灌注桩后注浆技术在桩基工程中的应用

张敏

【摘要】随着国民经济的发展，我国城市化进程不断加快，建筑工程技术发展迅猛，灌注桩相比预制桩具有抗震性能好，不具有挤土效应等特点，因而在桩基工程中应用广泛。本文主要介绍了灌注桩后注浆技术的作用机理，并对其设计及施工过程进行了简单的分析探讨。

【关键词】灌注桩后注浆;桩基工程;设计施工;质量控制

1、灌注桩后注浆技术概述

1.1灌注桩施工存在的问题

灌注桩具有适用于不同地质条件，桩径、桩长变幅大，噪声、震动小等优点，但受现有施工工艺的限制，灌注桩在成孔过程中存在对孔壁土体产生扰动、成桩后桩底沉渣无法完全清理干净以及桩侧泥皮过厚等问题，从而影响了灌注桩的竖向承载力，导致成桩质量离散性大，单桩承载力较不稳定，容易造成工程质量隐患及基础造价过高，不利于在桩基工程中的顺利应用。

1.2灌注桩后注浆的作用机理

灌注桩后注浆技术是在成桩后一定时间内，通过预设于桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入一定压力的水泥浆，浆液直接注入至需要加固补强的位置，浆液与桩端沉渣、周围土体呈混合状态，通过渗透、填充、压密、劈裂、固结等效应，固化沉渣（虚土）和泥皮，并加固桩底和桩周一定范围的土体，增强桩端土和桩侧土的强度，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。

2、灌注桩后注浆的主要方式

根据地层性状、桩长、承载力增幅和桩的使用功能（抗压、抗拔）等因素，灌注桩后注浆可采用桩端注浆、桩侧注浆和复式注浆等方式。

2.1桩端注浆

桩端注浆采用管式单向注浆筏，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，其注浆用竖向导管应采用钢管，设计桩身纵筋或计算桩身配筋率时，注浆钢管可作为桩身的纵向主筋，记取一定的安全系数替代纵向钢筋，还可以兼做声波透射法检测桩身完整性的内导管，做到“一管三用”。桩端后注浆管的设置数量应根据桩径大小确定，其数量的增加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。

桩端后注漿对持力层为砾卵石层最为有效，对粉砂层也有效;而对粘性土层的后注浆主要对泥皮和沉渣固结有效，亦即主要对群桩的变形控制有效。对持力层为基岩的桩，若岩性好且沉渣能处理干净，则没有必要注浆;反之若岩性裂隙发育或沉渣处理难保证，则桩端后注浆仍然有效，此时主要作用是注浆后群桩的变形均匀且沉降量少。

2.2桩侧注浆

桩侧注浆时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筏式注浆管，可实现桩身无损注浆。桩侧后注浆管阀设置数量应综合地层情况、桩长和承载力增幅要求等因素确定，当为粗粒土时，宜将注浆阀设置于粗粒土层下部，对于干作业成孔灌注桩宜设于粗粒土层中部。当采用多断面桩侧注浆时，注浆顺序应先上后下，可以避免下部浆液沿桩周土界面上窜而冒浆。

2.3复试注浆

复式注浆包含桩端和桩侧两种注浆方式，所以工艺更为复杂，注浆效果也优于采用单一注浆方式的桩型。对于桩长超过15m且承载力增幅要求较高者，宜采用桩端桩侧复式注浆。饱和土中的复式注浆顺序宜先桩侧后桩端，非饱和土宜先桩端后桩侧。桩侧、桩端注浆间隔时间不宜少于2h，以保证上部注浆体达到一定的初凝强度，以避免浆液上窜而冒浆。

3、灌注桩后注浆的设计与施工

3.1主要设计内容

灌注桩后注浆工程中，单桩注浆量的设计应根据桩径、桩长、桩端桩侧土层性质、单桩承载力增幅及是否复式注浆等因素确定。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，该值应通过试注浆确定。在实际工程中，注浆量较大的桩承载力高于注浆量较小的桩，但由于增加的幅度有限，因而存在一个最优的注浆量。

注浆压力是灌注桩后注浆施工效果好坏的关键因素之一。注浆工作压力宜以不使地层结构破坏或发生局部和少量破坏为前提，注浆压力与桩长、桩端（侧）土层的性质以及注浆顺序、注浆节奏等有关，一般根据注浆前的注水试验数据和以往的施工经验确定，当桩端持力层为砾石层时，一般持力层越厚、含泥量越少、渗透性越好，那么注浆压力较低;反之则注浆压力越高。实际注浆时有清水开塞压力、注浆工作压力和终止注浆压力三部分，这三种压力最终确定应通过试打桩的现场试注由多方会议纪要的方式确定，一般开塞压力要比注浆工作压力高。

浆液水灰比是根据大量工程实践经验提出的，不同水灰比的浆液其特性有所不同。水灰比的大小应根据土层类别、土的密实度、土是否饱和等诸多因素确定。浆液水灰比的控制原则一般为：依据压水试验情况选择初注水灰比，通常先用稀浆，随后渐浓，最后注浓浆。在可注的条件下，尽量多用中等水灰比以上的浆液，以防浆液作无效扩散。

3.2主要施工工序

灌注桩后注浆施工工序一般按下图所示顺序展开：

在上图所示施工流程中，压水试验（清水开塞）是注浆施工前必不可少的重要工序。成桩后至后注浆作业前，通过压水试验来检验注浆管是否畅通及土体的可注性。压水试验后应立即初注，即将配置好的水泥浆通过高压注浆泵和预埋管注入到设计土层中。注浆时要密切注意注浆压力、注浆量和注浆管的变化，同时用百分表监测桩的上抬量。灌注桩后注浆顺序应针对上部结构的整体性、地质条件、设计要求及施工工艺综合确定，对于桩群注浆宜先外围、后内部。后注浆施工过程中，应经常对后注浆的各项工艺参数进行检查，发现异常应采取相应处理措施。

4、灌注桩后注浆的质量控制

灌注桩后注浆施工过程中，还需做好以下质量控制措施：

（1）灌注桩后注浆大范围施工前应进行试注浆，以优化并最终确定注浆参数。

（2）注浆作业宜于成桩2d后开始，不宜迟于成桩30d后。

（3）注浆作业与成孔作业点的距离不宜小于8～10m。

（4）当注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围桩孔串浆，应改为间歇注浆或调低浆液水灰比。

（5）灌注桩后注浆的单桩极限承载力，应通过静载试验确定。

结语：

灌注桩后注浆是灌注桩的辅助工法，注浆装置安装简便、成本较低、可靠性高，适用于各类钻、挖、冲孔灌注桩，是一项非常经济实用的工程技术。通过多年来在众多桩基工程中的应用，取得了很好的效果，并形成了一定的设计与施工经验，在桩基工程中有很大的应用价值。

参考文献：

[1]姜自艳.建筑工程中灌注桩后注浆施工技术的应用分析[J].建筑技术开发，2020，47（9）：34-35.

[2]邬羽.灌注桩后注浆技术在建筑工程施工中的应用[J].工程技术研究，2019，4（16）：49-50.

[3]DBJ/T13-247-2016，福建省灌注桩后注浆施工技术规程[S].