任志鹏REN Zhi-peng；杨龙飞YANG Long-fei；隋志民SUI Zhi-min；解际超XIE Ji-chao；刘华隆LIU Hua-long

（①中建八局第二建设有限公司，济南 250000；②济南市工程质量与安全中心，济南 250000）

0 引言

在我国国民经济不断发展的影响下，建筑行业得到了突飞猛进的发展，各种高层建筑，大型建筑更加普遍，所以对桩基础承载力的要求越来越高，钻孔灌注桩后注浆技术得到了广泛的应用，在很大程度上提高了单桩的承载力，降低了桩基础的沉降问题，不仅大大地节省了施工成本，同时还提高了施工质量。因此可以说钻孔灌注桩后注浆技术的应用有着一定的现实意义和价值。所以，本文结合济南市中医医院东院区项目中的桩基施工，对钻孔灌注桩后注浆技术的应用进行了详细分析介绍。

1 钻孔灌注桩后注浆技术作用肌力

利用高压注浆泵的方式来把水泥浆压入桩底，并且在高压力的作用下，水泥渗入桩底沉渣和桩底周围的土体缝隙中，在结合水泥浆液填充胶结的作用，桩底会形成一个复合土体扩大头。同时，在注浆压力和浆液不断增多的影响下，一些浆液克服了覆土压力和桩侧摩擦阻力的影响，顺着桩土向上冒浆，高压浆液对护臂泥皮产生了破坏作用，浆液渗入到了桩侧土体中，使得桩周松动的土体得到了挤压，密度加强，具体施工工艺如图1 所示。因为桩端沉渣合桩侧松软土体得到了很好的加固处理，在很大程度上提高了桩端和桩侧的阻力，提高了桩的承载力。[1]另外，在注浆之后，桩侧和桩底位置形成了复合土体的压缩模量Es，相比原来土体得到了很大的提高。并且桩上的上部分附加应力借助于复合土体的作用传到未注浆天然土体的应力减少了很多，这样就可以实现降低桩基沉降变形的目的。

2 工程概况

2.1 工程案例介绍

济南市中医医院东院区项目在济南市高新区，总占地面积为30094m2，建筑面积为89695.49m2，其中地下面积为29808.04m2，地上建筑面积为59887.45m2，分为了病房综合楼和门诊医技楼两大部分，其中病房综合楼共14 层/2 层，结构为框架－剪力墙结构，板式筏形基础；门诊医技楼共6 层/2 层，框架结构，基础类型为独立基础。整个工程的±0.000m 相对绝对标高160.300m 及160.600m。

2.2 地质条件

场区地貌单元属山麓斜坡堆积地貌单元。场地地层自上而下分别为：（1）-1 杂填土（Q4ml），由破碎的道路碎块碎构成，结构松散，含少量黏性土，该层属欠固结高压缩性土。（1）-2 层素填土（Q4ml）由黏性土组成，含少量建筑垃圾，石块及碎屑，该层属欠固结高压缩性土。（9）-2 层粉质粘土（Q4al+pl）该层属中压缩性土。（13）-1 层粉质粘土（Q3al+pl）该层属中高压缩性土。（19）-2 层强风化闪长岩（K）该层岩石坚硬程度属于软岩，岩体完整程度为极破碎～破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。（19）-3 层中风化闪长岩（K）：该层岩石坚硬程度为软岩～较软岩，岩体完整程度为较完整，岩体基本质量分级为IV 级。（31）-1 层强风化石灰岩（O）：该层岩石坚硬程度属于较软岩，岩体完整程度为破碎～较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ级～Ⅴ级。（31）-2 层中风化石灰岩（O）：该层岩石坚硬程度为较硬岩，岩体完整程度为较完整～较破碎，岩体基本质量分级为Ⅲ级～IV 级。（32）-1 层全风化泥灰岩（O）：该层岩石坚硬程度为极软岩，岩体完整程度为极破碎，岩体基本质量分级为V 级。（32）-2 层强风化泥灰岩（O）：该层岩石坚硬程度属于软岩，岩体完整程度为极破碎～破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。（32）-3 层中风化泥灰岩（O）：该层岩石坚硬程度为软岩～较软岩，岩体完整程度为较完整～完整，岩体基本质量分级为Ⅲ级～IV 级。各岩土层的钻孔灌注桩设计参数如表1 所示。

表1 场地工程地质条件及钻孔灌注桩设计参数

3 钻孔灌注桩后注浆技术施工应用

3.1 桩基概况

本工程支护桩采取钻孔灌注桩施工，其中永久性挡墙从北向南依次采用悬臂式钻孔灌注桩、单排钻孔灌注桩+锚索（锚索数量由1 道增加至4 道）。西北侧永久性挡墙桩径均为1.2m，桩间距2.5m（Y6-Y7 段桩间距2.0m），总桩长随着边坡高度增加，桩长9.0m～23.6m，共计82 根；南侧永久性挡墙桩直径1.2m，桩间距2.5m，桩长9.0m～17.0m，共计15 根。基坑支护钻孔灌注桩桩径0.7m，桩间距1.5m，桩长嵌入室外标高以下4.0m，桩长16.86m，共计41 根。桩混凝土设计强度等级为C30，本工程选用商品砼，砼灌注采用导管灌注法；混凝土采用商品混凝土，塌落度控制在160mm～200mm 之间。

3.2 施工流程

钻孔灌注桩后注浆的具体流程为：钻孔灌注桩施工→钢筋笼预置注浆管→浇筑桩体混凝土后12h 内对注浆管进行清水疏通剪头7 天后开始开启注浆管，均匀加入浆液，加固土体→控制注浆量以及注浆压力，在注浆达到设计需求后，停止注浆。

在施工前要先进行准备工作，本工程选用250mm 导管，丝扣连接；导管吊入孔时，将橡胶圈安放周整、严密，确保密封良好；导管在桩孔内的位置应保持居中，防止跑管，撞坏钢筋笼并损坏导管。导管底部距孔底为300～500mm。[2]

①压浆管制作安装。

用焊管作为压浆管，并在现场进行制作；用履带式潜孔锤钻机成孔，钻孔对位误差控制在2cm 左右，成孔深度偏差控制大于设计孔深10cm，钻孔完毕后，用清水把孔底沉渣冲洗干净，同时对孔口进行包裹，压浆管底部焊接直径为5cm、3cm 厚的钢板焊接牢固之后将钢筋笼一并放到桩孔内部，桩端后注浆导管要沿着钢筋笼圆周对称设置2根。桩侧后注浆管阀也要设置两道，并且合柱底的距离要控制在5-15m 左右，桩顶8m 以内的范围，各个间距要控制在12m 左右。因为单桩比较长，所以，为了提高注浆的质量，桩侧压浆的上下位置都要设置压浆管。其中上端的位置要设置在桩的中间，下端要设置在桩端部周围的位置。采用丝扣接口的方式来连接压浆管，压浆管下端的位置要长处钢筋笼300mm 左右。

②进行压浆管试水作业。

在压浆管设置结束后要进行试水实验，如果压浆管内的水量比较少，需要对压浆管漏眼、街头密封性等进行检查。在下放钢筋笼之后要对注浆孔进行二次清孔，将注浆孔中清空后，对压浆管的水量进行二次检查，没有问题之后对压浆管的顶部进行封堵。

③开塞。

开塞作业要在灌注桩完成之后实施，将注浆管上端封闭堵头的位置进行截断处理，采用注水的方式来进行开塞，在开塞的过程中要进行记录，同时单桩注浆管开塞合格要控制在1 根以上，开塞结束后及时关闭注水，之后等待注浆作业。

④注浆作业。

1）注浆材料设计要求采用水泥浆，浆液应搅拌均匀，过筛，随搅随用，浆液应在初凝前用完，注浆管路应经常保持畅通。

2）注浆作业要采用注浆泵将浆液经压浆管输送至孔底，再由孔底返出孔口，待孔口溢出浆液或排气管停止排气时，可停止注浆。浆液硬化后不能充满锚固体时，应进行补浆，注浆量不得小于计算量，其充盈系数为1.1-1.3。注浆时，边灌注边拔出注浆管。但应注意管口应始终处于浆面以下，注浆时应随时活动注浆管，待浆液溢出孔口时全部拔出，注浆完毕应将外露的钢筋清洗干净，并保护好，锚固体采用水泥浆。

3）在注浆过程中，注浆量计算方式为Q=0.0029D-0.5094，其中Q 为单桩注浆量（t），D 为桩径（mm），最终本工程得到的单桩注浆量为1.52t，0.0029×700-0.5094，注浆浆液采用的是水泥浆，水灰的比为0.5-0.55；注浆的速度在20-40L/min 之间；如果注浆时出现了返浆的问题，要先停止注浆30 分钟之后再进行注浆处理，以此循环指导注浆量达到要求的标准。[3]当孔口溢出浆液时，或者注浆总量达到了设计值的75%，并且注浆的压力在2-4MPa 时，停止注浆。若浆体硬化不能充满锚固体时，应进行补浆。

4）注浆时间和顺序，泥浆护壁灌注桩水下混凝土初凝通常需要10 天左右，所以，注浆的时间要在混凝土初凝后开展。通常不能超过成桩后20 天。过早进行注浆会造成桩身混凝土强度降低，影响桩身；如果注浆过晚，桩底硬化的混凝土很难形成注浆通道，桩中心形成低强度区域造成浆液流向远处，所以，在施工过程中需要在成桩7-20 天左右开展注浆。[4]

4 钻孔灌注桩后注浆施工措施

4.1 科学选择后注浆导管管阀

在进行后注浆导管的选择时，注浆导管需要选择钢管，并且要和钢筋笼、加劲筋进行焊接加固处理；导管数量的选择要按照桩径的大小来选择，如果直径＜1200mm的桩，要按照钢筋笼圆周对称的方式设置2 根导管；如果桩直径在1200mm-2500mm 之间的话，需要进行对称设置3 根导管；如果桩的长度超过了15m 并且对于承载力的要求比较高，那么要选择桩端桩侧复式注浆的方式。另外，在后注浆管阀选择设置的过程中，数量要参考地层的实际情况，桩的长度和承载力的要求情况来进行设置。可以在距离桩底5-15m 以上的位置，桩顶8m 以下的位置间隔6-12m 设置一道桩侧注浆阀。如果地层出现了粗粒土，注浆阀要设置在粗粒土的下部。桩底后注浆管阀设置时，要结合桩径的大小来选择数量，但是最少不能少于2根，如果直径＞1200mm，桩需要增加到3 根，以此来保障后注浆浆液可以均匀对称性扩散，桩侧注浆断面之间的间距要结合工程土层的桩长、性质、承载力来进行设定，最好控制在6-12m 之间。钢筋笼需要放到底，不能出现悬吊的问题，下笼受到阻碍的时候不能墩笼、撞笼，也不能扭笼。

4.2 合理控制浆液、注浆压力、流量和注浆量

首先，在对注浆液进行调配时，水和灰之间的配比要按照土的渗透性、饱和度来进行控制；从饱和度方面来看，水灰的配比要控制在0.45-0.65 之间；如果是非饱和土的话，水灰的配比要控制在0.7-0.9 之间，松散的碎石土和沙砾土可以控制在0.5-0.6 之间；如果水灰配比比较低的话，可以加入适量的减水剂；[5]其次，注浆压力也要结合土层的性质和注浆的深度进行控制，一般情况下非饱和黏性土、粉土、以及风化岩的注浆压力要控制在3-10MPa 之间；饱和土层注浆压力要控制在1.2-4MPa 之间，软土要选择最低值，密实黏性土要选择最高值；第三，注浆时的流量控制最高不能超过75L/min；第四，单桩注浆量要结合桩的直径、桩端桩侧土层的性质、桩的长度，以及单桩承载力的情况和是否需要进行二次注浆的情况来进行计算。如果是独立单桩，并且桩的间距在6 以上的群桩，或者是群桩初始注浆的树根集装的注浆量需要在上文提到的基础上乘以1.2；第五，在注浆作业开始之前，要先进行注浆试验，在明确注浆参数之后，进行正式注浆。

4.3 严格控制注浆施工流程速率

在成桩2 天之后就可以开始进行后注浆作业，最晚时间要控制在成桩后30 天以内；另外，注浆作业和成孔作业点之间的距离要在8-10m 以上，同时，饱和土中的复式注浆顺序要先从桩侧开始，最后进行桩端注浆作业；如果是非饱和土层要先进行桩端注浆，最后进行桩侧注浆。[6]断面比较多的桩侧注浆要按照先上后下的顺序，桩侧桩端注浆之间的时间差要在2 小时以上；在对桩墙进行注浆时，需要对同一根桩的各个注浆导管按照顺序进行相同量的注浆处理，桩墙注浆要采用从外到内的方式开展注浆作业。

5 结语

钻孔灌注桩后注浆技术在建筑工程施工过程中起着非常重要的作用和价值，并且后注浆技术的施工成本比较低，可以有效地节省施工成本，提高灌注桩单桩的承载力。钻孔灌注桩后注浆技术的应用单桩的最大承载力得到了很好的提升，提高幅度可以达到30%-60%左右；另外，桩侧和桩底同时进行注浆的话，单桩垂直承载力也会有明显的提高。所以，钻孔灌注桩后注浆技术在建筑工程中的运用，可以有效地提高建筑工程的施工质量和效率，所以，钻孔灌注桩后注浆技术可以在建筑施工中进行推广使用。