张伟丰

（中水东北勘测设计研究有限责任公司雅砻水库工程监理部，西藏 856000）

灌注桩后注浆技术日益发展成熟，水利工程和房屋建筑工程上对后注浆技术的应用已屡见不鲜。据统计资料，在北京地区10m左右的短桩，当桩底进入中粗砂及砾石层时，采用桩底注浆工艺后，其单桩垂直承载力可提高70%～200%；福建地区桩底进入砂层的60m长桩，在桩底注浆后承载力可提高80%～90%；天津地区桩底进入粉细砂层的40～60m中长桩，在桩底注浆后承载力可提高20%～40%[1]。地质情况的不同决定桩端承载力提升的空间不同，西藏砂砾石及密实卵石的地质情况较多，后注浆产生的效益更大。针对没有预埋注浆管的已完成的灌注桩，已成桩引孔后注浆技术（以下简称引孔后注浆）完成了对已成桩后注浆任务，并发挥了其作用。

1 概述

西藏自治区，首府拉萨市，表层地质多为砂砾石、密实卵石、泥结石或风化基岩，而成桩建筑物选址基础多为砂砾石和密实卵石。后注浆对灌注桩的作用之大，这里不再赘述。常规的施工方法都是在成桩之前或过程中采取措施，但目前也存在已成桩未在施工过程中设置注浆管，而在施工后要进一步增加桩身承载力或桩侧摩擦力的情况。对于此情况，既要保证后注浆的有效性，又要考虑成本及工期，且杜绝对已成桩桩身的破坏。引孔后注浆为施工中无注浆措施灌注桩的后注浆提供了施工指导，能在成本控制最低的情况下，完成后注浆施工。

2 桩端后注浆技术

2.1 常规施工方法

灌注桩后注浆技术经过大量工程案例实践和试验，已经走向成熟，桩端后注浆之后，其承载力和抗拔拉力都有明显提升，这也正是后注浆技术实践和发展的根本。后注浆目前主要的施工工艺有三种，各自的优缺点如下：设置注浆室方法工艺复杂、成本高；预设注浆管工艺过于简单，出浆口容易堵塞；单向阀沉管工艺效果相对稳定，成功率较高，也是目前广泛使用的方法。

2.2 引孔后注浆

引孔后注浆的第一出发点是为无预埋注浆管的已成桩提供后注浆施工指导，但随着技术改进和发展，甚至可以先进行无注浆预留措施的灌注桩施工，而后再进行引孔后注浆施工。这样不但大大提高了施工效率，而且不占用桩身。而引孔后注浆又可以分为以下两种情况：

（1）已成桩完成物探检测。利用物探孔，使用（地质）钻机和压水相结合的方法，进行引孔和疏通物探孔。由于是已成桩，不存在桩身混凝土及浆液堵孔现象，因此无需设置单向阀。根据桩径大小，通常不大于φ1200mm的单桩，保证1～2个有效注浆孔；大于φ1200mm的单桩，考虑3个有效注浆孔。在单孔注浆时，同桩的其他孔应采用胀塞或其他有效措施封闭，依据注浆量和压力变化结束注浆。同桩注浆应尽量保证均匀注入，且注浆间隔不宜大于30min，注浆压力不宜有较大波动。若同桩第2孔注浆压力有明显提升，应考虑采取间歇式注浆并降低注浆压力，采用低压、慢速方式。其他参数参见相关规范、设计要求和第二种情况。

（2）第二种情况是已成桩未完成物探检测或物探孔无法利用。采用桩侧引孔，宜距离桩侧15～25cm布孔（对于桩长大于15m的超长桩，参考孔斜率1%布孔）。同样，不大于φ1200mm的单桩，对称设置2个有效注浆孔；大于φ1200mm的单桩，考虑对称设置3个注浆孔。引孔套管管径满足注浆管下设即可，钻至设计深度（通常依据注浆量，为桩底以下0.5～1.5m，而非越深越好）后下设注浆管（注浆管宜高出地面30～50cm），然后拔出套管，套管拔出后对空隙部分用原状土或碎石回填（如果空隙较大，顶部可用沙回填，管口人工倾倒适量0.5∶1的浆液）。注浆管接头应与注浆泵出浆管接头匹配，预算充足时，可设置φ25mm～30mm的钢管；预算不充足时，可考虑设置φ38mm承压不小于3.5MPa的自直PE管（非超长桩出浆口应设置φ25mm～30mm的变径，如果注浆压力小于3MPa可采用相应低级别的PE管）。

引孔后注浆工艺既完成了对桩基承载力提高的任务，又避免了对桩身的破坏，也不影响灌注桩的施工。从经济角度分析，引孔后注浆的造价会略高于单向阀沉管后注浆，但要低于设置注浆室方法。随着工艺的发展，对注浆管用低成本方式取出再利用（如用带拔管设备的引孔机），将大大降低施工成本。从注浆效果分析，引孔后注浆的注浆效果和成功率要高于前两种方法。这主要是因为围绕桩身对称设置2～3个注浆孔，保证了浆液的均匀渗透，对于密实卵石和砂砾石地质，其效果可与单向阀沉管注浆方法媲美。从施工层面讲，引孔后注浆对桩群的效益要高于单桩。这主要是因为注浆孔的设置方式，使其对低间距的桩群形成了更多的连接，其效果不是单桩后注浆可以达到的。

引孔后注浆解决了已成桩后注浆问题，且因为灌注桩已完成，不会因下设钢管影响施工，也无需担心单向阀阻塞，也不影响物探检测；由于成孔在先，注浆在后，不存在交叉作业，保证了施工进度；采用的机械和材料都为市面上常见的，有效控制了成本；通过对出浆口设置，可以结合工程实际情况，对出浆方向进行微调；单桩双孔或三孔注浆，实现了浆液渗透的均匀性，保证了施工质量。

施工形式及示意效果如图1所示。

图1 平面及剖面示意图

2.3 施工参数

（1）水灰比。注浆液为纯水泥浆，水泥采用P·O42.5普通硅酸盐水泥。浆液水灰比设置为1∶1、0.7∶1、0.5∶1三级：开灌水灰比宜采用0.7∶1；正常灌注及终止灌浆采用0.5∶1；压力骤升或流量骤降等特殊情况采用1∶1，且结合特殊情况处理。

（2）注浆压力。理论上后注浆低压力的灌注效果更好，宜用低压、慢速注浆，切忌压力忽高忽低。这样不但有利于浆液均匀的渗透，还能降低对桩端细颗粒的冲击。对于水下砂砾石和密实卵石层，初始灌浆应采用低值，缓慢升高。初始注浆压力一般控制在1MPa以下，终止注浆压力宜为1.2～3MPa。

（3）流量控制。结合注浆压力，注浆流量控制不超过75L/min。

（4）单桩注浆量。单桩注浆量依据《建筑桩基技术规范（JGJ 94—2008）》[2]中公式估算：

则有φ1200mm单桩（双管）注浆水泥用量=1.8×1.2+0.7×（1+1）×1.2=3.84t。

具体注浆量依据设计要求，对双管或三管注浆合理分配。

（5）其他参数。注浆时间：桩身混凝土强度达到70%或浇筑7～10d后进行注浆；注浆作业从压力泵到注浆孔的注浆管不宜过长，长于100m时应测算压力损失并调整注浆压力；对于桩群注浆宜先外围、后内部[2]，受条件限制时可从一侧或多侧向中心推进。

3 质量控制

（1）相关文献也曾指出，后注浆总体控制原则是以压浆量为主，压力控制为辅。压浆参数根据地质条件合理选择，如桩端为密实的砾石、卵石层时，可考虑采取大压浆量和较大的压浆压力，以压浆量为主要控制指标；如桩侧为密实的沙土层，可以以压浆压力为主要指标，压浆量为参考指标[3]。

（2）水泥浆搅拌：水泥浆搅拌宜采用高速搅拌机，既保证了出浆量又减少了拌制时间。拌制好的水泥浆应经过过滤网后进入储浆桶备用，结合单桩水泥用量进行储浆。

（3）注浆管的选择：无论是选择钢管还是自直PE管，都要保证材质的可靠性、连接的严密性，且符合设计最大压力要求，以保证出浆口压力和桩端浆液的输送。

（4）引孔质量控制：在桩侧引孔应使用专业的引孔机，并用经纬仪测量保证孔的垂直度，孔斜率偏差要求小于1%。

（5）注浆：开始注浆时，观察和记录好压力表压力变化情况浆液的消耗情况，出现特殊情况时应停止注浆，根据规范和现场监理工程师指示采取措施。

（6）注浆压力控制：如出现注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围孔串浆，应更改为间歇注浆，间歇时间宜为30～60min[4]，或采用调低浆液水灰比、掺入减水剂、掺入水玻璃等措施。

（7）注浆量控制：当同桩单孔注浆量不足但压力达到结束标准时，其他注浆孔应调低压力，单孔不足注浆量应在其他孔补注。

（8）施工间隔控制：同桩存在多注浆孔时，不宜同时施工，施工间隔24h以上。不同桩注浆孔，应依“同侧、同序”进行。

4 结语

注浆后的桩身承载力与桩端的地质情况息息相关，在西藏地区多砂砾石和密实卵石的地质情况下，采用桩端后注浆工艺，可产生更大的效益。其通过单一机械，无需布置注浆管和单向阀，既能节省注浆管，又能提高施工效率，还可对桩端进行定向注浆。

总体来说，引孔后注浆在已成桩的后注浆施工中，起到了积极作用。任何一个工艺都不是完美的，该工艺也是一样，只有不断发现工艺的存在的弊病和不足，并逐步完善和改进，才能更好服务工程建设。