钻孔灌注桩后注浆技术在高层住宅楼基础施工中的应用

宋洁伟 敏捷集团工程师

由于大量农村人口涌入城市，使得城市建设用地越来越紧张，高层住宅楼的出现有效缓解了这一社会矛盾，因此人们对高层住宅楼的施工质量愈发重视，而高层住宅楼基础施工直接关系到建筑的使用寿命与性能，不容轻视。近年来，钻孔灌注桩注浆技术以其良好的优势被广泛应用于各种高层住宅楼基础施工中，并取得了很好的施工效果，获得了业内人士的一致认同与推广。如图1所示，为传统钻孔灌注桩和后注浆施工工艺对比。

图1 传统钻孔灌注桩和后注浆施工工艺对比

1 工程概况

本工程为某城市2栋高层住宅楼施工项目，2栋住宅楼总共有32层，裙楼（商铺）为2层，地下1层为停车场，其建筑面积达到57000 m2。该住宅楼地处城市中心地段，交通方便，人流量大。为了确保工程的顺利开展，在正式施工之前，工程师对该住宅楼施工场地进行了一系列的地质勘探，发现该场地的地基层位以及厚度空间分布都比较稳定，施工地质条件良好，适合本工程建设。由于该建筑楼层较高，单一工艺的灌注桩已经无法满足该建筑基础施工要求，为此本次施工需要着重解决桩承载力和质量稳定性问题。在施工过程中，需要在钢筋笼底侧面预设注浆装置，成桩后20～30d实施后注浆这样能够有效加固桩底和桩侧周边土体，从而大大提高桩的承载力，在最大程度上减少沉降。

2 施工技术实施

2.1 施工方案

本次工程灌注桩施工设计桩孔共有82个，孔深10～48 m。其中2栋住宅楼的主楼设计桩孔有58个，其裙楼设计桩孔有24个，钻孔工作量为3028 m，设计混凝土灌注量为6300 m3。经过工程师的研究分析，决定后压浆注浆部分选择在2栋主楼桩孔4～20 m粉土、含砂粉土、中砂层孔段以及桩孔底部，2栋住宅楼裙楼则选择在其桩孔底部。

2.2 后注浆装置设置安装

（1）由于注浆管在注浆过程中很容易出现因脱落而中断的不良情况，为了能够连续、充足地供应本次工程所需注浆量，本次工程注浆导管选用ϕ25 mm＊3.25 mm的钢管丝扣进行连接，并和钢筋笼加强筋牢牢绑扎，之后跟随钢筋笼一起慢慢下沉到底部进行注浆[1]。

（2）桩底后注浆导管以及注浆阀数量需要根据本次工程桩径大小进行设置。比如，桩直径为800 mm的需要沿着钢筋笼圆周对称设置2根，桩直径为600 mm的，只需设置1根即可。施工人员在进行后注浆导管设置安装过程中，需要注意导管底部要比设计桩底端高出50 cm，注浆管底部要超出地面30 cm，桩底后注浆导管出浆口安装管阀需要压入桩底沉渣30～50 cm，方便进行注浆作业。

（3）根据桩长度，选择不一样的注浆方式，若其长度在15 m以上，施工人员就需要选择桩底桩侧复式注浆方式进行注浆，并根据施工实际情况设置相应数量的桩侧后注浆管阀。

（4）为了确保后注浆施工的顺利开展，工程所使用的后注浆管阀必须要具备逆止、抗压以及抗损功能。

2.3 注浆参数选择

（1）浆液最佳配比。在正式注浆之前，需要先结合土的饱和度、渗透性等进行一系列试验，得出本次工程注浆所需水泥浆液需要使用到32.5普通硅酸盐水泥，水灰比要控制在0.6～0.7，搅拌时间至少要在2分钟以上，这样搅拌均匀的水泥浆在施工过程中不易出现离析或注浆困难等不良情况，确保了成桩质量[2]。

（2）在正式注浆之前，要结合本次工程实际施工情况，预估好注浆量，在注浆过程中，终止注浆一般都是根据预估好的注浆量进行控制。施工人员需要一边注浆，一边控制好注浆压力，以免压力过大、过小产生不良影响，从而降低成桩质量。本次工程桩底注浆压力需控制在6～8MPa，桩侧注浆压力需控制在3～4MPa。另外还需要注意控制好注浆流量，每根桩都要求一次注浆成桩，不得中断，具体的施工参数如表1所示。

表1 本工程施工注意参数

2.4 注浆过程的注意事项

（1）施工人员在成桩2 d后就可以开始注浆作业。注意注浆作业区不能离成孔作业点太近，一般两者之间的距离要控制在8～10m。

（2）在进行复式注浆作业过程中，施工人员需要根据不同地质情况选择不同注浆顺序：在饱和砂土中按照先桩侧后桩底顺序进行，非饱和砂土中则相反，先桩底后桩侧。无论哪种注浆顺序，桩侧和桩底的注浆间隔时间都要控制在2～3h。

（3）在对桩群进行注浆时，按照先外围后内部的顺序进行。

2.5 注浆结束标准

（1）在注浆过程中，若注浆总量和注浆压力都达到设计要求时，施工人员就可以停止注浆作业；在注浆总量达到了设计值的75%且注浆压力超过了设计时，施工人员需马上停止注浆。

（2）若遇到以下两种情况时，需要将连续注浆方式改成间歇注浆方式，间歇时间一般控制在30～60分钟，也可以将水泥浆液的配合比调低，再重新进行注浆。这两种情况为：（1）注浆压力长时间比正常值低。（2）地面出现冒浆或者周围桩孔出现串浆。

2.6 质量控制与检查验收

为了确保成桩质量，施工人员需要严格执行以下几点内容：（1）严格按照相关的规范要求进行操作。无论是后注浆施工过程中所需要的原材料、浆液质量，还是各项工艺参数，都需要进行严格检查，一旦发现不合格之处，需立刻上报，解决问题后才能再次进行。（2）完成后注浆基作业后的20 d，需按照现行的标准对单桩竖向承载力以及桩身完整性进行检验，发现问题及时采取相应的补救措施。（3）每处至少抽测2根桩，确定桩底密实度、桩底浆液均匀性以及浆液有效深度是否符合相关的施工要求。另外，每根桩要钻取一个芯取样，从而确保整个建筑基础施工质量。（4）若在后注浆过程中注浆量等主要参数达不到本次工程设计要求，要立刻上报并采取相应的解决措施。

3 施工过程出现的问题以及相应的解决措施

（1）钢筋笼以及注浆管在下放过程中，如果正循环成孔后孔底沉渣没清理干净并且厚度超过1 m，无法下放到指定的准确位置，这时施工人员需要采用气举反循环方式清理孔底沉渣，直至其厚度小于10 cm为止，然后再重新下放钢筋笼和注浆管。

（2）注浆管出现上浮情况。注浆管上浮一般是因为注入孔内的浆液直接冲击孔底导致的反压，或者是注浆管没有跟钢筋笼牢牢绑扎造成的，施工人员只要将注浆管与钢筋笼牢牢焊接后再下放到孔内，就可以避免出现注浆管上浮这种不良情况。

（3）在注浆过程中，若遇到一条注浆管堵塞或者逆止阀打不开的情况时，施工人员可以暂停堵塞注浆管的注浆，将全部水泥浆改由另外一条畅通的导管进行注浆，若两条注浆管均出现堵塞，这时就需采取补注浆措施。

（4）出现冒浆。若在注浆过程中出现水泥浆液沿桩侧或者其它部分冒浆的情况，且满足设计要求时，需马上停止注浆，若不符合设计要求且有冒浆现象，就需停止注浆，并将注浆管冲洗干净，等注入浆液终凝后再重新进行注浆[3]。

4 试桩检查以及效果分析

成桩完成后，结合本次工程设计要求进行试桩，以确保住宅楼基础工程的质量。（1）加载分级：本工程在进行试桩过程中，按照预估单桩极限承载力的1/10～1/15逐级进行加载试桩。本工程首次加载力为700 kN，每次加载为350 kN。（2）沉降观测：需要安排专人准确测读每级加载后的第一个5min、10min以及15min的桩底沉降量，之后每间隔15min进行一次测读，直至1 h后再按照30min的频率测读一次。（3）稳定标准：桩在每级荷载作用下，每小时的沉降量不超过0.1 mm，这种情况如果连续出现2次，就表明该桩承载力符合本次工程施工要求。与普通抗压桩单桩相比，本次工程采用的灌注桩后注浆抗压桩的承载力有很大的提高，从而进一步提高了该工程的基础施工质量。

5 结语

综上所述，本次住宅楼基础施工工程采用的是后注浆技术，经过静压测试后发现其承载力有了很大的提高且沉降量大大降低，确保了住宅楼基础工程质量，最终提高了整个住宅楼建筑的使用寿命与性能，因此本次工程采用的后注浆技术得到了预期效果。