浅谈注浆技术在桩基工程中的应用

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　　【摘要】文章结合某一工程的实际情况，详述了桩底注浆技术在工程施工中的应用，并提出了自己的看法。
　　【关键词】桩底注浆技术 注浆 静载
　　一、工程概况
　　下吕浦东小区二期5#、6#楼工程位于温州市城市中心区，北临市府路一号桥，东临惠民路，南临锦江路。整个建筑为一个五幢连体的高层建筑，其中一幢24层，两幢26层，两幢28层，地下一层，框架剪力墙结构，建筑面积51957m2。南面为单层地下机动车库，地面为小区中心休闲广场。工程的建设单位为温州市鹿城开发建设公司，设计单位为温州市建筑设计研究院，勘察单位为浙江省勘察测绘院，监理单位为温州长城建设监理有限公司，施工单位为浙江省建工集团五建公司。
　　本工程桩基采用钻孔灌注桩，桩径分别为φ700、φ800、φ900三种，有效桩长62m和67m，钢筋笼长度要求φ700及φ800型桩为42m、φ900型桩为45m，规格及根数分别为8φ18、10Φ18和12Φ18。桩身砼强度等级为C25，持力层为（12）层圆砾层，进入持力层深度：φ700和φ800要求2.5m，φ900分二种分别为7.5m和4.5m，设计要求单桩竖向承载力标准值φ700型为2900KN，φ800型为3550KN，φ900型4650KN，总桩数250根，其中包括5组试锚桩，每组1根试桩、4根锚桩。试桩要求达到极限承载力为标准承载力的2倍。
　　二、试桩情况
　　桩基工程于2002年6月进场，先打试锚桩，于2002年7月17日完成5组试锚桩，业主委托温州工程勘察院于2002年8月8日~8月30日对5根试桩做静载荷试验，通过试验，只有φ800的2组试锚桩达到设计要求，其余都达不到设计要求，其中φ700的极限承载力为5220KN、φ900的极限承载力为7440KN，φ700和φ900型桩距设计要求相差比较大。经过与设计、勘察等单位现场查看、分析，三组试锚桩承载力达不到要求可能与桩本身的砼强度存在一定的关系，因此委托温州市工程勘察院对桩身进行动测，测试桩身砼质量，通过测试桩身砼质量达到要求。
　　为了更为清楚的了解地下持力层地质情况，找出问题所在，经过几方主体的商定，要求施工单位打第二次试桩，重新进行静荷载试验。施工单位于9月29日开始打第二次试桩，于10月4日完成（这次要求打2根试桩，φ700和φ900分别一根）通过养护，达到龄期。业主单位同样委托温州工程勘察院对其作静载荷试验，其结果跟第一次完全一样，达不到设计要求的承载力。
　　通过对两次二次试桩的分析，说明桩基的摩擦力是能达到设计要求的，桩基的端承力则由于持力层的地质情况比较复杂，达不到设计所要求的承载力。业主咨询了有关专家，会同各方主体针对此种情况召开了专题会，决定在不改变原设计的条件下，采用桩底注浆技术，以提高桩基的承载力。
　　桩底注浆技术是指以砂砾石或碎（卵）石土层作为持力层时，在钻孔灌注桩桩底注入一定比例的纯水泥浆，在桩底持力层中扩散，凝结形成蘑菇云状的混凝土团从而提高桩基承载力。
　　作为持力层（12）园砾层约含有30~50%的卵砾石，其余以粗砂为主。具有良好的水泥浆可灌性，颗粒组成又形成了一种较为理想的混凝土粗细骨料连续级配。只有在一定的压力下，在该层孔隙中注入纯水泥浆，就会形成混凝土团。因此当工程桩成桩后，注入桩底卵石间隙中的水泥浆液即会向桩端四周包括下段桩身的周围扩散，胶结和固化，随着时间的推移，桩身下段的侧摩擦阻力和桩端阻力进一步增加，从而提高了桩基承载力。另外钻孔灌注桩成桩后，在桩底有1~2cm的砂砾、碎裂的卵石和泥浆等松散的混合物组成的沉渣，在压力作用下的水泥浆对沉渣产生了挤密和胶结固化作用，从而提高桩身下段的摩擦阻力，增强了桩基承载力。（附图）
　　
　　三、注浆方案
　　1、注浆设计框图
　　
　　2、注浆管的安装和埋设
　　为了保证注浆管下管质量，桩身钢筋笼应通长，具体做法为上部按原设计，下部为4Φ18，每隔1m增设1Φ14箍筋，（附图）
　　注浆管采用1寸无缝钢管，壁厚2.75~3.00mm。最底端加工成尖型，然后在管底约30cm段上打上4排4个φ8mm的小孔，接着用图画钉堵塞每个小孔，并用胶带纸固定牢，最后用硬包装带再包扎一层并扎铁丝扎牢。
　　注浆管固定在钢筋笼上，每根桩对称安装2根注浆管，管底端比笼长50mm，且应进入卵石层。管子连接采用丝扣连接，注浆管一直通到地面，管顶端用闷头临时封闭，注浆管埋设人员与打桩人员同步，即钢筋下笼时一起下注浆管，同时注浆管的长度要按实际孔深计算好。
　　3、注浆泵选择和材料
　　要选择注浆压力高（至少选10MPa，排浆量大于5m3/n以上），性能稳定，操作方便的注浆泵，本工程选用SGB6―10泵，功率18.5KW。
　　注浆材料选用32.5普通硅酸盐水泥（海螺牌），要求每根桩注入水泥量为1.5吨以上。
　　4、清水开塞
　　清水开塞以疏通注浆管及卵石层的通道，对开塞压力量控制在约0.5m3左右，开塞压力一般小于8Mpa，若单管清水开塞，水不断注入且压力低，说明该桩开塞成功，开塞可在灌注成桩7―30天内进行。
　　四、注浆施工
　　1、注浆顺序
　　原则上对桩位图上同一承台或附近的桩，应同时注浆以防注入的水泥浆包围邻桩而使邻桩不可注，另外桩比较多的承台可以先边缘后中间，以确保不跑浆，使注浆均匀浆液集中在桩端底周围。
　　2、注浆
　　当某一桩开塞成功后，立即用水灰比0.5~0.7的水泥浆高压注浆，为防水泥结块堵塞，要求对水泥浆先过筛，注浆采用一管开塞先注，如果一管能顺利注入要求的注浆量，那么另一管就不必注浆，如果一管注浆量不足，那么打开另一管再注，直到注入要求的水泥量为止。所以水泥量是主控因素，注浆压力是副控因素，如果注浆量尚未达到要求的水泥量，但注浆压力已达到10Mpa，那么注浆结束。水泥浆注完后，应用清水将地面输液管内的水泥浆全部注入桩内，然后对注浆管进行封堵，以免浆液流失。同时每根桩均应做好埋管日期、开塞日期、开塞压力、注浆日期和注浆压力等记录，做好注浆水灰比和注浆量的完整资料。
　　五、注浆要点
　　1、注浆管的端部必须连接严密，出浆孔用图画钉封闭包扎，确保无渗漏现象，注浆管必须确保进入卵石层。
　　2、清水开塞一定要确保疏通注浆管道。
　　3、注浆顺序一定要同一承台同时注，以确保注浆均匀，浆液集中在桩端底周围，形成蘑菇云状扩大头。
　　4、确保注浆量达到预定要求，可采用调整压力的方法达到这一目标。
　　5、注浆时应控制压力，先小后大，当发现冒浆、跑浆时，应采用减少压力，加大浆液浓度，间歇注浆等方法。
　　六、静载实验
　　整个工程桩注浆完成后，对现场250根桩进行随机抽处4根做静载试验。其中φ700型1根，φ800型1根，φ900型2根，根据注浆记录φ700和Φ800型的2根试桩注入水泥量为2吨，φ900的2根桩注入水泥量为2.5吨。试验结果如下：
　　
　　通过试验各种型号桩的坚向承载力全部达到设计要求。
　　七、结论
　　1、桩底注浆技术是一种较新的施工技术，适用于以卵石层作为持力层的钻孔灌注桩，不适用于进入基岩的钻孔灌注桩。因为注入的水泥浆对桩底下的沉渣产生了挤密和胶结固化作用，采用该技术后能大大提高桩的承载力。通过注浆后再做静荷载试验，全部达到或超过设计要求的承载力。大约比注浆前提高承载力30%。
　　2、应严格按照注浆工艺和注浆要点进行施工，确保孔底注浆的施工质量。若某桩注浆不成功，则可在周边桩适当增加注浆量。
　　3、因桩底注浆目前还没有形成规范，因此在施工过程中要注意积累资料，及时进行分析，以便寻找规律，指导今后的施工，并为规范的制定创造依据。
　　
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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