灌注桩后注浆工艺在劣质地层中的应用

灌注桩后注浆工艺在劣质地层中的应用

蔡佳浓

深圳市合正地产集团有限公司 /深圳市中龙信合投资有限公司 广东深圳 518000

摘要：对于沿海区域，许多地区都是通过填海造地而成，此类地区岩土地质一个共同的特点即淤泥层和砂层较厚，成孔灌注桩施工容易造成塌孔现象，所以施工过程中必须将泥浆浓度调高，将造成成孔侧壁泥皮过厚，最后桩基灌注完成后将影响桩基侧摩阻力，最终影响桩基受力性能，特别是对于抗拔桩影响较大。本文通过在深圳河附近一建筑项目抗拔桩采用后注浆工艺，来提高抗拔性能，详细介绍后注浆施工工艺特点及注意事项。

关键词：抗拔桩；后注浆；淤泥质土；承载力

沿海区域地下水位普遍较高，建筑抗浮性能必须得到充分保证，其中抗拔桩作为保证建筑物抗浮性能的手段之一，其质量控制为施工过程中的重点关注环节。后注浆工艺施工简单，施工质量容易控制，并且能有效的加强抗拔桩侧摩阻力，为抗拔桩满足抗拔设计值提供了有效保证。

1 项目概述

项目位于深圳市福田区保税区，临近深圳河，项目所在位置为填海区域，地质层含有较深的淤泥层和砂层。工程桩基均采用钻孔灌注桩，抗拔兼抗压桩桩基1200-1800mm，持力层均为中风化花岗岩，要求桩侧及桩端注浆。

2. 项目地质条件^[1]

项目地质条件见附图1，其中淤泥质土层达到9米多，细中砂层达到6米多。

附图1.地质勘察报告

2. 注浆机理及过程控制

3.1 注浆机理

灌注桩施工过程中，注浆管绑扎在钢筋笼上随钢筋笼一并下入泥浆钻孔中。每根桩

设置6根注浆管，注浆管采用Ф33.5 mm ×3.25 mm无缝钢管，其中3根管通到桩底位置，3根管通到桩中位置，所有注浆管均分布在桩基侧壁，分别对底部和桩中进行注浆。在加压注浆过程中，水泥浆通过注浆管输送至桩端和桩侧位置，与钻孔过程中形成的较厚泥皮层形成一个高强度的结合体，最终提高桩端及桩侧摩阻力，注浆作业原理图如附图2^[2]。

附图2.钻孔灌注桩后注浆工作机理示意图

3.2安装及注浆

3.2.1 注浆管安装

注浆管安装应注意以下几点：

1、注浆管绑扎在钢筋笼上应牢固可靠，防止混凝土浇筑过程中扰动注浆管，使其位置偏位，影响后期注浆效果；

2、注浆管末端应做好封堵，防止桩基混凝土浇筑过程中，混凝土倒流进注浆管，将注浆管完全堵死，最后无法进行注浆；

3、中间段注浆管末端出浆口应朝向桩基外侧，禁止朝向桩基内侧，防止注浆压力过大，注浆水泥浆将桩基冲断；

4、桩基底部注浆管应略长于钢筋笼，以便注浆水泥浆能顺利突破混凝土层。

3.2.2 注浆

注浆材料选用P.O 42 .5普通硅酸盐纯水泥浆，水灰比0.6，注浆过程控制：

注浆量多少根据以下公式计算[3]：

复式注浆估算:
G_c =a_pd +a_snd （1）

式中:G_c ———注浆量，以水泥质量计，a_p、a_s———分别为桩端、桩侧注浆经验系数，

d ———基桩设计直径，m、n———桩侧注浆断面数。

1、开始注浆时间控制，桩基注浆应保证桩基混凝土达到一定强度，防止注浆压力过大对桩基造成一定损坏，建议在完成混凝土浇筑后5-7天开始注浆；

2、注浆顺序，因注浆位于地下水位以下，所以先桩侧后桩端，桩侧、桩端注浆时间间

隔建议不小于2小时；

3、加压注浆，根据公式（1）计算注浆量，如果当注浆量达到一定值后，水泥浆从桩表面溢出，注浆达到一定时间后，溢出量和注入量会达到平衡，所以现场注浆根据经验，采用以下方法进行把控：

①加压注浆应分级加压，每级加压完成后稳压5-10min；

②分级加压直至压力自动卸载，最大压力不大于8MPa，以防压力过大损坏桩基；

③卸载后保持注浆，表面有水泥浮出之后，继续注浆5-10min。

2. 常见的注浆事故原因分析及防治

   1. 常见的注浆事故

1. 注浆管堵塞，持续加压均无法注浆；

2. 喷射器被包裹住；

3. 加压较小即出现地面冒浆现象；

4. 地下串浆现象。

2. 2. 原因分析及防治

（1）注浆管与钢筋笼固定不牢固，将注浆导管弄错位至桩基中间位置，被桩基混凝土完全包裹。导管绑扎，一定要牢靠。

（2）注浆管末端封堵不严实，灌注桩浇筑混凝土时混凝土倒灌进入导管堵塞导管。封堵导管可用透明胶带缠绕5-10圈，同时出浆口杂质应清理干净。

（3）侧壁冒浆，如注浆量满足或接近理论注浆量，则可以停止注浆；如注浆量远小于理论注浆量,，则应将原注浆管用清水处理干净，待已注入的水泥浆液初凝后，再重新注浆达到理论注浆量。

（4）地下串浆原因主要有三种。首先，地质岩土的原因:例如本项目淤泥质土和砂层较厚，在高压的注入下，很易被破坏、击穿。其次，在注入高压水泥浆液时，给桩侧及桩下软弱层位被击穿创造了条件，加大了对土层的破坏力。最后，桩与桩之间距离太近，或在施工过程中产生了坍孔现象，岩层被软弱化。

5 桩基试验对比

项目对后注浆进行试验对比，将一根未注浆抗拔桩与一根已注浆桩基进行试验，最终加载值为设计单桩承载力特征值的2倍，分十级加载，试验数据如下^[4]：

单桩竖向抗拔试验结果汇总表

以下为分10次加载后荷载-上拔量曲线，横坐标为加压荷载（单位：KN），纵坐标为上拔量（单位：mm）。

从图中可以看出，同样试验荷载，未注浆曲线均比注浆曲线上拔量要大，完成注浆桩基最大上拔量较未注浆桩基降低了30%；在加载至2520KN时，未注浆曲线纵向偏移量明显比完成注浆曲线更大，说明注浆对桩基摩阻力有明显增强；在加载后期，未注浆曲线比完成注浆曲线斜率更大，说明增加荷载对未注浆试验桩上拔量更敏感。

6 结束语

由于经费与工期等原因，现场仅进行一组试验桩进行对比，但是最终项目桩基静载试验检测均满足试验要求。由于对于淤泥及砂层较厚岩层，后注浆工艺意义深远，对于类似土层后续望继续有更深入的研究。后注浆施工过程质量控制关键环节和关键点做了详细描述，可对现场施工做一定借鉴作用。

参考文献：

[1]深港国际科技园工程项目地质勘察报告[R].2015.

[2]郑昌晶.张顺英.钻孔灌注桩后注浆加固机理及其应用.[J].探矿工程（岩土钻掘工程）.2011.

[3] JGJ 94 -2008 , 建筑桩基技术规范[ S] .

[4]深港国际科技园工程项目桩基检测试验报告[R].2015