超长空桩段工况下桩端后注浆关键技术

唐伟华

(1.江苏省有色金属华东地质勘查局八一0队，江苏 南京 210033;2.江苏华东建设基础工程有限公司，江苏 南京 210007)

1 概述

在河流演化过程中，随着侧蚀作用发展，河谷不断拓宽，河漫滩面积愈来愈大。河漫滩地层具有二元结构特征，下部为卵石和砂等较粗的沉积物，是开始阶段的河床沉积物，为河床在谷底上摆动、迁移的遗迹；上部为泥质和粉砂等较细物质，是洪水在河漫滩面漫溢时，水流分散，流速降低，加上河漫滩面生长的植物阻碍着洪水的流动，使泥质和粉砂等较细物质在较粗的沉积物面上沉积下来。由河漫滩发育史可知，河漫滩地层具有两个特征：卵石、砂层、粉砂层发育，厚度大[1]；地下水丰富。

在河漫滩场地采用正循环工艺施工钻孔灌注桩时，由于地下水丰富，泥浆使用过程品质改善处置方法不好把控，加上孔深较大，粉细砂、砂及卵石层清孔不彻底，造成桩底沉渣较厚，影响基桩承载力，实践中常采用钻孔灌注桩桩端后注浆工艺，通过后注浆方式固化桩端岩土层，增加端阻力，以提高基桩承载力[2-6]。

桩端后注浆工艺通常桩顶为场地面实施的，没有空桩段或空桩段长度小，对超长空桩段工况下桩端后注浆的难点及保护措施关注不够。作者基于长江河漫滩地层中的某地下空间开发利用工程，提出了针对超长空桩段工况下桩端后注浆难点的处理措施，并总结出关键工艺，供同行借鉴参考。

2 超长空桩段工况下桩端后注浆难点

在传统桩基工程、基坑工程来说，通常的施工顺序是：工程桩施工→诸如钻孔灌注桩、水泥土搅拌桩和内支撑等形式的围护结构施工→土方开挖→底板施工→底板上承重柱等地下结构物施工。因为工程桩施工在底板施工之前，为了降低劳动力、原材料、设备成本，加快进度，产生了相当于基坑开挖深度的工程桩空桩段。如果基坑开挖深度不小于10 m，则产生长度超过10 m的超长空桩段。

根据JGJ 94—2008建筑桩基技术规范的规定：后注浆作业宜于成桩2 d后开始，不宜迟于成桩30 d后。但对基坑开挖深度不小于10 m的基坑工程来说，土方开挖周期长，如果等到地下室开挖到工程桩顶标高后再进行后注浆施工，成桩时间已超过30 d，不符合JGJ 94—2008建筑桩基技术规范的规定。如果工程桩成桩2 d后开始注浆，则需将注浆管接至地面。但是，由于工程桩顶至地面空孔段超过10 m，如几根注浆钢管直接延伸至地面，一则下钢筋笼时注浆管容易缠绕在一起，二则孔壁坍塌极易造成注浆管被土体掩埋扭曲[7-9]，导致无法进行后续桩端后注浆施工。因此，在超长空桩段工况下桩端后注浆，难点是钢筋笼顶至场地面超长空桩段部分的注浆管保护问题。

3 对超长空桩段注浆管保护措施

南京紫金科技创业特别社区桩基及基坑支护工程位于南京市鼓楼区清江路和科技二路交叉口东北角，该项目由6个单体楼、1个地下室组成，地上12层～34层、地下3层。工程桩采用钻孔灌注桩，设计桩径φ800 mm～φ1 000 mm，有效桩长38.5 m～45.0 m，孔深53 m～61.9 m；桩端持力层为⑤-2层中风化泥质粉砂岩，桩端进入持力层1.0 m～7.0 m；基坑围长790 m，基坑面积为37 000 m2，基坑开挖深度13.95 m，其中坑中最深处19.45 m。

桩基及基坑支护工程场地属长江河漫滩地貌单元，工程地质情况复杂，上部有杂填土、淤泥质填土及淤泥质粉质黏土，下部有粉土夹粉砂、粉细砂层、砂层、卵砾石层及中风化岩层。为了保证基桩承载力，设计要求采用桩端后注浆工艺。

由于工程桩顶至地面空桩段14 m，桩端后注浆工艺的难点是如何保护钢筋笼顶至场地面14 m空桩段部分的注浆管，消除注浆管缠绕、扭曲，对此采取了以下措施：

1)为了确保注浆管的成活率，通过制作14 m长的辅助钢筋笼，将注浆管绑定在辅助笼主筋上，并延伸至地面，成功地保护了超长空桩部分的注浆管。辅助钢筋笼采用4根主筋，主筋规格与桩身主筋规格相同，而每2 m设置一加强筋，以加强辅助钢筋笼刚度(见图1)。

2)注浆管件包括绑扎在钢筋笼上的注浆管和安装在注浆管下端的注浆阀，在制作钢筋笼的同时制作注浆管，注浆管采用直径25 mm的黑铁管制作，接头采用丝扣连接，两端采用丝堵封严。

3)注浆导管与钢筋笼固定采用16号铅丝十字绑扎固定方法，绑扎应牢固，绑扎点应均匀。

4)浇筑桩体混凝土1 d后，用符合要求的土回填空桩段至场地面，回填后，应插有明显的标识，加强保护，严禁车辆碾压及其他任何破坏未实施注浆的注浆导管。

5)回填后，宜在最短时间内用清水疏通注浆管。

6)浇筑桩体混凝土2 d～7 d后开启注浆管，使浆液均匀加入，加固桩端岩土层。注浆采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥必须经过湿磨机细化处理，受潮结块水泥不得使用。浆液水灰比(质量比)为 0.5～0.6，浆液中可掺入适量早强剂。注浆压力一般控制在3 MPa～10 MPa，最高不宜超过10 MPa。

7)应该承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩位再施工中间桩位。桩端注浆终止标准实行注浆量与注浆压力双控的原则，以注浆量(水泥用量)控制为主，注浆压力控制为辅；当注浆量达到设计要求时，可终止注浆；当注浆压力大于4 MPa并持荷3 min，且注浆量达到设计注浆量的80%时，可终止注浆。如果注浆量不足，则需采取补救措施[10]。

4 效益分析

对超长空桩段工况下的桩端后注浆工艺，采用了辅助钢筋笼关键技术，具有以下效益：

1)采用后注浆灌注桩代替普通灌注桩，单桩极限承载力可提高约20%～34%，桩数可降低约10%，因而在设计上可以通过减少布桩，缩小桩长或桩径来达到节约投资的目的。南京紫金科技创业特别社区桩基及基坑支护工程采用后注浆桩数746根，通过辅助钢筋笼的设置，注浆管保护成功率100%，后注浆质量得到了保证，基桩节约工程造价298万元。

2)由于注浆管埋设的不可逆，一旦注浆管损坏，即无法进行后注浆施工，致使桩身承载力降低，达不到设计要求，可能导致采用补桩等补救措施，从而影响工程进度。辅助笼的设置，保证了注浆管的成活率，从而确保了工程按期完成，缩短了基桩施工工期，最终保证了南京紫金科技创业特别社区桩基及基坑支护工程中的桩基工程在90 d内完成，比计划工期提前了15 d。

5 结语

1)对于超长空桩段工况下，可以通过制作辅助钢筋笼，将注浆管绑定在辅助钢筋笼主筋上，并接至地面，保护超长空桩段部分的注浆管，实现注浆管与辅助钢筋笼的可靠固定，消除注浆管缠绕、扭曲，从而提高了注浆管成活率，保证了桩端后注浆施工质量。

2)上述关键技术不仅适应于桩端后注浆，也能适应于桩侧后注浆。

3)上述关键技术不仅能在河漫滩地貌单元中桩端后注浆被应用，也能在其他地貌单元中桩端后注浆被应用。