

灌注桩后注浆施工前，应做好工程地质勘查，分析底层可注性，明确注浆材、注浆压力、注浆量。同时，对注浆作业后地基土强度增加效果进行评估，以满足工程设计要求。做好工程勘察作业后，还应认真落实以下内容：首先，认真阅读工程勘察报告。通过阅读与分析工程勘察报告，掌握施工场地地层分层以及持力层变化情况；对地下水特性进行分析；研究注浆浆液给环境可能造成的影响。其次，注重与周边已有注浆工程的类比。后注浆施工质量受注浆量、注浆压力、土质等的影响较为明显，因此，施工前应注重借鉴相同区域已有建筑注浆工程经验，避免施工的盲目性。最后，设计试桩。在掌握施工现场基础材料后，结合建筑工程上部结构荷载以及变形要求设计试桩，并做试桩的静载试验，确定最终承载力以及相关施工参数。

2.2 确定注浆方案

灌注桩后注浆施工中，为保证施工质量，提高施工效率，做好施工各部门的协调工作，应结合工程项目实际，确定合理的注浆作业方案。确定注浆方案时，应重点考虑以下内容：首先，明确竖向抗压承载力。为掌握单桩极限承载力，应通过静载试验确定。一般情况，可参考以下内容，设计竖向抗压承载力。基岩中竖向承载力应提高15%；淤泥质土层、黏土层提高10%～15%；粉砂层中应提高25%。其次，选用合理的注浆泵。注浆时应选用注浆量大的注浆泵，应超过5 m3/h，最大压力应超过10 MPa。注浆泵运行性能稳定。最后，做好注浆头设计。目前，注浆头常使用U型管法、单向阀法、打孔包扎法，其中打孔包扎法不仅适用性广，而且简单经济，因此，具有较高应用率。U型管法常用在公路桥梁工程直径较大的桩施工中应用。工程中究竟施工何种注浆头，需综合分析各项参数而定。

2.3 把握注浆细节

注浆施工中，采用合理的注浆顺序尤为重要，当从中心向外进行注浆操作时，可保证各桩注浆量充足，但注浆压力小、扩散半径大。当从桩四周开始注浆时，群桩周边边界可闭合，但中心桩的注浆压力较大，因此，需认真分析施工工艺、地质条件、工程上部结构等因素，确定合理的注浆顺序。注浆时应把握合理的注浆节奏，采用间歇方式注浆。间隙时间，通过压水试验确定，并根据桩底可灌性、注浆压力变化适当调节。

2.4 控制注浆参数

灌注桩后注浆施工参数较多，包括注浆量、注浆压力、浆液浓度等，控制不当容易引发质量问题，其中注浆量是主要控制因素，注浆压力是辅助控制因素。施工中应做好上述参数的控制。其中确定注浆量既可根据经验（见表1），也可利用公式进行估算。

另外，还可使用以下公式进行估算：

其中n、d、Gc分别表示桩侧注浆断面数、基桩设计直径、注浆量。Ap、as分别表示桩端注浆量经验系数（一般取1.5～1.8）、桩侧注浆量经验系数（一般取0.5～0.7）。

不同浓度的浆体性质存在一定差别，施工中应根据不同阶段，配制不同浓度的浆液。其中确定水灰比时应综合分析土的渗透性、饱和度。如为非饱和土应将水灰比控制在0.7～0.9，对于饱和土水灰比应控制在0.45～0.65。另外，针对水灰比较低的浆液，应添加适量的减水剂。

表1 注浆水泥量的经验数据（单位：kg）

2.5 做好注浆养护

注浆养护时，确定注浆终止条件、采用科学的养护方法尤为重要。一方面，当一根桩中单管注浆量满足设计要求，可以不注第二根管。如第一根管未满足要求，应将第二根注浆管打开，采用间歇注浆方式，直到满足设计要求。进行多次注浆操作后，注浆量仍未满足要求，注浆压力连续达到8 MPa保持3 min以上时间，停止注浆操作。同时，增加相邻桩的注浆量。另一方面，为获得预期的承载力要求，注浆后应进行超过25 d的保养。

3 灌注桩后注浆施工应用实例

3.1 工程概况

某商业街工程包括1幢4层商业楼、4层商业辅楼、1幢20层高层建筑、1幢26层高层建筑，地下均带有2层车库。通过对该工程项目地质情况进行勘察，得知地基土自上而下分别为：杂填土、粉质黏土、黏土、黏土与粉质黏土互层、粉质黏土混卵砾石、强风化泥质砂层、中风化泥质砂岩。

3.2 桩基础及注浆方案

通过研究与论证，基础使用钻孔灌注桩，桩身混凝土强度C35、桩径800 mm、有效长度为26 m。其中，持力层为中风化泥质砂岩，入岩深度为3 m。通过分析土层状况以及设计要求得知，单桩竖向承载力特征值为4 800 kN。

本工程桩施工采用桩端后注浆方式，钢筋笼和压浆管同时制作，其中压浆管壁厚至少为3 mm，直径不小于25 mm。压浆管使用丝扣相连接，并使用胶带缠紧。压浆管上部漏出地面300 mm，下部处在钢筋笼底部200 mm位置。制作浆液所用的水泥标号为32.5，注浆量控制在75 L/min以下，水泥浆的水灰比为0.5，桩端终止注浆压力为2.5 MPa。注浆操作在注浆后的两天进行。如符合以下任一条件则终止注浆：（1）注浆总量为75%设计值且压力高于设计值。（2）注浆压力与注浆总量满足设计要求。通过实验确定，该工程实际施工参数为：注浆量1.6～1.8 t，注浆压力为5 MPa、浆液水灰比为0.6。

3.3 检测结果

施工完成后，对施工质量进行检测，检测方法为：结合施工实际，选择5根工程桩做单桩抗压承载力试验，选取3根桩做单桩抗拔承载力试验。随机选取10%的工程桩，使用声波透射法挤钻心法，检测桩身完整性、桩身混凝土强度、持力层状况、桩底沉渣情况。经检测获得以下结果：静载试验结果符合承载力设计要求，单桩整体沉降量2 cm左右；经小应变检测，多数为一类桩、二类桩，没有三类桩；经抽芯检测桩强度满足设计要求，后注浆位置交接良好。

4 结语

灌注桩后注浆施工内容多、流程复杂，做好该施工技术的应用研究对保证工程桩质量具有重要意义。本研究得出以下结论：（1）应用灌注桩后注浆技术施工时，要求技术人员提高认识，做好充分的应用准备，明确施工流程以及施工的重点与难点，结合施工工艺及规范要求，严格控制各环节施工参数。（2）在实际工程中应用灌注桩后注浆技术时，应做好工程地质调查，全面掌握工程的地质状况。同时，施工中做好施工过程检查，认真核对相关施工参数是否满足规范及设计要求。注浆施工完成后需按照规范进行养护，并做好成桩质量检查。