论文部分内容阅读
摘要：本文结合工程应用实例，通过介绍建筑工程的地质条件及桩基承载力不足的情况，重点围绕工艺技术、施工程序、注浆管制作、注浆管安装和注浆等方面探讨了钻孔灌注桩桩底后注浆在施工中的应用，并总结了桩底注浆取得的效果，以供同类工程借鉴。
关键词：钻孔灌注桩；后注浆；施工程序；桩基承载力
1 引言
随着我国城市化进程的不断加快，高层建筑及其地下空间开发的桩基工程数量日益增加，这对桩基工程的施工质量安全也提出了更高的要求。钻孔灌注桩是一种常见的桩基类型，具有造价低廉、适应性广、单桩承载力高和施工噪音小等特点，尤其是采用钻孔灌注桩后注浆施工技术，可以有效提高建筑工程的桩基承载力，并可减少沉降。但在实际工程应用中，由于钻孔灌注桩桩底注浆的施工环节较多，施工技术要求高，若施工人员在施工中控制不严，就容易出现一些质量问题，影响到桩基工程的整体质量，甚至造成不可换回的损失。因此，建设单位需要提高对钻孔灌注桩桩底注浆技术的认识，以提高工程的经济效益。
1.1 工程简况
某医院的主体工程包括医技楼和病房楼，医技楼为5层框剪结构、病房楼为19层框剪结构，总建筑面积188199m2。原设计桩数为桩径1000mm的钻（冲）孔灌注桩674根，实际完成桩如下：病房楼桩径1000mm的钻（冲）孔灌注桩643根，桩径800mm的钻（冲）孔灌注桩131根，桩径600mm的预应力管桩316根；医技楼桩径1000mm的钻（冲）孔灌注桩533根，桩径800mm的钻（冲）孔灌注桩215根，桩径600mm的预应力管桩316根。桩端持力层为砂砾状强风化花岗岩层，桩身砼强度等级为C35，单桩设计承载力为Rd=6300kN，最大承载力下桩顶沉降量小于50mm。
1.2 场地岩土地质条件
根据勘察单位提供的场地岩土工程详细勘察报告，本工程自上而下岩土层为：①素填土层，厚0～3m；②淤泥层，厚5～10m；③中砾砂层，厚7～20m；④残积粘性土层，厚5～15m；⑤全风化花岗岩层，厚2～7m；⑥砂砾状强风化花岗岩层，厚2～8m；⑦碎块状强风化花岗岩层，厚0～4m；⑧中微风化花岗岩层。
在桩基础施工过程中，钻（冲）孔灌注桩施工过程中发现场地地层变化大，且分布有孤石和脉岩。
2 桩底注浆的提出
业主先后多次组织设计、监理、勘察、施工及行业专家分析桩基承载力无法达到设计要求的原因，探讨解决对策。
2.1 主要原因
⑴施工场地条件差：施工场地原为鱼塘桩基础施工前对鱼塘回填了厚度约1.00～1.50m的填土，且欠压实，形成四周高、中间低，面积约35000m2的凹地。。积水无法自排，造成场地土体条件变差，桩周土体摩擦力降低。
⑵下部残积土层、全风化岩层和砂砾状强风化岩层具饱水易软化、崩解的特性，造成桩底持力层强度降低。
⑶地层造浆能力差，泥浆粘度小，携渣能力弱，使孔底清渣具有一定难度，造成孔底沉渣无法有效清除。
2.2 解决对策
基于桩基承载力不足的主要原因在于场地工程地质条件，经各方论证采取以下解决对策：
⑴对已完成桩基施工的区域进行补桩处理
设计变更增加桩基数量428根（医技楼216根，病房楼212根），总桩数达到1399根。
⑵对后期施工的桩基（含变更增加的补充桩基）采用桩底注浆桩底注浆的目的是：
⑴清除孔底沉渣；
⑵改善桩底持力层力学性质，增加承载力；
⑶改善整个场地的土体条件，增加桩周土体的摩阻力。
3 桩底注浆施工
3.1 桩底注浆施工工艺流程图
3.3 注浆管制作
注浆管选用内径为25mm，长为6m的焊接铁管，接长采用丝扣接头。注浆管制作前应检查铁管是否有裂缝、孔洞、堵塞等缺陷。每根灌注桩按轴心对称布置2根注浆管，每节注浆管连接丝扣加工长度应不少于30mm，并保证丝扣的正直，以确保注浆管连接牢固。下管端出水泥浆部分钻4排注浆孔，长为300～400mm，孔间距50mm，钻孔完毕应将管内铁屑清理干净，以免将注浆孔堵塞。出浆孔由橡皮、防水胶布等包裹，包裹时一定要保证严密，并用16#铁丝每隔50mm间距固定。注浆管的长度根据桩长确定，一般高出地面约300mm。
3.4 注浆管安装
每节注浆管下放时应做注水试验，如果出现注浆管内水位下降或管内水柱根本灌不起来等情况，应检查连结处是否密封。根据检查结果予以更换，并重新试水安装。注浆管底部距钢筋笼100～200mm，对称绑扎在钢筋笼两侧主筋上。注浆管底部应采用绑焊与钢筋笼连接，每节注浆管之间用丝扣接头连接，丝扣处应缠绕生胶带或麻丝并牢固拧紧丝扣，用16#铁丝与钢筋笼绑扎固定，绑扎间距为2m。
安装过程中应注意如下事项：
⑴注浆管随同钢筋笼徐徐放入孔内，严禁强力下放及来回猛力转动，防止注浆管端部橡皮破损，以免泥浆灌入堵塞注浆管。
⑵注浆管上口应用堵头封住，以免泥浆或其它杂物落入堵塞浆管。
⑶钢筋笼放置完毕二次清孔完成后，在灌注混凝土前，需再一次检查注浆管内水面情况，如出现严重漏水，可认为橡皮被破坏或注浆管断裂，应考虑沿孔壁重新下一根注浆管备用。
3.5 注浆材料及配合比
注浆材料为32.5级普通硅酸盐水泥，水灰配合比为0.45～0.65。
注浆用水泥进场后立即取样检测，经检测证明质量合格，并将检测报告上交业主项目工程管理部审批后方可使用。水泥存放应避免受潮结块。
3.6 注浆
注浆所需设备是：水泥搅拌机、过滤筛、注浆机等。注浆初始时间在桩身混凝土灌注72小时后开始，每根桩侧壁注浆管2根，每次压1根管，分2次压浆完成。注浆前，应首先做压水试验，冲破出浆口的防水胶布和橡皮包裹，使注浆管路畅通。搅拌水泥浆应严格按配合比进行，每盘料搅拌时间不得少于3分钟，超过初凝时间的水泥浆不得使用，严禁边加水边加水泥、边注浆的做法。注浆过程控制按如下方法进行：
⑴第一根注浆管压力达到2.5MPa时，可改用第二根注浆管注浆。第二根注浆管注浆压力也达到2.5MPa或累计全孔注浆量达到60包水泥时可终止注浆。
⑵当第一根注浆管注浆量达到35包时，注浆压力仍未达到2.5MPa，可暂停注浆，改用第二根注浆管注浆。
如第二根注浆管注浆压力达到2.5MPa，注浆量不足25包（全孔累计不足60包），应重新用第一根注浆管注浆，直至该注浆压力也达到2.5MPa或全孔注浆量达到60包水泥为止；
如第二根注浆管注浆压力仍未达到2.5MPa，注浆量应达到25包（全孔累计60包）后方可结束注浆。
4 桩底注浆取得的效果
5 结语
通过探讨钻孔灌注桩桩底后注浆在工程施工中的应用，笔者总结出以下几点结论：①后注浆技术对提高桩基承载力和减少桩顶沉降具有明显的效果，是一项行之有效的技术；②后注浆工法可视为改变桩型形成了扩底桩，注浆后增强了桩端持力层的强度，桩基单桩承载力从注浆前到注浆后其增幅超过40%。
参考文献：
[1] 百慧.钻孔灌注桩后注浆施工工艺[J].中国科技投资.2013年第11期
[2] 李军方；王燕.大直径钻孔灌注桩桩底后注浆技术的应用[J].山西建筑.2012年第14期
关键词：钻孔灌注桩；后注浆；施工程序；桩基承载力
1 引言
随着我国城市化进程的不断加快，高层建筑及其地下空间开发的桩基工程数量日益增加，这对桩基工程的施工质量安全也提出了更高的要求。钻孔灌注桩是一种常见的桩基类型，具有造价低廉、适应性广、单桩承载力高和施工噪音小等特点，尤其是采用钻孔灌注桩后注浆施工技术，可以有效提高建筑工程的桩基承载力，并可减少沉降。但在实际工程应用中，由于钻孔灌注桩桩底注浆的施工环节较多，施工技术要求高，若施工人员在施工中控制不严，就容易出现一些质量问题，影响到桩基工程的整体质量，甚至造成不可换回的损失。因此，建设单位需要提高对钻孔灌注桩桩底注浆技术的认识，以提高工程的经济效益。
1.1 工程简况
某医院的主体工程包括医技楼和病房楼，医技楼为5层框剪结构、病房楼为19层框剪结构，总建筑面积188199m2。原设计桩数为桩径1000mm的钻（冲）孔灌注桩674根，实际完成桩如下：病房楼桩径1000mm的钻（冲）孔灌注桩643根，桩径800mm的钻（冲）孔灌注桩131根，桩径600mm的预应力管桩316根；医技楼桩径1000mm的钻（冲）孔灌注桩533根，桩径800mm的钻（冲）孔灌注桩215根，桩径600mm的预应力管桩316根。桩端持力层为砂砾状强风化花岗岩层，桩身砼强度等级为C35，单桩设计承载力为Rd=6300kN，最大承载力下桩顶沉降量小于50mm。
1.2 场地岩土地质条件
根据勘察单位提供的场地岩土工程详细勘察报告，本工程自上而下岩土层为：①素填土层，厚0～3m；②淤泥层，厚5～10m；③中砾砂层，厚7～20m；④残积粘性土层，厚5～15m；⑤全风化花岗岩层，厚2～7m；⑥砂砾状强风化花岗岩层，厚2～8m；⑦碎块状强风化花岗岩层，厚0～4m；⑧中微风化花岗岩层。
在桩基础施工过程中，钻（冲）孔灌注桩施工过程中发现场地地层变化大，且分布有孤石和脉岩。
2 桩底注浆的提出
业主先后多次组织设计、监理、勘察、施工及行业专家分析桩基承载力无法达到设计要求的原因，探讨解决对策。
2.1 主要原因
⑴施工场地条件差：施工场地原为鱼塘桩基础施工前对鱼塘回填了厚度约1.00～1.50m的填土，且欠压实，形成四周高、中间低，面积约35000m2的凹地。。积水无法自排，造成场地土体条件变差，桩周土体摩擦力降低。
⑵下部残积土层、全风化岩层和砂砾状强风化岩层具饱水易软化、崩解的特性，造成桩底持力层强度降低。
⑶地层造浆能力差，泥浆粘度小，携渣能力弱，使孔底清渣具有一定难度，造成孔底沉渣无法有效清除。
2.2 解决对策
基于桩基承载力不足的主要原因在于场地工程地质条件，经各方论证采取以下解决对策：
⑴对已完成桩基施工的区域进行补桩处理
设计变更增加桩基数量428根（医技楼216根，病房楼212根），总桩数达到1399根。
⑵对后期施工的桩基（含变更增加的补充桩基）采用桩底注浆桩底注浆的目的是：
⑴清除孔底沉渣；
⑵改善桩底持力层力学性质，增加承载力；
⑶改善整个场地的土体条件，增加桩周土体的摩阻力。
3 桩底注浆施工
3.1 桩底注浆施工工艺流程图
3.3 注浆管制作
注浆管选用内径为25mm，长为6m的焊接铁管，接长采用丝扣接头。注浆管制作前应检查铁管是否有裂缝、孔洞、堵塞等缺陷。每根灌注桩按轴心对称布置2根注浆管，每节注浆管连接丝扣加工长度应不少于30mm，并保证丝扣的正直，以确保注浆管连接牢固。下管端出水泥浆部分钻4排注浆孔，长为300～400mm，孔间距50mm，钻孔完毕应将管内铁屑清理干净，以免将注浆孔堵塞。出浆孔由橡皮、防水胶布等包裹，包裹时一定要保证严密，并用16#铁丝每隔50mm间距固定。注浆管的长度根据桩长确定，一般高出地面约300mm。
3.4 注浆管安装
每节注浆管下放时应做注水试验，如果出现注浆管内水位下降或管内水柱根本灌不起来等情况，应检查连结处是否密封。根据检查结果予以更换，并重新试水安装。注浆管底部距钢筋笼100～200mm，对称绑扎在钢筋笼两侧主筋上。注浆管底部应采用绑焊与钢筋笼连接，每节注浆管之间用丝扣接头连接，丝扣处应缠绕生胶带或麻丝并牢固拧紧丝扣，用16#铁丝与钢筋笼绑扎固定，绑扎间距为2m。
安装过程中应注意如下事项：
⑴注浆管随同钢筋笼徐徐放入孔内，严禁强力下放及来回猛力转动，防止注浆管端部橡皮破损，以免泥浆灌入堵塞注浆管。
⑵注浆管上口应用堵头封住，以免泥浆或其它杂物落入堵塞浆管。
⑶钢筋笼放置完毕二次清孔完成后，在灌注混凝土前，需再一次检查注浆管内水面情况，如出现严重漏水，可认为橡皮被破坏或注浆管断裂，应考虑沿孔壁重新下一根注浆管备用。
3.5 注浆材料及配合比
注浆材料为32.5级普通硅酸盐水泥，水灰配合比为0.45～0.65。
注浆用水泥进场后立即取样检测，经检测证明质量合格，并将检测报告上交业主项目工程管理部审批后方可使用。水泥存放应避免受潮结块。
3.6 注浆
注浆所需设备是：水泥搅拌机、过滤筛、注浆机等。注浆初始时间在桩身混凝土灌注72小时后开始，每根桩侧壁注浆管2根，每次压1根管，分2次压浆完成。注浆前，应首先做压水试验，冲破出浆口的防水胶布和橡皮包裹，使注浆管路畅通。搅拌水泥浆应严格按配合比进行，每盘料搅拌时间不得少于3分钟，超过初凝时间的水泥浆不得使用，严禁边加水边加水泥、边注浆的做法。注浆过程控制按如下方法进行：
⑴第一根注浆管压力达到2.5MPa时，可改用第二根注浆管注浆。第二根注浆管注浆压力也达到2.5MPa或累计全孔注浆量达到60包水泥时可终止注浆。
⑵当第一根注浆管注浆量达到35包时，注浆压力仍未达到2.5MPa，可暂停注浆，改用第二根注浆管注浆。
如第二根注浆管注浆压力达到2.5MPa，注浆量不足25包（全孔累计不足60包），应重新用第一根注浆管注浆，直至该注浆压力也达到2.5MPa或全孔注浆量达到60包水泥为止；
如第二根注浆管注浆压力仍未达到2.5MPa，注浆量应达到25包（全孔累计60包）后方可结束注浆。
4 桩底注浆取得的效果
5 结语
通过探讨钻孔灌注桩桩底后注浆在工程施工中的应用，笔者总结出以下几点结论：①后注浆技术对提高桩基承载力和减少桩顶沉降具有明显的效果，是一项行之有效的技术；②后注浆工法可视为改变桩型形成了扩底桩，注浆后增强了桩端持力层的强度，桩基单桩承载力从注浆前到注浆后其增幅超过40%。
参考文献：
[1] 百慧.钻孔灌注桩后注浆施工工艺[J].中国科技投资.2013年第11期
[2] 李军方；王燕.大直径钻孔灌注桩桩底后注浆技术的应用[J].山西建筑.2012年第14期