关于桩孔超前钻及后压浆在岩溶地区的应用

关于桩孔超前钻及后压浆在岩溶地区的应用

卢杰 邢跃

长江武汉航道工程局 湖北武汉 430100

摘要：岩溶地区普遍存在地基稳定性差、地下水具有腐蚀性、渗漏、涌水、涌泥、夹层、流沙、暗河、斜岩等不良地质，针对岩溶地区地质情况复杂，重要构筑物基础通常采用桩基础。工程项目勘察设计阶段，通过超前钻探明桩孔地质情况分布，根据桩孔超前钻得出的数据，合理调整桩孔设计参数。工程项目施工阶段，通过后压浆减少桩孔成桩后沉降，保证施工质量。为更清楚说明桩孔超前钻及后压浆在岩溶地区的应用，下面以咸宁东站工程实例简要说明。

关键词：岩溶地区、超前钻、后压浆、工后不均匀沉降

1 工程简介

咸宁东站位于咸宁市高新技术开发区，是湖北城际铁路项目武咸线（武昌至咸宁）城铁站，项目地处岩溶地区，地质情况复杂。基础采用ø800钻孔灌注桩基础，桩基混凝土采用C40抗渗混凝土，混凝土抗渗等级P6，单桩承载力特征值为4500KN，设计桩长10-20m，桩底入岩深度≥2D（D为桩径）。整个车站包括地下基础部分以及地上站房部分，基础部分共计125根桩，地上站房总建筑面积约2500㎡，项目工程总造价6000万元。

2 超前钻确认桩孔地质情况

根据项目前期地勘报告得知，项目存在夹层、流沙、斜岩、涌水、涌泥不良地质，且不良地质分布零散不规律。为保证桩孔地质情况确认准确无偏差，进而为设计确认桩长及桩孔施工提供指导性意见，现场地勘采用超前钻进行桩孔地质情况确认。

3 施工工艺流程

项目桩基础施工拟采用泥浆护壁钻孔灌注桩工艺成桩，其施工工艺流程:场地平整 桩孔放样 钻机就位 钻孔、成孔 桩孔清孔 钢筋笼、注浆管制作与安装 二次清孔 导管安装 混凝土灌注 后压浆设备调试 桩孔后压浆 压浆效果检查 压浆完成。

4 施工工艺

4.1 施工准备

施工现场确保“三通一平”，施工条件良好。提前组织人、材、机进场，并按要求做好钻机调试。

4.2 桩孔放样

施工现场布设的基准点和高程点，按要求与原始基准点和高程点进行复核。利用全站仪放样桩孔位置,做好桩孔标记。

4.3 护筒埋设

护筒采用直径1200mm，长2-3m的钢制护筒,护筒顶口高出地面约30cm，护筒周围用粘土捣实，确保护筒埋设牢固。

4.4 泥浆制备

利用黏土造浆，桩孔钻进时应控制泥浆比重不大于1.25，并根据不同地层情况调整泥浆比重。

4.5 钻进成孔

采用冲击钻头冲击钻进，钻进过程中按要求留取渣样，冲到设计孔深报各参建单位验孔。

4.6 一次清孔

钻至设计孔深后，将钻头提离孔底300-500mm，利用正循环方式进行清孔，孔底沉渣厚度≯5cm后停止清孔。

4.7 钢筋笼制作与安装

主筋采用焊接或直螺纹套筒机械连接，加强箍筋采用搭接焊，采用单面搭接焊时，焊缝搭接长度≮10d（d为钢筋直径），钢筋笼缠绕箍筋采用扎丝绑扎。钢筋笼吊装采用吊车就位，吊装就位应缓慢、平稳，保证钢筋笼就位垂直度。

4.8 导管安装

导管使用前应试拼装,试水压力0.6-1.0MPa。导管按顺序逐节吊装接长下放，直至距孔底30-50cm。

4.9 二次清孔

导管安装完成后，利用已安装好导管进行桩孔二次清孔，直至桩孔孔底沉渣厚度≯5cm为止。

4.10 混凝土灌注

混凝土供料能力应能保证水下混凝土作业连续进行，间断时间不得超过15min，混凝土封底灌注采用拔塞法施工。保证导管首次埋深≥1m，首批混凝土用量不得小于2.0m³。首批混凝土灌注成功后，转入正常灌注阶段。正常灌注阶段保持导管埋深在2-6m范围内，严禁将导管拔出混凝土面。混凝土灌注结束，待混凝土初凝后、终凝前拔出护筒。

5 桩孔后压浆

5.1 后压浆注浆原理及分类

通过预置压浆管，待桩身混凝土达到一定强度后，采用高压注浆泵通过注浆管注入水泥浆液，使桩底沉渣及桩周四周泥皮固化，补强桩身强度，增加桩底、桩侧周围土体密实度，提高桩与桩四周土粘结力，提高桩承载力的一种先进科学的技术。

5.2 注浆管制作与安装

注浆管采用DN20、δ=2.75的焊管，相邻注浆管采用丝扣连接。桩底注浆管距底端400mm长度范围内对称均匀钻12个φ6的注浆孔，桩侧注浆管沿管底端以上2m范围内对称均匀钻30-50个φ6的注浆孔，并用胶带封孔。注浆管顶部应高出混凝土面0.5m以上，且高出地面0.2-0.3m。注浆管的长度由实际孔深确定，其长度为实际孔深+0.6m，注浆管应埋入桩孔终孔孔底以下100-300mm。

注浆管绑扎在钢筋笼的外侧，相邻上下节注浆管采用带丝扣的直通连接。在钢筋笼孔口搭接前，应对压浆管进行注水，检查其密封性。压浆管上口采用堵头封堵，以免杂物掉入压浆导管内，桩底注浆管与桩侧注浆管分开标记，以免混淆。

5.3 后压浆施工准备

注浆设备采用SNS-6/10注浆泵，注浆额定压力为10MPa，额定流量为100L/min。压浆泵控监测压力表为2.5级16MPa抗震压力表。浆液搅拌机为与注浆泵相匹配的YJ-340型液浆搅拌机，容积为0.34m³，功率4kW。水泥浆液的输浆管应采用高压流体泵送软管，额定压力不小于20MPa。

5.4 注浆材料及注浆量

桩孔后压浆水泥采用P.O.42.5普通硅酸盐水泥。水泥浆液注浆量控制范围2.5-3.0m³，初始压浆时水灰比为1：1，体积为200L，余下水灰比为0.8:1，泵送流量控制在2.0m³/h左右。水泥浆性能：初凝时间3-4h，稠度17-18s，7天强度大于等于10Mpa。外加剂采用微膨胀剂含量≤5％。

5.5 注浆控制参数

（1）注浆压力控制

后压浆压浆工作压力为3MPa，压浆终止控制压力为8Mpa。当桩身混凝土强度到达100％开始压浆，当注浆量达到设计值后，可停止压浆。当压浆量达到设计值80％以上，且压力达到8MPa以上，可停止注浆。

（2）注浆时间控制

成桩2天后开始注水打开注浆通道（注浆管）并进行压水试验，28天内进行注浆，初注时一般压力较小,浆液亦由稀到稠。初注时要密切注意压浆压力和压浆量变化,并注意压浆节奏。桩侧注浆时间约40min，桩端注浆时间约70min。桩侧注浆完成后120min后方可进行桩端注浆。

（3）注浆顺序

同一根桩先桩侧后桩底，二者时间间隔不小于2小时，群桩先外围后中间。注浆点距未施工或者正在施工的桩的最小距离为10m。

（4）注浆控制标准、终止注浆条件

采用注浆压力与注浆量双控，以注浆量控制为主，注浆压力控制为辅。

当满足下列条件之一时可终止注浆：

注浆总量和注浆压力均达到设计要求；

注浆总量已达到设计值的75%，且注浆压力超过设计值。

后注浆施工过程中，应经常对后注浆的各项工艺参数进行检查，发现异常应采取相应处理措施。

（5）质量检验及验收

桩基静载试验于桩底压浆15天后进行，应提供水泥材质检验报告、压力表检定证书、试注浆记录、设计工艺参数、后注浆作业记录、特殊情况处理记录等资料。

（6）注浆安全注意事项

压浆过程中注意安全，要求无关人员远离压浆接口处，防止压浆管爆裂伤人。拆除压浆管时，要注意高压管中带压力的浆液射出，压浆口不要正对操作人员。

6 结束语

桩孔超前钻及后压浆作为一种新型技术，在岩溶地区得到了广泛推广和应用。工程实践证明，岩溶地区桩基采用桩孔超前钻及后压浆，可以显著减少桩孔工后不均匀沉降，提高构筑物安全性能，进而为项目带来可观的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]袁定安. 钻孔灌注桩低压力后压浆的应用研究.西南交通大学，2001-09.

[2]杨玉平. 钻孔灌注桩后压浆工艺.山西建筑，2009-35.