钻孔灌注桩桩端后注浆技术与应用

李宏军 曹亚明

摘要：钻孔灌注桩在基础建设中应用广泛，但这类桩都存在桩底沉渣（虚土）无法清理干净的突出问题，因而影响了其承载能力和工程质量的稳定性。采用桩端后注浆工艺处理后，可以大幅度提高钻孔灌注桩单桩承载力，减少了设计尺寸，节约了工程造价，缩短了施工工期，值得推广应用。本文结合工程实践，介绍了桩端后注浆施工工艺以及施工中常见问题及处理措施。

关键词：钻孔灌注桩；桩端后注浆技术；常见问题；处理措施

郑州某高架桥主桥4#～14#墩桩基设计要求均进行桩端后注浆，以提高桩基的承载力，减少其沉降量。

一、灌注桩后注浆定义

灌注桩后注浆是指灌注桩在成桩后一定时间，通过预设于桩身内的的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入水泥浆，使桩端、桩侧土体（包含沉渣和泥皮）得到加固，从而提高单桩承载力、减少沉降的一项技术措施。

二、施工技术要求

1.浆液性能要求

压浆水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。

水泥浆配置：水灰比w/c=0.5～0.6，起始水灰比可配制成0.6～0.7。压力正常后逐渐配成0.5～0.55，也可采用水泥浆稠度≥17秒作指标。先压注稀浆再压注浓浆。严格控制水灰比，搅拌时间不少于2min，浆液进入储浆桶时必须用3*3mm滤网过滤。

2.压浆工艺参数及控制标准

压浆工艺参数主要包括压浆量与压浆压力。

每根桩压注水泥量4.9 t。

压浆工作压力约3.0Mpa；压浆终止压力5.0 Mpa；

控制标准采取压浆量与泵压双控 ，但以压浆量控制为主。若注浆泵压≥5Mpa，则压入量能满足80%亦可。

持荷时间：持荷时间为5min。

压浆流量：不宜超过75L/min。

三、主要施工工艺

1.压浆管布置

本工程试桩注浆管设4根（采用声测管），对称布置，其余桩基按设计根数3根布设。注浆管利用声测管，用φ60mm高频焊管制作，底端封闭，下部350mm制作成花管状，每隔100mm钻一排4个φ8mm钻孔，梅花形布置，出浆孔采用弹性好的密封材料封住，形成一个逆止阀。

注浆管分别绑扎于钢筋笼内侧，注浆管底部超出钢筋笼400mm，注浆管顶部基本和钢护筒平齐，便于操作注浆。注浆管随钢筋笼下放，在下放过程中注入清水并检查连接密封情况，若发现漏水应将其提出重焊，確保注浆管路密封。

2.施工准备

根据注浆施工需要配备注浆机械、注浆管路、搅拌机械、压力表，购进P.O42.5普硅水泥、早强型的减水剂，注浆前要对注浆设备进行调试，接通管路试压严密性。调试完成后将注浆皮管连接到注浆管上，在注浆机的出浆口安装压力表以观测控制注浆压力。现场设备布置如图1

图1 压浆设备布置图

3.水泥浆液制备

用水泥搅浆机制备浆液，根据水泥浆液性能要求，开始的水泥浆稀，水灰比控制在0.6-0.7，试压正常后水灰比调整到0.5，先将水泥和外加剂加入搅拌机搅拌均匀，根据计算用水量，加水搅拌不少于10分钟。搅拌好的水泥浆液存放在储浆桶内，放置时间不能超过30分钟，如果超时应重新搅拌，在搅浆机的出料口安放纱网过滤结块或搅拌不匀的水泥。

第一次制备的浆液量为：水泥300kg，用水量180kg，试压至正常压力值后调整为水泥300kg，用水量150kg。

4.压水开塞

成桩3天后先用注浆泵从注浆管内压入清水将阀门冲开。向4个注浆孔内注满水，先确定注浆管注浆顺序，在一条回路中注浆时其他回路的阀门应关闭，保持管内压力，防止浆液从桩底注浆孔进入其他回路造成管路堵塞，将其它三个管口用钢板焊接封堵严密，将注浆皮管连接在注浆管上，拧紧，启动注浆泵，逐渐提高压力，若压力表显示压力突然下降则表明注浆管端头逆止阀已经打开，此时应停止压水关闭注浆阀门，静置10-20min，以消散压力。

5.压浆入孔

灌注桩成型14天，砼强度达到70%后，进行超声波检测，而后进行桩底注浆。注浆过程中压浆泵由专人操作，专人控制注浆量，专人观测压力表，及时做好记录。

将存在注浆机和管路里的水经过皮管接口排出，直到出浆口流出的浆液与注浆机浆液浓度一样时连通注浆管路。

将储浆桶内的浆液抽送到注浆机内，启动注浆机，缓慢加压稳定至1Mpa，观察压力表的读数和注浆机的液面下降情况，如果压力显示正常无跳动，继续加压到正常压力3.0Mpa，注浆流量控制在75L/min，500L的搅拌量要控制在7分钟左右压完。按照每个桩基注浆量4.9T的要求，4个注浆管每个压浆值为1.225T。一个注浆管注浆量满足后，持续荷载5min。进行下一个注浆，直到全部压注完成。

6.终止注浆

终止注浆结束的条件是：一是满足注浆水泥量4.9T的要求，二是满足注浆压力5.0Mpa并稳定5分钟，以注浆量控制为主。

7.拆卸管件堵头封闭管头

注浆完成后，关闭注浆阀，静置10min，待桩内压力逐渐释放后打开接头，防止打开接头时桩头处存在压力浆喷洒出来。撤掉注浆皮管，封堵注浆管头，堵头用钢板把钢管焊接严密。

四、压浆施工过程中常见问题及处理措施

1.单向阀门打不开：压力达到10MPa以上仍然打不开压浆阀门，说明阀门部位已经损坏，不要强行增加压力，可在另一根管中补足压浆数量。

2.出现冒浆：注浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象，若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出，说明桩底已经饱和，可以停止注浆；若从本桩侧壁冒浆，压浆量也满足或接近了设计要求，可以停止注浆；若从本桩侧壁冒浆且注浆量较少，可将该注浆管用清水或用压力水冲洗干净，等到第2天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。

3.单桩注浆量不足：注浆时最好采用整个承台群桩一次性注浆，注浆先施工周圈桩形成一个封闭圈，再施工中间，能保证中间桩位的注浆质量，若出现个别桩注浆量达不到设计要求，可视情况加大临近桩的注浆量作为补充。

4.注浆管堵塞：在搅拌水泥浆时，适量加入有利于水泥浆和易性、流动性的外加剂。待试压浆顺利实施，经确认后，再进行正式注浆。

5.注浆压力急剧变化：桩底注浆压力随注浆进展呈现出由低到高的变化规律。若注浆过程中压力突然急剧下降，表明发生冒浆或漏浆现象，应在浆液中加入相应的添加剂和采取间歇灌浆措施以确保桩底注浆效果。

五、对注浆效果的检验

由于桩端后注浆属于地下隐蔽工程，对其进行完整的注浆效果检测难度较大。本工程中，对某些经超声波检测存在声学参数异常的桩基，经过桩底注浆后进行了钻芯取样验证，结果压浆后取出的桩底位置处的岩芯完整、密实，进一步经超声波检测比对，声学参数异常现象已经消失，说明桩底缺陷已经修复。

参考文献：

[1]张忠苗.灌注桩后注浆技术及工程应用.中国建筑工业出版社.2009年09月

[2]张忠亭，丁小学.钻孔灌注桩设计与施工.中国建筑工业出版社.2007年02月

[3]《建筑桩基技术规范》，JGJ 94-2008，中国建筑工业出版社