灌注桩后注浆浅析

关于灌注桩后注浆的浅析(文杰WENJie)摘要：后注浆灌注桩，就是利用钢筋笼底部和侧面预先埋设的注浆管，在成桩后2-30天内用高压泵进行高压注浆，浆液通过渗入、劈裂、填充、挤密等作用与桩体周围土体结合，固化桩底沉渣和桩侧泥皮，起到提高承载力、减少沉降等效果。后注浆技术包括桩底后注浆、桩侧后注浆和桩底、桩侧复式后注浆。关键词：后注浆承载力沉降Abstract:Groutingafterpileformedisthetechniqueofusingapre-groutingpipeatthebottomandsideofsteelcagetogroutwithhight-pressureafterthepileformedabout2-30days.Thistechniquethroughthewayofinfiltration,splitting,filling,compactiontosticktogetherwiththesoilaroundthepile,andsolidifythesedimentatthebottomofthepile,whichcanimprovecarry-capacityandreducesettlement.Thetechniqueofgroutingincludesgroutingatthebottomofpile,atthesideofpileandbothofthem.Keywords:groutingafterpileformedcarry-capacitysettlement.后注浆灌注桩，就是利用钢筋笼底部和侧面预先埋设的注浆管，在成桩后2-30天内用高压泵进行高压注浆，浆液通过渗入、劈裂、填充、挤密等作用与桩体周围土体结合，固化桩底沉渣和桩侧泥皮，起到提高承载力、减少沉降等效果。后注浆技术包括桩底后注浆、桩侧后注浆和桩底、桩侧复式后注浆。大量工程实践证明对水下混凝土灌注桩，采用桩底后注浆工艺，提高了单桩承载力、缩短了桩长、性能稳定、设备简单、操作便利，取得了良好的经济效益。1、工作原理后注浆工艺在在沙土砂砾石层中的效果最为明显。在中风化岩层中，若桩底沉渣清除干净则无必要后注浆，反之，也有一定效果。在粉土、粘土土层中，采用后注浆工艺也能取得良好效果。对于后注浆工艺能大幅提高单桩承载力和减少沉降的原理可主要分为三个机理：、对桩底沉渣和桩侧泥皮的固化。通过高压把水泥浆注入桩底和桩侧，水泥浆在高压下与注入桩底沉渣缝隙中并与沉渣较充分接触，与周围一同固化，进而提高桩底的整体连续性，减少沉降、提高承载力。对于桩侧注浆，同样，水泥浆在高压下挤压泥壁，提高桩周侧土层密实度，甚至形成劈裂，能大幅提高桩侧摩阻力，从而提高单桩承载力。、扩大头效应。高压水泥浆挤压桩底土层形成扩大头，提高桩底竖向力受力面积，同时压密与扩大头接触土层面积，进而减少桩的沉降。同时，也能提高单桩承载力。、预应力效应。高压水泥浆在充满沉渣或挤密桩底、桩侧土层后，高压水泥浆小幅度抬高灌注桩，从而在桩身周测形成反向摩擦力，在桩体承受竖向向下的作用力时能抵消一部份作用，从而起到类似预应力的效应提高承载力。但这项作用机制会对减小抗拔作用，所以，在抗拔桩进行后注浆时须严格控制注浆量。2、施工工艺桩底后注浆施工工艺流程为：注浆管制作→注浆管固定在钢筋笼上一起吊放埋设→灌注桩身混凝土→注浆管注水开塞→水泥浆配置→注浆机注浆。、浆管制作：注浆管采用3根直径32mm壁厚,3.2㎜的无缝钢管，底部长出钢筋笼10-20cm，上部高出地面50cm，各段之间用外接连接；注浆管底部用止回阀封死；安放之前清除管内杂物，以防堵塞注浆孔。、安放注浆管：安放时将3根钢管成120o布置在钢筋笼内侧，并用铁丝固定，随钢筋笼同步安放，注浆管底必须下到桩底。注浆管下端要比钢筋笼低10-20cm，注浆管上端高出地面50cm。、注浆管开塞：成桩7∽8小时即混凝土完成终凝前，用高压泵压送清水冲洗注浆管道，开塞压力一般在0.2Mpa左右。④、安装流量计：在出浆管处安放流量计，注意流量计的极限耐压值，控制出浆量为3-5立米/小时。⑤、高压注浆：用高压注浆泵压注水泥浆，注浆前混凝土桩养护期不少于7d（混凝土强度达到70％以上）；浆液水灰比在注浆过程中可由稀逐渐变浓，以保证注浆效果。如果一管能顺利注入，达到设计要求的注浆量，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，直到注入设计要求为止。⑥、注浆记录：注浆过程中，要记录桩号、桩径、成桩时间、压浆时间、压水压力、开始注浆时间、注浆压力、终止压力、水灰比、注浆量、终止时间等。3、关键参数及质量控制(1)关键参数后注浆工艺的几个关键的技术参数为：水泥浆水灰比、注浆量、流量、终止压力/稳定压力。A.水泥浆水灰比泥浆护壁灌注桩：0.45～0.65，根据土的密实度、强度确定；密实度和强度较高者取较大值；干作业灌注桩：0.7～0.9，松散砂砾0.5～0.6；水泥浆比重一般控制在1.5～1.8泥浆比重计算公式：2131a--水泥浆比重；a--水灰比。B.注浆量通过实际工程经验得出注浆量拟合曲线，最后的出经验公式：a.根据单桩直径D卵砾石层单桩注浆量：3.451(0.285)QD粉砂层单桩注浆量：3.177(0.281)QDb.根据单桩直径D2卵砾石层单桩注浆量：21.924(0.287)QD粉砂层单桩注浆量：22.007(0.159)QDQ--注浆量；D--单桩直径。C.流量控制流量为3-5立米/小时，一般不宜超过75L/min。D.终止压力/稳定压力桩端注浆终止压力根据土性、注浆点深度而定；风化岩，非饱和黏土、粉土，宜为3MPa～8MPa;饱和土2MPa～4MPa，软土取低值。桩侧注浆终止压力约为桩端注浆的1/2。(2)质量控制①、注浆起始时间：成桩后2～10天；②、注浆与成桩作业点距离不小于8m；③、注浆顺序：泥浆护壁桩，先桩侧后桩端，先外围后内部；干作业桩，先桩端后桩侧；④、异常现象应急处理措施：异常：注浆压力长时间低于正常值；地面冒浆、桩孔串浆、浆液远距离流失；措施：间歇注浆，间歇时间不小于20min；调低浆液水灰比。4、不同持力层地质的后注浆工艺讨论(1)粗粒土与细粒土粗粒土包括：卵砾石、粗中砂；细粒土包括：粘性土、粉土、粉细砂。①、原理固化效应：沉渣和泥皮被固化，伴随扩底和扩径效应；充填胶结效应：粗粒土因渗入注浆被胶结成整体；加筋效应：细粒土因劈裂注浆成加筋复合土；预应力效应：因桩身抬起产生反向摩擦力而形成的类预应力作业。②、效果后注浆灌注桩的单桩极限承载力，应通过静载试验确定。后注浆单桩极限承载力标准值可按下式估算：jl—非竖向增强段第j层土厚度；gil—竖向增强段内第i层土厚度；siksjkpkqqq、、—分别为竖向增强段第i土层极限侧阻力标准值、非竖向增强段第j土层极限侧阻力标准值、极限端阻力标准值；psi、—分别为后注浆侧阻力、端阻力增强系数，可下表取值。从上表的侧摩阻增强系数和端阻力工艺对单桩承载力的提高效果要好于在细粒图中的效果。(2)风化岩层我公司珠海恒天国际大厦项目工程应业主要求对直径超过1.6m（含），在嵌入中风化基岩超过1m的情况下进行了桩底后注浆。①、原理固化效应：沉渣被固化，桩端与基岩固结成整体；gpkgskskkuQQQQppkpgisiksijsjkAqlqulqu预应力效应：因桩身抬起产生反向摩擦力而形成的类预应力作业。②、效果对于嵌入中风化或微风化的灌注桩而言，如果桩底沉渣清除比较干净，嵌入基岩无较大裂隙，桩底后注浆对单桩承载力的提高作用不大。而对于嵌入强风化的桩后注浆作用原理和效果类似于后注浆在粗粒土中的作用。③、出现的问题a.因在中风化基岩中进行后注浆在以往工程中应用极少，对注浆量的确定没有准确的计算方法，所以无法准确取得注浆量，导致注浆量过多，压力陡增，损坏流量计，注浆管也容易爆裂，带来安全和质量问题；b.因无法确定地下环境，对浇灌混凝土的强度增长无法准确确定，劈裂时间无法确定，导致部分注浆管劈不开；后在工程中进行了抽芯取样，发现桩底沉渣清除较干净，后注浆对此类地质下的工程桩意义不大，决定取消后注浆。参考文献[1]陈国兴，樊良本.基础工程学［M］.北京：中国水利水电出版社，2010.[2]GB50007-2011,建筑地基基础设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2012.[3]JGJ94-2008，建筑桩基技术规范［S］.北京:中国建筑工业出版社，2008.[4]盛洪飞,桥梁墩台与基础工程［M］.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.[5]严心娥，土木工程施工［,M］.北京：北京大学出版社，2010.