谈桩端后注浆施工技术在建筑桩基工程中的应用

谈桩端后注浆施工技术在建筑桩基工程中的应用

 孙政辉

身份证号：610323198706134213   陕西 宝鸡  721000

摘要:灌注桩后注浆施工技术能够较好用于建筑工程。在此基础上，文章涉及的技术原理、工程概况、技术要点、试验对比等内容，直观展示了技术应用价值和应用方法。为更好服务于建筑工程建设，灌注桩后注浆施工技术应用还需要关注施工模拟的科学开展、新型施工设备的积极应用、技术交底的严格落实等方面。

关键词：桩端后注浆；施工技术；建筑桩基工程；应用

前言

高层、超高层建筑、地下工程建设有效解决了城市土地拥挤问题，也带动了桩基工程的发展。钻孔灌注桩可用于陆地、水域、松散砂石等复杂环境，且施工受外界因素影响小、建筑成本低、承载能力大、环境污染少，因此被广泛用于工程项目中。后注浆钻孔灌注桩以注浆的方法把浆液和注浆土层进行混合，提高了注浆土层的力学性能与承载能力。因此，后注浆钻孔灌注桩与传统钻孔灌注桩相比，其承载能力更强。

1后注浆灌注桩作用肌理

后注浆技术对桩的作用肌理根据浆液运动形式与占比方式的不同可以分为渗透固结、挤密填充、浆液置换、劈裂加筋、扩底扩径和预加应力几种。①渗透固结：在不对土体结构产生破坏的压力作用下，浆液克服各种流动阻力，进入桩体侧面的土壤孔隙中。渗透的前提是浆液要具有可注性。在粗粒土体中，受外部压力作用浆液在土壤孔隙中均匀渗入，凝固后形成胶结效果，所产生的水泥土结石体增加了桩侧摩擦力。②挤密填充：受工艺限制，桩周土层和桩体间会形成泥皮层，在外部压力作用下，浆液会挤压、密实桩体周边土体，同时产生向上的运动趋势。在压力作用下，浆液如楔子一样沿着桩体向上运动，挤密填充桩体周围土壤和泥皮层，使两者间出现强制固结，提升了桩基整体强度。上述过程中，桩体侧面注浆点的位置会形成浆泡，也称为浆液结石体，在其他位置形成浆壳，和柱体本身、结石体一起构成了新的复合桩身，进一步扩张桩体孔径。③浆液置换：把带有压力的浆液注入到桩体周围饱和土层中可以提高土壤孔隙水压力。沿着地面方向水压力不断消散，促进注浆浆液和桩侧泥浆浆液的置换。受化学反应影响注浆浆液固化为结石体，桩整体强度增加，桩侧阻力提升。④劈裂加筋：浆液在压力不断增高的过程中会逐步克服抗拉强度和初始应力产生水力劈裂现象。通常在阻力最小的主应力面出现初始劈裂面，并导致注浆压力快速下降。当裂缝发展到一定水平后，注浆压力会停止下降并逐步回升。当再一次出现压力峰值时，产生二次劈裂，出现水平裂缝，最终发展为交错的网络状结石体。结合体和被包围进去的土体共同组成具有较强刚度、强度的复合土体。⑤扩底扩径：桩端注浆过程中会在桩端位置产生球形浆泡。随着注浆压力的上升，加上静水压力对饱和土中浆液运动轨迹的影响，软弱扰动层及桩侧泥皮层等薄弱位置的浆液会向上爬升15m左右的高度，并不断渗透、劈裂、密实周边土壤，最终提高桩侧和桩端的变形模量，形成一个如梨子形状的复合体，起到了扩底扩径的效果。⑥预加应力：桩端注浆过程中，浆液的扩张在外部条件限制下，会使梨形体内压力持续上升，提供一个向上的力，促使桩体上抬，通过承担部分竖向向下载荷的方式强化桩体的整体承载能力。同时，桩端附近的桩侧阻力也会随桩端阻力的提升而有所增强。

2工程概况

以某高层框剪结构建筑作为研究对象，该高层建筑地上34层、地下3层，采用桩－筏基础及后注浆灌注桩。基于规范和设计要求，施工单位在正式施工前进行试桩，共计6根，其中3根在桩端和桩侧注浆，其余3根未注浆。注浆灌注桩采用C40规格的混凝土，设计桩径、桩顶标高分别为600mm、－17．720m，未注浆、后注浆灌注桩的桩长分别为35．00、35．82m，二者的设计极限承载力分别为7800、7500kN。基于钻探、土工试验等方式获取的地质信息可以确定，案例高层建筑工程建设场地75m范围内均属于第四系底层，主要土层包括杂填土、粉土、粉土夹粉砂、细砂、粉质黏土。

2.1作注浆管

案例工程选择25．0mm的无缝小型钢管作为注浆管，接头选择丝接，通过盖帽封堵底部和顶端，该封堵可实现对静水压力的承受，具体承受限值在1MPa以上。相较于钢筋笼，注浆管需要长出500mm，底部需要具体长出50mm左右。2．2．2布设注浆管案例工程基于图纸要求开展钢筋笼布设，在进行2根注浆管的布设过程中，需要在钢筋笼外侧对称安装。压浆管需要在安放钢筋笼的过程中重点保护，混凝土垫板在喷头部分的保护极为关键，这能够避免压浆孔因破裂出现的堵塞问题，保证注浆施工的顺利开展。

2.2时间控制

结合同类工程实践，需考虑水泥浆注浆过程的工作压力，为避免桩体注浆效果无法达到预期，施工过程需保证水泥浆液在注浆时注入临近薄弱位置，因此案例工程在混凝土灌注结束后的7d开展后注浆施工。

2.3顺序控制

为保证灌注桩后注浆施工技术应用效果，技术应用过程需要一次性完成注浆，具体按照周围桩、中间桩的顺序进行注浆。施工单位通过2根桩循环进行注浆，首先基于70%总注浆量进行第一根桩的A管注浆，之后进行第二根桩的A管注浆，之后依次开展第一根桩、第二根桩的B管注浆，注浆施工可交替完成。在案例工程灌注桩后注浆施工技术的具体应用过程中，必须明确终止注浆条件，进而更好保证技术应用效果。在设计注浆压力得到满足后，需要保证存在达到设计要求的水泥浆注浆量。如存在80%设计注浆总量，维持超过5min的1．5倍及以上设计注浆压力，若地面或桩顶明显上抬，可以终止注浆。如存在无法满足上述要求的多根注浆管注浆量，为保证设计注浆量达成，应开展间歇注浆，如存在无法达到80%设计值注浆量的多次间歇注浆，需维持3min以上的8MPa的注浆压力，之后可终止注浆，同时临桩需要适当提升注浆量，保证灌注桩后注浆施工技术应用效果。

2.4质量控制与检查验收

为科学应用灌注桩后注浆施工技术，施工人员需要保证各项操作完全遵循规范及设计要求，这一过程需要关注浆液、原材料的质量检查及具体工艺参数，发现问题后需要第一时间上报，施工需要在问题解决后继续进行。在注浆后20d，需开展桩身完整性及竖向承载力检验，以此验证技术应用效果并适时进行补救，检验过程中每处抽测数量最少为2根，浆液有效深度、桩底浆液均匀性、桩底密实度均属于检查重点。

结束语

后注浆技术作为钻孔灌注桩施工中的一种辅助功法可以有效控制桩基沉降，减少桩基承载离散性，稳定钻孔灌注桩施工质量，提高施工效果。后注浆钻孔灌注桩与传统钻孔灌注桩相比，其单桩极限承载能力更好。

参考文献：

[1]张鑫,林东明,李少和.基于室内试验与数值模拟的圆砾层后注浆灌注桩承载机理分析[J].浙江建筑,2020,37(05):47-51.

[2]章珠珊.钻孔灌注桩新型后注浆技术在杭州某工程的应用[J].低温建筑技术,2020,42(09):100-103.