钻孔注浆技术介绍

　　随【suí】着我国高层建筑【zhù】的大规【guī】模开【kāi】发以及城市环境保护要求的日益提高【gāo】，采用钻【zuàn】孔灌注桩作为【wéi】工程桩的建设【shè】项【xiàng】目日益增多。钻孔【kǒng】灌注桩具有适用于不【bú】同地质【zhì】条件，桩径桩长【zhǎng】变幅大【dà】，噪声震动小等优点，但传统的施工【gōng】工艺由于桩底沉渣、桩侧泥皮、桩侧土松弛及【jí】桩【zhuāng】端土【tǔ】层【céng】回弹等各【gè】项因素的【de】影响【xiǎng】，成桩质量【liàng】离散性大，单桩承载【zǎi】力较不稳定且桩基费【fèi】用较高。为提【tí】高单桩承载力、节【jiē】约工程造价并减小成桩质量的离散性，灌注桩后【hòu】注【zhù】浆技术已【yǐ】逐步【bù】得【dé】到应【yīng】用和【hé】推广，其对提高钻孔灌【guàn】注桩的承【chéng】载力、减小桩基沉降等方面作用【yòng】获得了广泛的认可【kě】。该技术在浙江台【tái】州【zhōu】等土【tǔ】质空【kōng】隙【xì】大、扩散性好的【de】软【ruǎn】土层或碎石层丰富【fù】地域尤【yóu】为适用，可大幅度【dù】提高桩强度【dù】。

　　本【běn】文【wén】主要【yào】以千【qiān】城建筑【zhù】集团在浙江台州提供【gòng】工程总承包服务(EPC)的【de】北师大台州实验学校项目为【wéi】例，展示项目在桩基础施工【gōng】过程中所采用新技术与新应【yīng】用【yòng】——钻孔灌注桩【zhuāng】后注浆【jiāng】技术【shù】。

　　一、技术简介及原理

　　钻孔注浆施工是【shì】指在钻孔灌注桩成桩且桩身混凝土达到预【yù】定强度后，采用【yòng】高压注【zhù】浆泵通过【guò】预埋【mái】注浆管注入【rù】水泥浆液的施【shī】工技术。该技术通过浆液【yè】渗透到疏【shū】松【sōng】的桩端虚【xū】尖周围的土壤中,结合形【xíng】成强【qiáng】度较高的混【hún】凝土，并随着【zhe】注【zhù】浆量的增加，水泥浆液不断向【xiàng】由于受泥浆【jiāng】浸泡而松软的桩端持【chí】力层中渗透【tòu】，增加了【le】桩端的承【chéng】压面积，同时相当于对钻孔桩进行【háng】扩底。当【dāng】水泥浆液渗【shèn】透能力受到【dào】周围致密土层的限制【zhì】，使压力不断【duàn】升高【gāo】，对桩端【duān】土层【céng】进行挤压、密【mì】实、充填【tián】、固集【jí】、渗透，将使桩底沉渣、桩端受到扰动的持力层得【dé】到有效的加固或压密【mì】，改善【shàn】了桩【zhuāng】、土之间的联【lián】系，提高了桩周【zhōu】围土体的承【chéng】载力，从而提高了单桩【zhuāng】承载力和基础的沉降、不均匀【yún】沉降【jiàng】。

　　二、施工工艺和要点

　　钻孔灌注【zhù】桩【zhuāng】施工→钢【gāng】筋笼预【yù】置注浆管→浇注桩体混凝【níng】土后【hòu】12h内清水疏通注【zhù】浆管→7天后开启注浆【jiāng】管，使浆【jiāng】液均匀加入，加固土体→注浆量(或【huò】注浆压力)达到设计要求【qiú】后，停止注浆

　　(1)压浆管的制作

　　在制【zhì】作钢筋笼的【de】同时制作压浆【jiāng】管。压浆管【guǎn】采用直径为25mm的黑铁管制作，接头采用丝扣连接，两端【duān】采用丝堵封严。压浆管长度比【bǐ】钢筋笼【lóng】长度【dù】多出55cm，在【zài】桩底部长出钢筋笼【lóng】5cm，上【shàng】部高【gāo】出桩顶混【hún】凝土面50cm 但【dàn】不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部【bù】20cm制作成压浆【jiāng】喷【pēn】头(俗称花管【guǎn】)，在该部【bù】分采【cǎi】用钻头均匀钻出【chū】4 排(每排4个)、间距3cm、直径【jìng】3mm的压【yā】浆孔作为压浆【jiāng】喷头;用图钉将压【yā】浆孔【kǒng】堵严，外面套上【shàng】同直径的自【zì】行【háng】车内胎并【bìng】在【zài】两端【duān】用胶【jiāo】带封严，这样压浆喷头就形【xíng】成了一个简易的单向装置：当注浆时压【yā】浆管中压力将【jiāng】车胎迸裂、图钉弹出，水泥浆通过注【zhù】浆孔和图钉【dìng】的孔【kǒng】隙压入碎石层中，而【ér】混凝土灌注时【shí】该装置又保证混凝土浆【jiāng】不会【huì】将【jiāng】压浆【jiāng】管堵塞。

　　(2)压浆管的布置

　　按图纸要求，将2根压浆管对【duì】称【chēng】绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼，在钢筋笼吊装安放【fàng】过程中【zhōng】要注【zhù】意对压【yā】浆管的保护，钢筋笼不得【dé】扭曲，以免造成压浆管在【zài】丝扣连接处【chù】松动，喷头【tóu】部分应【yīng】加【jiā】混凝土【tǔ】垫块保护，不得【dé】摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆【jiāng】孔的【de】堵【dǔ】塞。按【àn】照规范要【yào】求【qiú】灌【guàn】注混凝土【tǔ】。

　　(3)压浆时间的选择

　　根【gēn】据以往工程实践，在碎【suì】石【shí】层中，水泥【ní】浆在工作压力作用下影响【xiǎng】面积较【jiào】大。为防止【zhǐ】压浆【jiāng】时【shí】水泥浆液从临近薄弱地点【diǎn】冒出【chū】，通常压【yā】浆的桩在【zài】混凝土灌注【zhù】完成7天后，并且该桩周围至少8m 范围内没有钻机钻孔【kǒng】作业，该【gāi】范【fàn】围内的桩【zhuāng】混凝土灌注完成【chéng】也应在3天以上。

　　(4)压浆施工顺序

　　压浆时【shí】******采【cǎi】用【yòng】整个承台群桩【zhuāng】一【yī】次性压浆，压浆先【xiān】施工周圈桩位再施工中间桩;压【yā】浆时采【cǎi】用2根桩循环压浆，即先压第【dì】1 根【gēn】桩的A 管【guǎn】，压浆量约占总【zǒng】量的70 %(111～114t 水泥)，压【yā】完后再压另【lìng】1 根桩的A 管【guǎn】，然后依【yī】次为第1 根桩的B 管和【hé】第2 根桩的B 管，这样【yàng】就能保证同一根桩2 根管压【yā】浆【jiāng】时间间隔【gé】30～60min 以上，给水泥【ní】浆一个在【zài】碎石层【céng】中扩散的时间。压浆时【shí】应做好【hǎo】施工记【jì】录【lù】，记录的内容应【yīng】包括施工时间、压浆开始【shǐ】及结束时间【jiān】、压【yā】浆数量以及出【chū】现的异常情况和处【chù】理的措施【shī】等。

　　三、施工要点

　　(1).注浆工艺各项标准

　　①.本项目灌注桩为桩端后注浆【jiāng】，注浆用水泥采【cǎi】用42.5级新鲜【xiān】普通硅酸盐水泥,浆液水灰比控制在0.6，水【shuǐ】泥【ní】用量为每根【gēn】桩【zhuāng】大约1.8吨(?700)。

　　②.在灌【guàn】注桩身混【hún】凝土【tǔ】前,先预埋二根【gēn】 ?50x3.8底【dǐ】端带单向【xiàng】筏的【de】注浆钢管【guǎn】,注浆管必须定位准确，保证注浆头畅【chàng】通。

　　③.注【zhù】浆管应与钢筋笼的【de】加劲筋绑扎固定或焊接，上部【bù】注浆管【guǎn】应采【cǎi】用丝扣连接,并使【shǐ】注浆管底部喷浆头插至桩孔底部(进入桩【zhuāng】端≥5cm)。待桩身【shēn】混凝土【tǔ】初凝后,用高压水【shuǐ】(8.0MPa)开塞,一周后【hòu】开始【shǐ】压【yā】浆【jiāng】，压力控制在2~5MPa。

　　④.后注浆【jiāng】阀应具备下列性能：a)应能承受1Mpa以上静【jìng】水压力【lì】;b)其【qí】外【wài】部保护层应能抵【dǐ】抗砂石等硬质【zhì】物【wù】的刮【guā】撞而不受损;c)其应具备逆【nì】止功【gōng】能。

　　(2).后注浆作业要求

　　①.注浆作业宜于成桩7d后开始，不宜迟于成桩30d后;

　　②.注浆作业与成孔作业点距离不宜小于8～10m;

　　③.桩端注浆应对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆;

　　④.对于桩群注浆宜先外围后内部;

　　⑤.满足下列条件之【zhī】一时可【kě】终止【zhǐ】注浆：注浆总量超过1.8吨(?700)，且注浆压力达【dá】到1.2~4MPa或注浆【jiāng】总量【liàng】超过75%和注浆压力超【chāo】过【guò】4MPa;

　　⑥.注浆总量超【chāo】过【guò】75%，注浆压【yā】力【lì】小【xiǎo】于1.5MPa，应调小水灰比，连续压浆至1.5MPa且注【zhù】浆总量不低于设计量【liàng】要求。若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【chuàn】浆【jiāng】，应改【gǎi】为间歇注【zhù】浆，间【jiān】歇【xiē】时间【jiān】宜为30～60min，重【chóng】新注浆并【bìng】达到前述终【zhōng】止【zhǐ】条件方【fāng】可停止注浆。

　　四、常见问题及对应措施

　　压浆喷头无法打开?

　　压力达【dá】到10MPa 以上仍【réng】然【rán】打不【bú】开压浆喷【pēn】头，说明【míng】喷头部位已经损坏，不【bú】要强行增加压力【lì】，可在另一根管【guǎn】中补足压浆数量【liàng】。

　　桩侧等部位出现冒浆?

　　压【yā】浆时，注浆压【yā】力保持不变【biàn】但注浆【jiāng】速度明显下降或停止时，说明桩底已【yǐ】经饱和，可以逐步减少注【zhù】浆直至【zhì】停止压浆【jiāng】;若从【cóng】本桩侧壁冒浆且【qiě】压浆【jiāng】量较少，可将该【gāi】压【yā】浆管用清水或用压力水冲洗干净【jìng】，等到第2天原来压入的水【shuǐ】泥浆液终凝固化、堵塞冒【mào】浆的毛细孔道时再【zài】重新压【yā】浆。

　　单桩压浆量不足?

　　压【yā】浆时******采用整个承台群桩一次性【xìng】压浆，压浆【jiāng】先【xiān】施工周圈桩形【xíng】成【chéng】一【yī】个封闭圈，再施工中间，能保证中间桩位的压浆质量【liàng】，若出现个别桩压浆量【liàng】达不【bú】到设计要求【qiú】，可视情【qíng】况加大临近桩的压浆量【liàng】作【zuò】为【wéi】补充。