后注浆技术在钻孔灌注桩中的应用

后注浆技术在钻孔灌注桩中的应用

发表时间：2020-04-09T05:39:48.347Z 来源：《建筑细部》2019年第22期作者：孔繁哲1 徐翔2

[导读] 桩端后注浆技术能够显著提高灌注桩承载力并减小沉降，这已得到大量工程实践的验证。

孔繁哲1 徐翔2

1.身份证号码：32058319920110xxxx；

2.身份证号码：33082519920901xxxx

摘要：桩端后注浆技术能够显著提高灌注桩承载力并减小沉降，这已得到大量工程实践的验证。虽然该技术运用广泛，但由于岩土的复杂性，对该技术的研究还处于不确定阶段，在一定程度上阻碍了浆灌注桩后注浆技术的研究和应用。

关键词：后注浆技术；钻孔灌注桩；应用

引言

钻孔灌注桩因施工工艺的影响，其承载力具有很大的离散型。由于其桩底沉渣及桩周泥皮的存在，降低了桩的端阻力及侧阻力，增加桩基础的沉降，使得桩基础优势的发挥收到一定限制。后压浆技术的出现，很好的解决了这一问题。通过后压浆技术有效的改善桩端桩测土体性能，增加了桩的端阻力及侧阻力，有效减少了沉降，经济效果明显。

1灌注桩后注浆施工技术原理

劈裂以及渗透注浆技术融合而成的一种新型的施工技术那就是灌注桩后注浆施工技术。劈裂注浆技术主要是利用注浆管，把具有充分压力的水泥浆液强力压入到建筑桩基底以及建筑桩侧的土层中，保证将原先不稳定分散的土层、结构疏松的土层、存在非常多土壤颗粒以及杂质的建筑桩底侧周围土壤结构转变为高强度、密度的稳定结构，保证建筑桩的稳定性与安全性。灌注桩后注浆施工技术利用注浆管将高压水泥浆注入到建筑桩底部土层中，高压促使土壤被劈裂，出现土层缝隙与空间，水泥浆液就会伴随着这些空隙进入，土壤当中凝固，水泥在土壤空隙当中凝固，会造成土壤物理和化学性质改变，促使土壤当中的土渣与泥皮凝固为一个整体，建筑桩与岩层出现劈裂反应，形成具备高强度的复合型土体，将总体的建筑桩的承载力提高。

2理论分析

灌注桩后注浆的作用机理包括渗透注浆、压密注浆和劈裂注浆三种形式，在注浆过程中，这三种形式综合交叉进行。但是对于不同的岩土材料，三种作用形式有主次之分。

2.1灌注桩注浆量计算

在中粗砂、砾石等粗粒土的桩端持力层中注浆时浆液渗入率高，浆液以渗透为主，挤密和劈裂为辅的形式，大幅度地提高持力层扰动面及持力层的强度，提高桩端阻力。为方便对粗砂层中后注浆的研究分析，本文假设后注浆为渗透形式，遵循球形扩散理论。结合已有的研究成果，给出粗砂层中灌注桩桩端注浆量计算公式：

式中：d为灌注桩直径；R为桩端注浆扩散球体半径，取3d；ξ为后注浆的注浆率，取0.4~0.6；n0为土体的孔隙率，n0=e0/（1+e0），粗砂e0取0.6~0.75；t为浆液沿桩侧上返浆液的厚度，取3~5mm；h为浆液沿桩侧上返高度，建议取12m。

2.2单桩极限承载力计算

灌注桩桩端后注浆的极限承载力计算思路主要有：①几何参数扩大法，这种方法假设一个注浆加固影响的范围，然后根据扩径后的状态进行计算；②计算参数提高法，这种方法根据大量的试验和工程经验，总结成强化参数取值表。工程实践中对于后注浆灌注桩单桩极限承载力估算，应通过静载试验确定。对于理论研究，单桩承载力的估算可以采用下面公式：

式中：de为桩端注浆后的直径；δe为侧壁返浆加固厚度，取3~5mm；α为桩端阻力修正系数，取0.6~0.8；ψp为大直径桩极限端阻的变化特征值，与桩端直径D的关系为：ψp=（0.8/D）n，n为经验指数，对于砂土取1/3。

在工程实践中，只要知道单桩的实际注浆量就可根据公式（1）确定注浆的加固半径，进而计算单桩极限承载力。

3后注浆技术在钻孔灌注桩中的应用

3.1灌注桩后注浆施工准备工作

灌注桩后注浆施工的常规准备工作包括成孔、清孔以及制作注浆管工作。成孔具体是施工之前要详细的对桩位、水准点等进行测量并且记录。对定桩身中钢筋内侧5-10cm距离处进行计算，同时保持120°间隔分布三孔位置，钻孔深度要保证在45-52cm。完成成孔工作之后要及时做好清孔，清孔主要是清理桩基以及桩口，清理干净桩基内部空隙当中以及装底部的杂物，如果清理工作不彻底就会阻挡水泥浆的注入，从而威胁到整个灌注桩后注浆施工的效果。为了更好的将清孔工作完成，要利用高压旋喷钻机完成清洗桩基的工作，如果排气反水透明清澈，那么就证明清理干净。注浆管的制作：大部分管身要应用塑料或者是金属当做材料，详细的需要按照具体的性能选择，针对岩土加固工作要使用金属钢管，严格按照工程施工需要调整密封焊管的直径，灌注桩后注浆施工技术开始前，使用工作人员要在桩基底部设置好压浆喷口。

3.2注浆材料的选择

土质条件是决定浆材的关键，要深入分析预注浆土层的性质。其次是环境条件、注浆目的和要达到的预期效果等因素。理想的注浆材料常常具有如下特征：①浆液粘土低，可注性好，能够进入细水孔隙和粉细砂砾层；②浆液凝固时间能够准确控制；③浆液固化时收缩小，并能牢固与岩土粘结；④浆液结石率高，易于形成结合体；⑤注浆材料的粒度较细，易于扩散流动等等。实际应用中，通常桩底注浆采用水灰比0.4～0.6的纯水泥浆，对渗透性好的地层可掺入膨胀剂或注水泥砂浆。

3.3压水试验

针对建筑工程来讲，针对压水实验工作进行操作通常是顺利完成灌注桩后注浆技术之后的一个礼拜的时间进行。压水实践操作过程中，一旦桩端扩孔非常大，在这样的情形下，要提前进行压水试验工作，确保注浆管可以完全冲开覆盖层的混凝土。实际施工过程中，技术工作人员要详细的对对应的冲破压力值进行记录。

3.4注浆管的安装和下放

安装注浆管的过程中准确对接、确保每一个接口之间的密封性与连续性成为了施工过程的重难点，由于管道通透与密封性是保证灌注水泥顺利实现灌注目标的关键点。所以安装注浆管的过程中安装人员要严格根据工作规范进行操作，聘用具有丰富经验的技术人员从事注浆管的安装工作，保证安装质量，是实现灌浆工作顺利进行的前提条件。

3.5注浆施工

注浆施工作为主体施工步骤，主要是把固化的浆液灌注到裂缝或者空隙中来，之后利用填充、挤压等模式将原先存在的力学性能真正改变。注浆施工的流程中，一定要对每一个注浆施工的顺序严格进行控制，无法随便的置换亦或者是增减。建筑施工土体如果是软土，灌注桩距离不能太近，适合的间距更有助于人们施工工作。首次注浆要实行多种工序，要实现压水实验，测试浆管是否畅通，确保承载压力可以符合最佳的性能。保障水压控制到2-3级，应用逐步改变的时间与水量，达到注浆管道畅通的指标。结束压水试验工作之后，一定要利用高压泵和预埋管良好配置水泥浆液注入到桩底部。严格控制好初次注入的剂量、压力和速度。注浆的整个流程中，一定要清楚的记录好灌注桩上抬量。

结语

总而言之，建筑工程当中应用灌注桩后注浆施工技术意义重大，能够提高桩基础的强度，可是桩基础的施工技术的实际水平会给施工建设带来十分直接的影响。为了将这个问题解决，施工工作人员要全方位做好施工准备工作，严谨的进行灌注桩的钻孔、预制桩以及挖孔桩的施工工作内容，确保灌注桩后注浆施工工作可以顺利开展。安全管理上，基础桩施工过程中出现监督不力、制度落后等问题，限制了施工建设质量，如果不能及时解决，施工过程中极有可能产生严重的经济和人员损失，所以，管理工作人员要积极的采用措施完善管理工作。

参考文献：

[1]李良中.灌注桩后注浆施工技术在建筑工程施工中的应用研究[J].低碳世界，2017（30）：186-187.

[2]李敏.灌注桩后注浆施工技术在建筑工程施工中的应用研究[J].建材与装饰，2017（32）：13-14.

[3]姜建.灌注桩后注浆施工技术在建筑工程施工中的应用探析[J/OL].中国高新技术企业，2017（11）：218-219.