周其华

（贵州凯和建设工程有限公司贵州贵阳　551000）

建筑土木工程中注浆技术的应用与施工工艺

周其华

（贵州凯和建设工程有限公司贵州贵阳551000）

主要讨论了建筑土木工程中注浆技术的应用方法及其施工工艺，以求为未来工程建设提供理论支撑。先结合钻孔灌注后注浆加固法的相关内容，对该方法在建筑土木工程中的实际应用方法进行简单分析；再结合实际工程案例，对该方法的实际应用情况进行讨论。从实际案例的应用效果来看，开展钻孔灌注后注浆加固技术能有效满足当前建筑施工中质量控制的要求，具有良好的应用价值。对相关工作人员而言，为保证注浆技术具有良好的应用价值，需要在充分认识到本工程中注浆技术质量控制的要求，再采取相应的处理方法，以确保相关措施具有良好的操作性。

建筑土木工程；钻孔灌注注浆技术；应用

随着我国城市化进程进一步加快，建筑质量控制成为当前城市土木工程中重要组成部分，开展有效的土木工程控制，在提升城市建设水平中具有重要意义。灌注桩是桩基础中的主要桩型，已经被广泛的应用在大型构筑物与高层建筑中，成为提高建筑质量的重要技术。本文将以此为背景，对钻孔灌注后注浆加固的相关内容进行简单分析。

1　钻孔灌注桩桩端后注浆技术

钻孔灌注桩桩端后注浆技术，是指在灌注桩成桩之后，由预留的注浆通道，以高压注浆泵逐步注入水泥浆的一种技术，其受到土层特点、浆液形式的影响，会出现不同的填充结果。在注浆之后，桩底沉渣得到固化，有效改善了传统工程中物理力学性能，有效提高桩承载力，其基本示意图由图1所示。

图1　钻孔灌注柱柱端后注浆效果示意图

总所周知，极限端阻力与极限端摩擦力是单桩极限承载力的主要组成部分，为提高单桩整体承载能力，可采取以下几种措施：

①进一步改善土与桩之间的相互作用，不断调桩侧摩擦力。②提高桩端持力层强度，控制桩端阻力。③适当增加桩的尺寸，包括增加桩径、桩长等，也可提高混凝土强度。

总结上述三种措施的应用效果可发现，开展桩低注浆或桩侧注浆，能有效提高桩柱承载力，也避免了第三种方案中增加施工成本现象的发生。

2　钻孔灌注桩桩端后注浆施工工艺分析

2.1材料与施工准备

灌注桩后注浆所用的主要材料为水泥，其主要装置为注浆腔。

在水泥选择中，选用普通的硅酸盐水泥，其他水泥（主要指火山灰水泥以及其他外加材料较多的水泥）由于早期强度较低，不适用于该工程中。

注浆时，在注浆管末端设置注浆阀，也可在桩底设置注浆孔。后注设备要同时设置灰搅拌机与流量计，其设备的相关性能如表1所示。

表1　钻孔灌注桩断后注浆设备参数统计

2.2确定施工工艺参数

2.2.1确定注浆量

影响注浆量的主要因素为：泥浆渗透性、桩端持力层厚度等。同时在实际施工中，还要根据压水试验情况与注浆过程中的各项反应不断调整注浆量。一般在调整注浆量时，主要会从浆液浓度、注浆压力等方面进行改变，从相关措施的应用效果来看，上述措施具有良好的应用价值，且浆液总量、浓度越大，注浆压力越高，其加固越好。

一般在注浆量计算中，主要根据桩端后注浆扩大头部分体积进行先行计算，在获得基本值之后，再通过具体的实验结果不断调整注浆参数。以42.5R普通硅酸盐水泥为参考对象，确定注浆量计算流程，其公式为：

式中：G-代表注浆量，一般以水泥质量计算，单位为t；α1、α2-分别带包桩端、桩端注浆量的经验系数，其中，α1取值范围为1.5～ 1.8；α2为0.5～0.7，当工程中采用中粗砂、卵石、砾石等材料时，可取最大值；n代表桩侧注浆断面例数；d-代表桩基设计直径。

2.2.2确定注浆压力

注浆压力是指在不会导致地表隆起的基础上，采取相应的注浆压力。《建筑桩基技术规范》中明确规定，桩端注浆终止注浆压力应根据注浆点深度及土层性质确定。一般在风化岩、粘性土等土体中，注浆压力主要集中在5～9MPa之间；若土体的饱和度较高，则注浆压力主要集中在1.5～3.5MPa之间。

2.2.3确定浆液浓度

浆体的浓度不同，导致其行为特性上也存在一定差异。例如，水灰比约为0.7：1的稀浆，其渗透能力强，且便于传输，常被应用在加固预定范围的边缘地带；而水灰比为0.5：1的中等浓度浆体，其主要功能就是加固预定范围的核心部分，且中等浓度浆体所发挥的压实、挤密作用更好。

结合《建筑桩基技术规范》的相关内容，其水泥浆液水灰比主要由饱和度、渗透性的影响。一般在饱和土体中，水灰比主要为（0.55±0.10）；在非饱和土体中，水灰比为（0.80±0.10）；在碎石土、散砂砾中，其水灰比为（0.55±0.05）。

2.3确定相关影响因素

2.3.1桩端土性对注浆承载力的影响

通过长期实践发现，桩端持力层对注浆承载力的影响十分明显。例如在其他条件基本相同的前提下，桩端为孔隙率较大的砂卵石、中粗砂等粗粒土比桩端为粘性土、粉土等细粒土时的承载力提高幅度更大。

当粗粒土注浆时，其注浆渗入率高，受到固结、填充等因素影响，持力层的变形模量大幅度提升，并形成水泥土扩大头，有效扩大桩端受力面积，最终提高极限承载力，其增幅法内为100～ 200%。

2.3.2桩长与桩径对灌注桩承载力的影响

为能正确认识桩端后灌注工艺与桩径与桩长，可引入Qc指标来评价桩端注浆对桩承载力的影响，Qc的计算公式如下：

式中：Qc-代表每千克水泥所能提供的单方极限承载力，其单位为kN/m3·kg；Q-代表单柱横向抗压极限承载力，其单位为kN；V-代表桩的体积，其单位为m3。

3　实际案例分析

3.1案例简介

该项目位于我国南方某省份，拟建集写字楼、公寓式酒楼、高档住宅与旗舰型商业为一体的大型商住综合体，其建筑总面积约为318000m2。该工程主楼承压桩采用桩端后注浆钻孔灌注桩，主楼承压桩设计直径为φ800mm，基地持力层为砂砾层，单桩竖向承载力特征值为6000kN，混凝土等级强度为C45。

3.2地质条件分析

考虑到地质条件是影响注浆量的主要因素，在该项目建设中为保证注浆效果，进行了严格的地质条件分析，总结其中代表性地质资料，如表2所示。

表2　项目工程地质条件统计

3.3注浆方案

3.3.1控制注浆压力

在充分考虑到施工环境的基础上，确定在该项工程中，其注浆压力为（5±1）MPa。根据注浆量与注浆压力变化情况，实施间歇性注浆。

3.3.2确定注浆量

根据上文公式，计算得出：

G=0.0023d+0.7526=2.59t

在本次工程中，单桩注浆量约为2.6t；所用注浆为水泥浆，其水灰比为0.5～0.55，注浆速度为（30±10）L/min。若在注浆过程中出现返奖现象，可停止30min，再注浆，直到达到设计注浆量。

3.3.3确定注浆顺序与时间

泥浆护壁注浆桩水下混凝土初凝时间约为（10±1）d，因此注浆时间一般在混凝土初凝之后进行，且不宜超过成桩后20d，但遇到特殊情况，可提前注浆。注浆的技术要求为：

①桩端注浆管采用普通焊接钢管，其公称直径为32mm，壁厚为3mm；②在注浆管上设置管箍，在安装连接阀时取下管堵；③以钢管套丝连接注浆管，再通管箍焊接或连接。

从该工程的应用效果来看，钻孔灌注后注浆加固法有效满足了工程项目质量控制的要求，说明该方法具有良好的操作性。

4　结束语

主要讨论了建筑土木工程中注浆技术的相关问题，并以钻孔灌注后注浆加固法为例，对该技术的应用情况进行讨论。对相关工作人员而言，要正确认识到钻孔灌注后注浆加固法的操作重点，并不断优化处理施工方案，为获得更好的施工效果奠定基础。

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TU755

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2015-6-10