后注浆施工技术在房屋建筑桩基中的应用
谢志专 李慧明
摘要：钻孔灌注桩后注浆技术克服了传统钻孔灌注桩成孔工艺方面的固有缺陷，有效预防桩底成渣及桩周泥膜等隐患，提高桩基承载力并减少沉降发生。文章以某房屋建筑工程为例，对后注桨钻孔灌注桩技术的参数设定、施工工艺流程等加以探讨。
关键词：后注浆；房屋建筑；桩基
1 项目简介
某地上高层房屋建筑工程总建设面积5.35km2，基坑深度11.5m，建筑物内承压桩为小720钻孔灌注桩，拔桩为Φ660钻孔灌注桩。施工地层主要由粘土、淤泥、沙粒及混砾砂等构成，桩基持力层主要由砂石粒和粉粒构成，饱和度及密实度高。施工开始前试桩试验结果表明，Φ720钻孔灌注桩纵向承载力为5031kN，未达到设计要求。原因主要是钻孔灌注桩在后砂石地质中桩侧摩阻力与桩端承载力并未充分释放，故通过在孔底压密注浆以充分发挥单桩纵向承载力及摩阻力。
2 设定注浆参数
采用壁厚S为2mm的D25mm型焊接管为注浆管，接头为套筒螺缝接头，通用硅酸盐水泥，注浆泵选用SGB6-10型。浆液水灰比、注浆量、闭盘压力等参数主要结合工程实践及地质条件确定，根据参数进行试桩，待结果符合设计强度，随即进行静荷载试验，施工参数最终确定。
2.1 水灰比
水灰比参数的选择应尽量适中，水灰比过大会加重注浆难度，过小则会引发泥浆离析，本项目建筑桩长度很容易引起翻浆，对水灰比参数的选择与控制要求较高，通过翻浆实验确定水灰比为0.5-0.8。
2.2 注浆量
注浆量即单桩注浆施工所需水泥量，注浆量取决于碎石含量、桩间距及地基层孔隙率，工程裙楼的注浆量在3.0-3.5t范围内，主楼的注浆量在2.5-3.0t范围内，根据注浆量的取值可以推算后注浆施工的完成时间。
2.3 闭盘压力
注浆结束时的控制压力称为闭盘压力，灌注桩注浆是否结束主要取决于对事先设定的注浆量及其压力值的控制程度，当事先设定的注浆量无法达到，但压力值满足时必须停止注浆。随着注浆压力的升高，水泥浆出现离析并堵塞注浆管的可能性增大，同時碎石层受扰动后引发桩体上浮的可能也随之增加。试桩结果表明，闭盘压力应保持在2-4MPa范围内，具体取值视泥浆浓度而定[1]。
3 后注浆施工技术应用
3.1 工艺流程
后注浆施工工艺流程详见图1。
3.2 制作及布设注浆管
注浆管的制作与钢筋笼同时进行，采用直径25mm的焊接管，焊接管中间接头以套筒方式连接，两端进行焊接。注浆管应比钢筋笼长8.5m左右，超出的部分每间隔2m用Φ12钢筋绑扎钢筋笼。注浆管高出基坑2cm，敲扁顶端并封严，以防泥浆及杂物灌入。桩底部比钢筋笼长出5cm，在注浆管下端20cm位置制作注浆喷头，并按照间隔45°均匀打出4排直径0.08cm的孔并封死。注浆过程中产生的压力会将封口迸裂，泥浆随着压力的增大通过孔进人砾石层，这些孔还会防止泥浆堵塞注浆管。
在钢筋笼里侧对称绑扎两根相同的注浆管，加混凝土垫块在喷头位置，同时避免孔壁之间发生摩擦，防密封损坏而堵塞注浆孔。仅将注浆管上端与钢筋笼绑扎，未绑扎的钢筋笼下端应与注浆管焊接，下放至基坑内后进行混凝土灌注。灌注时必须妥善保护注浆管，防止其发生弯曲断裂而混人泥浆及杂质，增加注浆管堵塞的可能。
3.3 注浆设备与施工
砂砾层是注浆施工中灌注桩的主要持力层，由于渗透系数大，必须采用低压注浆模式，使用8MPa额定压力的注浆泵并加以固定，注浆时移动使用，可以大大节省辅助注浆时间，确保注浆施工速度。注浆时间与成桩时间间隔较短时，混凝土无法达到规范强度，当混凝土注浆浇筑完毕后必须在48h内先开孔，开孔过程中必须实时进行注浆泵压力变化情况的观测，并记录成桩孔开塞情况。
3.4 注浆控制与顺序
注浆前先检查水泥是否出现结块，并核对水泥量的配合比与水泥浆浓度，检查高压注浆泵的压力表、阀门和管线等部分是否处于正常作业状态。用清水进行通管连通试验。注浆开始后记录注浆压力，低压慢注，根据工程实际情况随时调整注浆压力，浆液流速连贯后开始匀速增压。始终以注浆压力和注浆量作为主要控制因素，当注浆压力达到规范且注浆量达到预定量时应停止注浆[2]。由于砾石层水泥浆压力所影响范围大，注浆过程中泥浆冒出薄弱环节的可能性大，在混凝土浇筑结束20d后进行注浆，且避免浇筑8m范围内钻机钻孔作业。
3.5 单桩承载力检测
施工开始前试桩试验结果表明，Φ720钻孔灌注桩纵向试验荷载承载力为5031kN，未达到设计要求，后注浆结束后，对Φ720钻孔灌注桩单桩纵向静载荷载试验表明，其纵向承载力极限值为6610kN，注浆前后Φ720钻孔灌注桩纵向试验荷载承载力明显提高。
4 后注浆施工中常见问题
4.1 喷头无法打开
随着注浆压力不断上升，喷头所承受的压力越来越大，其打开难度也随之增加，当注浆压力≥8MPa仍无法打开碰头则说明碰头已损坏，此时不应继续增大压力，而应通过另一根注浆管补足注浆。
4.2 冒浆
注浆过程中地面出现冒浆则说明桩基已经饱和，立即停止注浆；如果灌注桩侧壁冒浆则说明注浆管堵塞或侧壁破损，停止注浆，并用清水或压力水进行注浆管开塞，待开塞2d后，之前所注水泥浆凝固并将冒浆侧壁堵塞后继续注浆，如仍存在侧壁冒浆则说明注浆管已破损，果断放弃注浆并通过备用注浆管补足注浆。
4.3 单桩注浆量补足
本次建筑工程最好进行整个承台群桩一次性注浆，先在施工周圈桩内注浆形成封闭圈，而后进行中间桩注浆，为确保全部中间桩达到设计要求，必须注意浆液配比及注浆质量，对个别低于设计要求的中间桩应加大临近桩注浆量进行补充和辅助。
4.4 桩顶标高的测量
注浆前必须测量桩顶标高并据此判定注浆之后是否出现浮起现象，如果桩顶泥浆出现冒泡或抬高，表明注浆后会出现微量浮起，应停止注浆，完成浇筑的水泥浆静置1.5h浮起消失后继续注浆，直至达到设计要求，可有效防止注浆浮起。
5 结论
高层房屋建筑所要求的桩基承载力较大，而本工程持力层为碎石层，所以工期短、造价低且能满足承载力要求的钻孔灌注桩后注浆技术较为适用，经济效益与社会效益显著。随着后注浆施工技术的不断应用与发展，其试验数据及施工工艺将不断完善，应用将越来越广泛。
参考文献：
[1]黄培洪.关于建筑工程中灌注桩后注装施工技术的应用研究[J].低碳世界，2014（13）.
[2]郭彩东.冲孔灌注桩桩端后注浆施工技术探讨[J].福建建材，2013（10）.
