建筑工程桩基施工中的桩端后注浆技术研究

建筑工程桩基施工中的桩端后注浆技术研究

朱新宇

中建新越建设工程有限公司  广东省 广州市 510000

摘要：常规的钻孔灌注桩施工工艺存在固有缺陷，如孔底沉渣较厚、桩侧产生泥皮等，导致桩的承载能力大幅度降低，工期、成本增加。为了改善桩端及桩侧周围土体的物理力学性能，增加桩与土之间咬合力，减小桩体沉降量，提高灌注桩承载能力，大直径桩端后注浆灌注桩得到广泛应用。桩端后注浆大直径钻孔灌注桩承载性能显著提高，桩体的沉降量降低。根据大直径后注浆灌注桩现场试验数据发现，采用桩端后注浆技术可以增强桩底沉渣强度，提高压缩模量，使桩端持力层承载力得到充分发挥。

关键词：建筑工程；桩基施工；桩端后注浆；技术

1工程概况

白云云麓花城项目一期勘察设计施工总承包（EPC）项目位于广州市白云区太和镇沙亭北路以南、朝亮北路以西；本项目共有11栋住宅、及4栋办公楼及附属商业楼以及配套设施等；项目占地面积为93685㎡，项目总建筑面积643270.48㎡。建筑高度为134.95m，最大层数为地上45层，地下3层，结构体系为框架-剪力墙结构。

2桩端后注浆技术概述

在建设工程桩基施工中，灌注桩的钢筋笼下放过程一般采用桩端后注浆技术。沿灌注桩钢筋笼内壁预埋注浆管。当检测到桩混凝土强度合格时，利用压力沿灌浆管将水泥浆注入桩端的土缝中。一般来说，在建设项目的桩基施工中，如果土壤中有水泥浆，水泥浆在渗透、劈裂和压实的作用下会呈现流动状态。因此，桩端后注浆技术的注浆原理可以用球形扩散理论来解释。在压力的影响下，桩端内部的泥浆将形成一个理想的球体，径向和垂直扩散将分别增加桩的直径和长度。该区域体积的增加可以看作是水泥浆在桩端的渗透范围。但是，挡土墙的泥浆和灌浆浆液通过砂土层过滤后，靠近桩端的土壤会降低其渗透性，并产生“填充区”。“填充区”和桩侧的泥皮一起形成一个近似U形的封闭空腔，可以密封水泥灌浆，防止泥浆进一步扩散。根据工程实践经验，桩侧泥皮强度较小，其最大承载力一般不超过2MPa的灌浆压力。一旦灌浆压力超过2MPa，泥浆就会沿着桩身的缝隙向上流动，并在桩端内部形成稳定的体积。桩侧的泥皮被不断地推动和挤压，从而沿着桩侧不断地向上流动。因此，桩侧泥浆流可以简单地看作平面径向渗流，主要沿桩身间隙向上或水平渗透到桩侧土层中。这不仅有效地提高了桩侧的侧向阻力，而且延长了桩径。灌浆浆液会对桩侧土层形成明显的径向压力作用，直接对桩侧土体产生径向压缩，压缩量即为水泥灌浆的填充量。影响灌浆浆液对桩侧土层挤压量的因素有很多，其中主要包括土体强度、土层深度以及挤压点以上泥皮的密封效果。如果土层处于均匀状态，土层越浅，浆液位置水头越高，灌浆浆液对桩侧土层的挤压压力越小，则形成的封闭空腔的密封效果越差。水泥浆对桩侧土层的挤压量越小，“水泥皮”就越薄。

3建筑工程桩基施工中的桩端后注浆技术

3.1施工准备

进行灌注桩施工前，需要进行一系列的前期工作。这些工作包括开孔、清洞和注浆管制造三个阶段。在开孔阶段，需要遵循政府部门的施工标准和技术规程，进行孔径和孔深的科学调节。这是为了确保施工的稳定性和安全性。如果孔径或孔深不符合标准，将会对后续的施工产生影响。在清洞阶段，清洞工作必须彻底，否则会对灌注桩的施工产生阻碍。为了保证清洞的质量，需要使用高压旋喷钻机进行清洞。在使用旋喷钻机进行清洞时，必须根据工程要求调整焊接管的直径，以确保清洞的质量和效率。在施工过程中，使用工具和施工计划都是非常重要的。使用合适的工具可以提高施工效率，而科学的施工计划可以确保施工的顺利进行。在注浆施工前，需要对设备型号进行严格检查，保证设备稳定性和可靠性，从而保证注浆施工的安全性。如果设备不稳定或不可靠，将会对施工产生严重影响，并可能导致意外事故的发生。

3.2安装注浆管

首先，注浆管成型后需要进行有效安装，这需要操作人员有高水平的技能和严谨的态度。在安装过程中，需要确保不同灌注桩之间精确对接，保证接头非常紧密。同时，还需要确保焊缝不留空隙，并对接头进行科学保护，以防止接头受到损坏。其次，在施工过程中，需要规范化施工程序，按照施工程序进行所有操作，以防止注浆管道受损。这需要操作人员严格遵守施工规范，确保注浆管道的质量。在施工结束后，需要对界面质量进行严格检查，以防止漏浆。这需要操作人员使用专业的检测设备，对注浆管道进行全面检测，确保管道的质量和稳定性。

3.3压浆施工

桩端后注浆技术中的压浆环节应在一次性施工下完成工作流程，以此提高施工质量。压浆施工中要以群浆为基础，在两根独立桩柱下开展循环压浆，压浆施工环节要以工程施工标准为依据，在标准要求下对压浆时间进行合理控制，通常情况其施工要求应保持在 0.5h 内完成。整个施工过程中要保证闭盘压力满足标准，以保证压浆施工高质量完成。在桩端后注浆技术压浆施工全部完成后，需要通过压水试验进行检测工程施工的质量水平，且保证桩端后注浆技术施工中注浆管的畅通性，防止出现施工管道堵塞的情况。

3.4 注浆作业

首先，对桩端后注浆量进行合理估算。建筑工程桩基施工中对桩端后注浆量的计算通常只考虑浆液与土体的“挤密”作用，而忽略劈裂和渗透情况下浆液损失。完成建筑工程桩基施工注浆量估计工作后，需要对注浆压力进行确定。桩端后注浆技术应用中需要在施工作业完成后，在要求时间内对灌注桩的轻度性能进行全面检查，其中需要考虑到桩端后注浆中的起渗压力、扩展压力和注浆摩擦压力。因此，在建筑施工中需要由专业技术人员对各项压力进行专业检查，结合施工标准要求中的压力设定符合桩端后注浆技术应用的注浆压力。通常情况下注浆压力标准应控制 1MPa，但随着桩端后注浆技术作业的进行，注浆压力值会在多种压力的共同作用下不断提升，由于桩基施工中桩孔地步吸浆程度存在不同程度的变化，因此在作业过程中注浆压力使用会保持在4MPa 左右，该数值为建筑工程桩基施工中的注浆压力临界值，桩端后注浆技术应用中应保证注浆压力临界值出现时间在 3min左右，同时需要根据施工环境的变化，对注浆压力的变化时间进行合理调整，施工中应及时参考注浆压力值变化情况与临界值情况，若注浆压力较大，则应该及时停止注浆工作，防止因桩端后注浆压力过大影响桩基施工的整体质量。最后，通过科学化手段确定桩端后注浆浆液浓度。桩端后注浆浆液浓度的确定需要对施工作业中的水泥和石灰比例进行合理控制，通常情况下二者的配比为 4:6。建筑工程桩基施工中初始的桩端后注浆浆液浓度较低，主要由于初始作业时，注浆中的水泥浆液黏稠度较低，此时注浆的稳定效果较差，随着注浆量的不断增加以及注浆压力的增大，在注浆贯通桩基底部后浓度则会明显增加，此时建筑工程施工中的注浆密封效果较高。施工中需要考虑桩体自身的问题，当桩基的可灌性较低时，此时需要根据施工作业情况减少注浆量，以此防止建筑工程桩端后注浆施工中出现水泥快速凝结的情况。为保证桩端后注浆技术应用的合理性，需要在施工作业中将水泥浆的凝结时间控制在 1h 左右，并且需要根据施工的外部环境严格控制混凝土的表面温度，并且严格控制桩柱的注浆时间，建筑工程施工中单个桩柱的注浆时间应控制在 0.5h 左右，在此施工条件和时间控制下可以保证桩端后注浆浓度达到施工标准要求。

结论

综上所述，灌注桩后注浆技术的应用还可以带来最大的经济效益，通过提高工程质量和施工效率，这种技术可以减少工程成本和维护费用，提高项目的回报率和投资回报率。同时，注浆技术还可以带来更多的商业机会和市场前景，促进工程行业的快速发展。

参考文献：

[1]周留军.大直径灌注桩桩端后注浆施工技术[J].江西建材,2019(08):238-240.

[2]杨夫礼,李尊强.一种桩端后注浆注浆量计算方法[J].山西建筑,2019,48(15):87-89.

[3]张文扩.谈桩端后注浆施工技术在建筑桩基工程中的应用[J].砖瓦,2019(04):162-164.

[4]郑宇.大直径灌注桩桩端后注浆技术在某高层建筑中的应用[J].福建建筑,2019(12):125-129.