粤财大厦人工挖孔桩中桩端注浆施工工艺的应用

沈建湘

单位：广州市殡葬服务中心姓名:沈建湘 单位邮编： 510000

摘 要： 结合实际工程介绍了人工挖孔灌注桩桩底打管后注浆的设计与施工新方法， 使用该方法不仅可避免在含水量大的强风化岩层中进行人工扩底施工且可提高单桩承载力。
关键词： 人工挖孔灌注桩； 桩底打管； 后注浆

后注浆桩又称后压浆桩， 为桩端压力注浆桩、 桩侧压力注浆桩和桩端桩侧联合注浆桩的统称； 最近多年来， 后注浆桩在国内得到广泛运用，特别是遇到特殊地质条件下，无法按原设计方案进行桩底扩孔、达不到设计要求的持力层时，通过向桩底压注水泥浆，提高桩底土承载力，满足桩承载力要求。 笔者有幸参与了一栋高层建筑人工挖孔桩中桩端注浆施工全过程，对其中的施工工艺要求及工艺规程作了总结，供广大技术施工人员参考。

一、 工程简介

广东省粤财大厦为高层写字办公楼，位于广州市东风中路上，面积95000平方米,地下四层,地上四十层，为东风路上比较重要的标志性建筑。本工程基础的特点是上部荷载大同时受施工场地条件的限制，及土层地址条件约束，场地土中有部分孤石，如果采用预制管桩，可能会有断桩情况发生，最后采用人工挖孔桩形式。在现场开挖的过程中，发现原持力层强风化岩土遇水离析，强度下降严重，无法进行桩底扩孔，同时地下水位偏高，对于继续往下深挖不利，为了能缩短桩长，同时提高单桩承载力，决定采用桩底后注浆法。

注浆管采用内径为50mm的国家标准镀锌管，注浆管之间两端采取螺纹丝扣连接。注浆管底采用3×3胶丝网封堵，防止管底泥浆进入管内；经向每排注浆孔间焊有阻尼环，对出浆孔密封胶皮有保证作用。在注浆管末端超过桩长250mm范围内钻取注浆孔，直径大约为8mm，梅花状布置，以利浆液排出。注浆管在灌注桩钢筋笼内侧对称布置，同步放入孔内，顶部露出桩钢筋笼20CM.。施工过程中考虑到路程过远会造成注浆压力损失，将压力表布置在桩注浆口。

二、 桩端后注浆施工工艺

后注浆技术，所需设备简单，施工工艺也不复杂、但必须严格按照工艺要求、精心组织施工才能得到预期的效果，处理不当将会造成注浆管或注浆装置被水泥浆堵塞、地下水泥浆流失及地面冒浆等质量事故。

1、 桩压力注浆施工工艺

桩压力注浆施工工艺的分类：按成桩前和成桩后进行注浆方式的不同大体上可分为两大类，前处理注浆桩和后处理注浆桩。本工程采用的是后处理注浆桩，所谓后处理注浆桩（亦称后压力注浆桩、后注浆桩），是指在形成灌注桩后对桩端或桩侧土体进行压力注浆的桩型。 

2、本工程桩端后注浆施工工艺

（1）人工挖孔桩工程采用孔底打管后注浆不仅可避免在含承压水的中粗砂层进行人工挖孔扩底施工，通过提高桩端土的密实度、挤密土、提高桩端土的承重力，使单桩承载力提高20%~30%左右。

（ 2 ）本工程人工挖孔灌注桩预埋钢管后注浆是按渗透注浆原理设计，当灌注桩长比较长，桩底以上覆盖土层较厚时，也可按压密注浆或劈裂注浆设计。正常情况下压力应该是有规律上升，达到设计容许压力时，注浆速度变化不会很大，这时注浆是成功的。当注浆压力是有规律逐渐上升，但始终达不到设计要求的压力，这有可能是持力土层中有裂缝，造成浆液渗透流失，或浆液浓度达比较低、水泥凝固时间长。注浆压力先上升后又突然下降，这可能是注浆的水泥浆液从注浆钢管周围土层流走，或是注入水泥浆速度过大，扰动周边持力土层，或遇到持力土层中的空隙薄弱部位。

（ 3）由桩底以下地层土的渗透系数决定压注水泥的细度。当按渗透注浆设计时，应选用超细水泥浆液。注浆水泥浆液水灰比控制在0.55～0.6之间。预先将水泥拌水搅拌成均匀的水泥浆液，通过滤砂的钢网过滤，放入细化加工机械内进行湿磨细化加工。水泥浆液具有流动性强，稳定性好和析水性好的特点。同时要求压注水泥浆抗渗性好、可注性强；水泥浆的细化时间一般可控制在1分钟左右。

（ 4）当桩端扩大头半径大于按最大注浆压力所能达到的浆液扩散半径时， 在钢筋笼四周放入不少于3根内径不小于50mm的注浆钢管进行桩底注浆。注水泥浆前应先用清水注入钢管内，根据注入压力变化确定注浆器单向阀是否开启。同一根注浆管注水泥浆必须连续进行，中途停待时间不得长于30分钟。

4、几个问题讨论

1、后注浆的效果与桩端土的性质有很大关系，土的土的孔隙比和渗透系数大，压浆量大；土的孔隙比和渗透系数小，压浆量小，注浆表上压力值上升快；压浆过程时间短。从完工后对桩的抽芯取样结果来看；桩底为强分化岩土层，水泥浆厚度约20~30厘米厚，实际压浆量单桩不到2吨。

2、严格控制注浆的浓度，为了保证土层空隙得到有效填实。先灌注浓度比较稀的水泥浆，流动性好，容易灌入裂隙缝中；随后灌入浓度较稠密的水泥浆，使得中等或较大的裂隙也得到灌实，这样能取得比较好的注浆效果。 

3、严格控制注浆压力：注入水泥浆的压力与持力土层地质的浆液浓度、渗透系数有关。主要分为“一次升压法”和“分级分压法”两种方法。在正常压力下注浆的速度比较度缓慢时，可以提高注浆压力,使一些细小的缝隙不被提前封堵，一次注入较多的浆液，这就是“一次升压法”。当压力较高时浆液会流窜较远的裂隙，浪费大量水泥浆。当正常压力下能轻松将浆液压入岩层中时，说明岩土空隙比较大，可以改用较低的水泥压力注浆，水泥压浆量逐渐减少，再提高一级压力压浆。一般经过2~3次反复，将压力升到设计要求值，这就是“分级分压法”。
　　4、容许注浆压力值的确定：一般当注入水泥浆压力升至某一数值时，注入水泥浆量突然增大，这表明地层结构已经发生了破坏或空隙已被扩大，此时注浆钢管压力表上的压力值就是容许注浆压力。

5、避免串孔现象：由于地下岩土层中存在空隙与持力层裂隙，有些空隙和裂缝甚至是贯通的，在对灌注桩进行注浆时可能会有水泥浆从邻近的灌注桩的未注浆的管中喷出，造成邻近桩的注浆管堵塞，这根灌注桩今后都有可能无法注浆。当相邻桩之间距离较远，土层裂隙没有贯通时，就不会出现这种情况。

小 结

 人工挖孔灌注桩桩端后注浆对于处理桩端土承载力低，提高桩承载力效果显著，目前已经出台相应的规范，值得推广的一项新兴技术。

参考文献：
［ 1 ］ 程骁， 等土建注浆施工与效果检测［M］.上海： 同济大学出版社， 1998.

［ 2 ］ JGJ 94-94 ，建筑桩基技术规范［S］.
［ 3 ］ 林宗元 岩土工程治理手册［ M ］沈阳： 辽宁科学技术出版社， 1993
［ 4 ］ 叶书麟， 等 地基处理与托换技术［M］ E 北京： 中国建筑工业出版社， 1994
［ 5 ］中国建筑科学院 灌注桩后注浆工法（ YJF 04-98 ）［J］施工技术，2001，（1）.

简介：沈建湘（1977-），男，湖南省株洲人，职称：工程师，学历：研究生，主要研究方向：建筑工程。