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钻孔灌注桩后注浆施工工艺及监理控制要点

钻孔灌注桩后注浆施工工艺及监理控制要点

（杭州正大建设项目管理有限公司，浙江杭州310012）

摘要：采用后注浆技术，对桩底沉渣，桩端持力层及桩周泥皮起到渗透、劈裂填充、压密和固结作用，以此来提高桩的承载力，减少其变形却不失为一种解决该问题的有效、经济的方法。

DB11／T 1714-2020 城市轨道交通工程动态验收技术规范关键词：钻孔灌注桩；后注浆；逆止阀；开塞；冒浆

2钻孔灌注桩后注浆施工技术特点及基本原理：

从以往的工程情况分析来看，影响钻孔灌注桩垂直承载力的原因大约有三种：桩底沉渣厚，无论使用正循环还是反循环进行清孔，均无法完全去除干净，桩端承载力得不到充分发挥，这对于桩端进入密实砂层较深的桩尤其明显；桩侧泥皮较厚，对桩侧摩阻力影响较大，这对于位于粘土层的摩擦桩影响较明显；对周边孔壁的扰动，成孔阶段无可避免的会对下层，特别是密实岩层造成扰动破坏，甚至会出现碎裂，影响其原整体强度。针对以上问题，结合钻孔灌注桩技术特点，为提高桩的垂直承载力，工程技术人员尝试了成桩后注浆工艺，试验后效果较为理想。所谓后注浆是在成桩后且桩身达到一定强度时，通过预埋管道用高压泵向桩的某些部位灌注水泥浆，以达到消除桩底软弱垫层（沉渣），改善桩土界面，提高局部位置的土体强度。后注浆施工工艺有三种：在孔底预先设置注浆室。但该方法工艺复杂，成本较高，现较少使用；灌注桩成孔后，在孔内设置注浆管，注浆管的下端设出浆口，并用胶带或塑料膜封包。出浆口的位置高出孔底30～50cm。灌注砼前先往孔底加入碎石，使出浆口埋入碎石内，然后再进行砼灌筑。该方法主要用于桩底加固，虽经过多次实验和使用，但由于工艺过于简单，容易发生出浆口堵塞导致最终注浆失败；将注浆管固定在钢筋笼上，出浆口采用单向单向逆止阀并压入桩底土中30～50cm。由于采用单向逆止阀，在进行桩身砼浇注时浆液不会灌入阀内，注浆时浆液也不会回流。该工艺由于采用单向逆止阀作出浆口，注浆成功率大大提高，且压力相对稳定，注浆效果显著。

钻孔灌注桩后注浆分桩底注浆及桩侧注浆，桩底压浆即将高压水泥浆对土层产生渗入、劈裂作用而使水泥浆注入桩底一定范围内的土体中，同时还有一部分浆液从桩底沿桩土界面向上渗，扩展到桩底以上10～20m，甚至更高。水泥浆首先在桩底沉渣区劈裂和渗透，使沉渣及桩端附近土体密实，产生“扩底”效应，使端承力提高；桩侧压浆则是将高压水泥浆送入预先设置在钢筋笼外侧的带单向阀的加筋PVC管，或黑铁管。根据土层、桩长情况，管上设几个压浆断面，浆液从管上的浆孔喷出，对桩周土产生挤密、渗入作用，同时顺着桩土界面向上和向下渗透，在桩土界面处形成一层水泥浆与土的胶结层，使桩与土的接触面及桩周土的摩阻得到改善和提高。

3钻孔灌注桩后注浆施工控制要点：

后注浆施工控制重点主要有：注浆设备的审查、注浆管的制作安装、开塞控制、注浆的控制、注浆顺序的控制、冒浆情况的监控等。

注浆专用机具主要有高压注浆泵、单向逆止阀、注浆管。其中高压注浆泵的工作参数必须满足注浆压力要求，且在使用前必须进行注浆泵和管线的密封性试运行，对注浆泵上的压力表及流量表进行检测；注浆管宜采用A30mm或A38mm直径的黑铁管，壁厚大于2.8mm，制作前应仔细检查线管的密闭性，安装前应检查注浆头长度、孔径、孔距是否符合要求；单向逆止阀主要是对球阀及回流逆止情况进行检查，逆止阀至少应能承受1MPa静水压力。

3.2注浆管的制作安装

注浆管的连接有丝口连接及焊接连接两种，前者存在滑丝及连接后线管垂直度不足等缺陷，后者牢固性较好，但若操作不当易造成线管烧伤，出现砂眼等情况。注浆管数量设置宜根据桩径大小设置，小于1200mm桩径应设置两根，大于1200mm应设置三根，均按钢笼圆周对称设置，且与钢笼加强筋进行绑扎或焊接连接，连接必须可靠牢固。钢笼应下放至孔底，若钢笼未通长设计的，则应设置相应导笼延伸至孔底，注浆管头距离孔底以30～50cm为宜。注浆管上端应略高出地面，端头必须封堵牢固，以防杂物进入。注浆阀外部应设置保护层，避免因受到砂石等硬质物的刮撞而使管阀受损。成桩后应做好成品保护，避免出现机械或人为对注浆管端头造成破坏。

因后注浆的最优时间在7天左右，势必会与周边桩基施工产生冲突，故注浆顺序应在桩基施工中桩机走位时即予以考虑。应坚持整个承台群桩一次性压浆，先施工周围桩位再施工中间桩的原则，保证下部水泥浆处于整体封闭环境而不会四下扩散。

3.6冒浆情况监控及处理

4后注浆实际案例及数据分析：

钱塘江边某高层建筑主裙楼采用钻孔灌注桩桩基，其中主楼为抗压桩，共计226根，桩长45m，桩径为1000，桩端持力层为6－2圆砾层；群楼为抗拔桩，共计195根，桩长38m，桩径为1000，桩端持力层为6－1圆砾层。成桩施工工艺虽采用反循环清孔，但因下部圆砾层被扰动后，成为单粒卵石，难以粉碎，造成清孔困难，故设计采用了桩底后注浆工艺对其桩端进行加固。其中抗压桩单桩注浆水泥量为2.5T，抗拔桩单桩注浆水泥量为1.5T。在工程前期，对采用后注浆和未进行注浆的单桩进行了极限承载力检测，分别选取抗拔桩及抗压桩各两组，如表1所示：

表1注浆与未注浆桩极限承载力对照表

以上数据中可以看出，进行后注浆的单桩极限承载力较未注浆的均有明显提高，提高幅度均在35％～40％间。一些统计资料标明，注浆后单桩垂直承载力的提高幅度与桩底和桩侧土层性质关系较大，在北京地区10m左右的短桩，当桩底进入中粗砂及砾石层时，采用桩底注浆工艺后，其单桩垂直承载力可提高70%～200%；福建地区桩底进入砂层的60m长桩，在桩底注浆后承载力可提高80%～90%；天津地区桩底进入粉细砂层的40～60m中长桩，在桩底注浆后承载力可提高20%～40%。所以说，无论是在砂层区还是砾石层区，采用桩底注浆工艺，均可大大提高单桩承载力，从而产生较大的经济效益。

通过对钻孔灌注桩注浆结果及数据分析，提出几点意见和建议：后注浆法是提高钻孔灌注桩垂直承载力及减小桩端持力层的离散性的一项有效措施，有显著的经济效益和社会效益；注浆后的桩其沉降量较未注浆的桩要小DB32／T 2798-2015标准下载，对一些使用单桩的基础，注浆尤为必要；对于一些桩长较长，进入砾石层或砂层较深的桩，在施工时底部持力层离散性更大，若适当采用注浆方法在满足承载力要求的同时既可以缩短桩长又可以减小沉降，为工程节约费用。目前存在的问题主要是后注浆桩承载力的估算，如何根据土性和桩体对压浆参数的优化等，尚需进一步研究完善。

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3、王旭，于志强桩底压密灌浆提高钻孔灌注桩承载力建筑结构1998（11）

4、张忠苗，吴世明，包风钻孔灌注桩桩底后注浆机理与应用研究岩土工程学报1999.21（6）

5、傅裕寿土力学与地基基础清华大学出版社2007

NB／T 10088-2018 户外型光伏逆变成套装置技术规范6、JGJ94－2008建筑桩基技术规范中国建筑工业出版社2008