浅谈灌注桩和灌注桩后注浆的应用

符策强

摘要：随着建筑事业的快速发展，城市高层建筑愈发增加，桩基础作为建筑深基础的主要手段和形式显得尤为重要。桩基础分为预制桩和灌注桩两大类，灌注桩后注浆作为灌注桩的一种，能适用于各类土质条件并能提供巨大的单桩承载力及减少桩基沉降，所以随着建筑业的发展，尤其是超高层建筑的增多，灌注桩后注浆技术越来越多的应用到实际工程中。由于实际工程中钻孔灌注桩后注浆的使用相对还较少，缺乏一定的经验，本文就灌注桩和灌注桩后注浆谈几点个人观点。

关键词：灌注桩；灌注桩后注浆；承载力；沉渣；清孔

一、传统钻孔灌注桩存在或者出现的问题

传统钻孔灌注桩的优缺点：钻孔灌注桩与预制桩相比，灌注桩具有造价低，工期短的经济效益，同时钻孔灌注桩的受力性能更明确，其承受桩顶水平荷载能力更佳，承受抗拔能力也比预制桩强，而且灌注桩适合于各种土层和岩层。所以灌注桩可以做成较大的尺寸，能够深入的土层深度更大等优点，所以灌注桩在工民建桩基工程中应用的比较广泛。但是在施工过程中采用的是泥浆护壁工艺，所以单一的使用传统钻孔灌注桩在施工中存在着诸多问题：（1）桩侧泥皮及应力松弛问题，钻孔灌注桩施工时由于不同深度处土性的差别，地下水壓力的变化以及钻机扰动等因素会造成孔径变化，成孔时为了平衡地层压力，稳定孔壁，防止塌孔、缩孔，一般采取泥浆护壁措施泥浆材料对砂性土一般添加膨润土及外加剂等，对黏性土一般就地造浆或添加少量膨润土，造成护壁强度低。另外，钻孔灌注桩在成孔过程中由于孔壁侧向应力解除，桩侧土体会出现侧向应力松弛，可能会导致桩的承载力降低。（2）桩端沉渣及持力层扰动问题，在施工过程中，不可避免一部分土体碎屑沉淀在孔底形成沉渣，如果孔底沉渣清理不干净，则会对钻孔灌注桩承载力产生影响，桩端沉渣层的存在，是桩端相当于支承在软弱层上，孔底沉渣不仅影响端阻力的发挥，而且也影响侧阻力的发挥值，使灌注桩的承载能力得不到正常发挥。（3）桩身灌注混凝土质量问题，钻孔灌注桩施工中难免存在缩扩颈现象，在混凝土灌注过程中会存在桩身离析、夹泥、桩顶浮浆等现象，但是桩身混凝土质量问题是施工可控因素，只要施工和监理单位规范管理，是可以降低到最低限度并满足规范要求的。（4）同一场地钻孔灌注桩竖向承载力离散性问题，相同桩型、桩径和持力层的钻孔灌注桩，由于施工技术的差异、沉渣厚度不同、地质条件的差异以及其他因素的影响，会导致同一工地钻孔灌注桩竖向承载力离散性问题，承载力离散问题导致了群桩基础的不均匀沉降。

成因分析：在实际施工中，我们发现传统钻孔灌注桩施工由于土质松散，如果没有很好的实施泥浆护壁，造成孔壁坍塌，如果泥浆性能比较差，失水率超出标准范围，容易造成局部颈缩现象，如果因场地、安装钻机等问题垂直度偏差较大，还会影响钢筋笼难沉，实际施工过程中泥浆过稀，泥浆比重过小，清孔不到位，清孔后等待浇筑混凝土时间过长，都会造成孔底沉渣过多。

二、应运而生的新技术——钻孔灌注桩后注浆

灌注桩后注浆概念：

后注浆是把地基处理灌浆技术引用到桩基础，采取对桩端和桩侧实施压力注浆的技术，钻孔灌注桩在成桩后，由预埋的注浆通道用高压泵将一定压力的水泥浆压入桩端土层和桩侧土层，通过浆液对桩端沉渣和桩端持力层及桩周泥皮起到渗透、填充、压密、劈裂、固结等作用来增强桩端土和桩侧土的强度，从而达到提高桩基极限承载力、减少群桩沉降量的一项技术措施。后注浆是传统钻孔灌注桩的辅助工法，是从解决普通灌注桩出现困难应运而生的新技术，试验研究表明，该技术显著提高了桩基的竖向承载力，离散性得到了有效的减小，应用范围比传统钻孔灌注桩更为广泛，特别适用于桩端进入密实粉土和粉细砂层较深的情况。

三、灌注桩后注浆技术应用存在的问题

（一）设计问题

灌注桩后注浆在设计中需要注意的主要包括注浆方案的选择与注浆持力层的选择、合理注浆量的确定以及注浆压力的控制、注浆前后设计承载力的计算等。最有效的方法是通过设计试打桩试注浆，确定合理的注浆量等技术参数，并通过静载试验确定单桩竖向承载力特征值的取值。

（二）施工中的问题及控制

1.由于土质松散，如果没有很好的实施泥浆护壁，容易造成孔壁坍塌。对于该问题的处理，通常情况下是用优质的泥浆，在终孔后实施泥浆补给，确保水头高度符合要求。

2.严格控制桩身垂直度，根据现场条件合理选择钻机并严格安装及稳固好。

3.严格按照规范清除孔底沉渣，放置钢筋笼，桩身钢筋保护层要严格控制，防止桩身钢筋锈坏而影响桩的承载力，并采取一定措施防止钢筋笼上浮。

4.灌注混凝土时提管不能过快，若提管过快，会导致钢筋笼上浮，也会造成桩顶浮浆过厚，所以提管速度要控制好。

5.后注浆作业起始时间宜于成桩2天后开始，不宜迟于成桩30天后，届时混凝土终凝，水泥浆无法渗透到周围土层。注浆作业与成孔作业点的距离不宜小于8-10米。对于饱和土中的复式注浆顺序宜先桩侧后桩端；对于非饱和土宜先桩端后桩侧；多断面桩侧注浆应先上后下，桩侧桩端注浆间隔时间不宜少于2小时。桩端注浆应对同一根桩的各注浆导管一次实施等量注浆。对于群桩注浆宜先外围、后内部。

6.注浆压力及注浆量要控制好，即需要满足终止注浆条件。

四、后注浆技术的展望

灌注桩后注浆随着桩基工程技术的迅速发展，后注浆技术显示出强劲的发展势头，优势越来越明显，以后的发展趋势有可能灌注桩后注浆会代替现有的传统的灌注桩。

展望后注浆技术的发展与未来，以下几个方面将得到发展与完善：

（一）注浆装置设备开发

展望后注浆技术的未来，随着人们的深入研究，应该会有更多更先进的注浆装置设备。

（二）后注浆理论的研究

随着人们对后注浆机理的认识不断提高，对注浆体的力学性质、注浆液扩散方式及扩散范围以及桩端（侧）压力注浆桩承载力计算理论和沉降计算理论的研究将更加完善。

（三）后注浆技术的应用与推广

总之，无论是注浆设备的开发、注浆施工工艺技术的进步，还是后注浆理论试验研究及应用等，仍有许多内容需要进一步深化。值得土木工程的工作者认真研究。以服务于蓬勃发展中的建设工程，保证建（构）筑物的长期安全使用。

参考文献：

[1]JGJ94-2008，建筑桩基技术规范[M].中国建筑工业出版社，2008.