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钻孔灌注桩后注浆施工作业指导书
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&&&&&&& 【摘& 要】本文主要针对冲孔灌注桩桩端后注浆技术在施工建设中的应用展开了探讨，简述了灌注桩桩端后注浆技术的基本原理，通过结合具体的工程实例，对冲孔灌注桩桩端后注浆技术作了系统分析，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
&&&&&&& 【关键词】冲孔灌注桩；端后注浆技术；应用
&&&&&&& 端后注浆技术是冲孔灌注桩施工中的一项重要技术，在如今建筑层数、高度不断增加的现状下，冲孔灌注桩端后注浆技术的应用，无疑为工程的施工建设带来了极大的帮助。基于此，本文就冲孔灌注桩桩端后注浆技术在施工建设中的应用进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
&&&&&&& 1 灌注桩桩端后注浆技术的基本原理
&&&&&&& 灌注桩后注浆提高承载力的基本原理:一种是将桩底进行加固，主要是利用注浆的方式；另一种是增大桩端和桩侧的阻力，主要采取渗入、压密注浆等手段进行加固。
&&&&&&& 2 工程实例
&&&&&&& 2.1 工程概况
&&&&&&& 某工程总建筑面积为。建筑高度为1#、2#楼为53.5m，3-5#楼为52.7m，6#楼为15.6m。
&&&&&&& 桩基类型:是1-4#楼为冲孔灌注桩基础，5#楼为片筏基础，6#楼为独立基础。主体结构概况:1#、5#楼、2-4#楼为地上18层，地下一层；6#楼为地上四层，钢筋混凝土框架剪力墙结构，抗震设防烈度7度，按三级抗震设防。
&&&&&&& 2.2 场地岩土地质条件
&&&&&&& 对场地岩土进行的工程勘察主要是采取有下至上的原则:①杂填土层，厚度0.5-4.1m，局部夹有透镜体中砂（厚度2.0-2.8m）；②粉质粘土层，厚度0.3-4.5m；③卵石层，厚度5.7-14.1m，局部夹有透镜体中砂；④淤泥质土层，厚度0.22-6.7m，局部夹有透镜体粉质粘土、中砂、圆砾；⑤卵石层，厚度0.7-6.1m，层面埋深12.7-19.1m；⑥残积砂质粘土层，厚度2.6-9.8m，均匀性差，层埋深17.3-20.1m；⑦全风化花岗岩，岩芯手可折断，遇水易软化，属极软、极碎岩，厚度0.6-25.9m；⑧全风化辉绿岩，岩芯手可折断，遇水易软化，属极软、极碎岩，厚度4.2-6.1m；⑨强风化花岗岩，含有碎块状强风化花岗岩、碎裂状强风化花岗岩、强风化辉绿岩，厚度分别为1.7-24.7m、1.5-19.6m、9.1-20.8m；⑩微（中）风化花岗岩，最大揭露厚度9.3m。
&&&&&&& 2.3 桩端后注浆施工技术
&&&&&&& 2.3.1 灌注桩后注浆工艺流程。《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中的灌注桩后注浆施工技术工艺流程如下图1所示。
图1 灌注桩后注浆施工工艺流程图
&&&&&&& 2.3.2 桩端后注浆施工工序。钢筋笼、注浆管加工制作&按桩孔深配注浆管&钻孔成孔、清泥浆孔&堵头保护&桩体混凝土灌注&注浆设备检查&桩体混凝土灌注72h后冲孔注浆&注浆达到注浆压力或注浆量后结束&桩身检测合格后交工验收。
&&&&&&& 2.3.3 后注浆施工技术及施工质量控制
&&&&&&& 注浆参数的选择至关重要，施工时应重点控制。注浆参数包括浆液的配合比、注浆压力、流量、注浆量等。注浆前，根据本工程地质的实际情况进行注浆试验，对注浆相关参数进行优化并确定最终参数。根据桩径、桩长、桩端土质估算注浆量。
&&&&&&& 2.3.3.1 注浆管制作
&&&&&&& 本工程按注浆管选用内径为25mm，长6m的焊接钢管。部分项目常使用的就是这一类注浆管，其主要特点就是管壁薄，容易焊穿，有孔洞，易被堵塞等。其桩基的承载力无法达到预期值，因此，其的使用存在较大的危险性。在其使用过程中通过丝堵方式进行钢管两端堵严。
&&&&&&& 后注浆管阀所能承受的压力要大，从而能够抵抗刮撞的力量，同时管阀须具备逆止功能。
&&&&&&& 2.3.3.2 注浆管布置及注意事项
&&&&&&& 将两根压浆管对称绑在钢筋笼两侧，在安放钢筋笼过程中，需要采取有效的措施，对注浆管进行保护，避免注浆管特别是喷头不受损和注浆管在下放过程中连接丝扣松动。布管时，应特别注意:对压浆管喷头的保护一般通过混凝土垫块，避免压浆孔出现堵塞现象。
&&&&&&& 2.3.3.3 注浆管安装
&&&&&&& 每节注浆管在安装前共同进行注水试验，一旦出现水位无法升起等异常情况，均应检查连接处是否严密，并及时处理。
&&&&&&& 2.3.3.4 后注浆施工设备选型
&&&&&&& 注浆设备包括注浆泵、浆液搅拌机、耐震压力表、高压流体输送软管、过滤筛等。本工程注浆泵采用3SNS型高压注浆泵，额定压力为9MPa，额定流量50-75L/min；注浆前，核查注浆监测的压力表是否经过有效的检定，本工程的压力表采用2.5级16MPa抗震压力表；采用和注浆泵相匹配的4KW浆液搅拌机和与额定压力匹配的高压流体输浆软管。
&&&&&&& 2.3.3.5 浆液配置
&&&&&&& 采用42.5R普通硅酸盐水泥配置水泥浆液，水泥进场后，按照规定进行见证取样送检，合格后方可使用，并水泥堆放时注意水泥避免受潮结块。
&&&&&&& 根据土质渗透性、饱和度等确定水泥浆液的水灰比。水灰比太大会出现泥浆密度大的情况，太小会形成离析现象。本工程浆液的水灰比为0.60，同时在浆液中掺入0.5%的减水剂。
&&&&&&& 配置好水泥浆液后，将水泥浆液通过筛网过筛，保证浆液的流畅性，避免在压浆过程中对压浆管进行堵塞。同时每盘的浆液搅拌时间不少于3分钟，且安排监理人员旁站，防止边加水边加水泥边注浆的不良做法出现。
&&&&&&& 注浆的重要环节是压水试验，在浇注完72h后开始压水，以冲破出浆口的防水胶布和橡皮包裹，疏通注浆浆通道，确保能冲开较厚的混凝土覆盖层。在桩端注浆部位如出现扩孔、塌孔或充盈系数较大时，特别注意应提前压水。
&&&&&&& 2.3.3.6 压力后注浆
&&&&&&& 桩底二次清孔后，每根桩的桩底投放适当的细石。每根桩的桩端后注浆每次压一根管，分两次压浆完成。注浆过程的施工质量控制按照以下方法进行（试桩标准）:
&&&&&&& （1）注浆的时候要注意速度、浓度和压力，尽量保持由低到高的原则。在达到计算的水泥用量（以包数计）时，终止注浆。
&&&&&&& （2）压浆总量达到设计值的75%以上（以《建筑地基基础技术规范》DBJ13-07-.5.4规定的70%和《建筑桩基技术规范》JGJ94-.6规定的75%取大值计），且注浆压力达到设计值，桩顶或地面出现明显上抬，此时应稳压2min以上。
&&&&&&& （3）终止压浆总的控制原则是以压浆量为主，压力控制为辅。
&&&&&&& 2.3.3.7 异常情况的处理
&&&&&&& 注浆压力长时间偏高，注浆泵运行困难时，检查水泥浆液是否经过过筛或细度过大，减水剂掺量是否按照要求投放。注浆量不适当的主要原因操作不当，形成无法注浆的现象。
&&&&&&& 2.3.4 桩端后注浆结果验证
&&&&&&& 在进行了静载试验之后，其结果显示了桩端后注浆实际效果显著。
&&&&&&& 3 结束语
&&&&&&& 综上所述，随着建筑施工要求的不断提高，冲孔灌注桩端后注浆技术的应用也需要有相应的进步，才能为整体的建筑施工带去帮助。因此，我们应该认真学习及掌握端后注浆技术的应用，并做好施工的质量控制，以保障施工建设的顺利及质量。
参考文献：
[1]钟志明.冲孔灌注桩桩端后注浆技术在龙岩市某工程的应用[J].福建建筑.2014（09）.
[2]王鹤.后注浆技术在超长冲孔灌注桩施工中的应用[J].福建建筑.2012（06）.
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　　后注浆技术最早创始于1802年，由一名法国工程师开发应用于水闸工程。此后，注浆法成为坝基帷幕、地铁、，以及地基加固中一种广泛使用的方法。在此理论上，中国建科院于1994年研究开发出了灌注桩后注浆技术。此项技术最先提出的初始目标，是针对解决泥浆护壁钻孔灌注桩存在的桩底沉渣和桩侧泥皮的固有缺陷。钻孔灌注桩成桩后一定时间，通过预设于桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入水泥浆，使桩端、桩侧土体(包括沉渣和泥皮)得到加固，从而提高单桩承载力，减小沉降。
　　一、加固原理
　　1.改善持力层条件、提高桩的承载力。钻孔灌注桩成孔过程中，土体扰动、桩底沉碴和桩周泥皮对桩基承载力产生严重负面影响。为了改善和提高桩基承载能力，采用后注浆法加固措施，可使单桩承载力提高40%～120%，粗粒土增幅高于细粒土，桩侧、桩底复式注浆高于桩底注浆；桩基沉降减小30%左右。可利用预埋于桩身的后注浆钢导管进行桩身完整性超声检测，注浆用导管可取代等承载力桩身纵向钢筋，从而改善持力层的物理力学性能，恢复和提高持力层土体强度。
　　2.提高桩侧摩阻力钻孔灌注桩与桩周土体间空隙降低了桩侧摩阻力；桩周泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合，降低了摩擦系数，同样降低了桩侧摩阻力。桩底注浆在高压作用下，浆液沿桩土界面上返，通过渗透、填充、胶结综合作用对桩周泥土置换和空隙填充，在桩周形成脉状结合体，使桩侧摩擦阻力大幅度提高；同时浆液横向渗透到桩侧土层中也起到了加大桩径的作用，从而改善持力层受力状态和荷载传递性能。
　　二、注浆参数的设定
　　注浆参数主要包括注浆水灰比、注浆量以及终止注浆压力。在桩基施工前，应根据以往工程的实践经验，先设定参数，然后根据设定的参数，进行试桩的施工，试桩完成后达到设计的强度，进行桩的静载试验，最终确定试验参数：
　　1.浆液的水灰比应根据土的饱和度、渗透性确定，对于饱和土宜为0.5～0.7，对于非饱和土宜为0.7～0.9(松散碎石土、砂砾宜为0.5～0.6)；低水灰比浆液宜掺入减水剂；地下水处于流动状态时，应掺入速凝剂；注浆少，压力大，可调大水灰比。
　　2.注浆总量与持力层的孔隙率以及桩间距有关，在砂泥软石土层软石含量为50%～70%，桩间距为4～5米的条件下，注浆量一般为115～210t。
　　3.桩底注浆终止工作压力应根据土层性质、注浆点深度确定，对于风化岩、非饱和粘性土、粉土，宜为5～10Mpa；对于饱和土层宜为1.5～6Mpa，软土取低值，密实粘性土取高值；桩侧注浆终止压力宜为桩底注浆终止压力的1/2。
　　三、施工工艺
　　1.施工准备
　　1）材料准备
　　①水泥宜采用硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥，按规定批次进行抽检和报检。
　　②水泥浆配合比设计及试验
　　严格按照规范要求，进行水泥净浆配合比设计，确定理论配合比，并进行相关的检验。
　　泌水率最大不得超过3%，拌合后3小时的泌水率宜控制在2%，24小时后泌水应全部被浆吸收。
　　水泥浆液从拌制到使用的最长时间，应通过试验来确定，一般不得超过2～3小时。
　　③注浆管和注浆阀
　　注浆管采用内径为5厘米的白铁管，超声波检测管可兼使用。
　　注浆阀应能承受1MPa以上的净水压力注浆阀外部保护层应能抵抗砂石等硬物的刮撞面不致使注浆阀受损，且具备逆止功能。
　　2）设备准备
　　①注浆的机械设备主要有高压清洗机、注浆泵(额定泵压应大于设计最大压力的1.5倍)、压力表、水泥搅拌机、储浆筒(容积不小于0.5立方米，顶口加盖滤网)、水泵、安全阀门、电焊机、气割设备等。
　　②压力表必须经过有资质的计量单位检验校核，量程不小于注浆设计最大压力的1.3倍，一般为10～15MPa。
　　2.施工要点
　　①注浆管的布置：桩底后注浆导管及注浆阀数量宜根据桩径大小设置，对于d≤600毫米的桩，可设置1根；对于d≤l000毫米的桩，宜沿钢筋笼圆周对称设置2根；对于1000毫米& && &②注浆施工顺序：注浆时最好采用整个承台群桩一次性注浆，注浆先施工周圈桩再施工中间桩，注浆时采用2根桩循环注浆，即先压第1根桩的A管，注浆量约占总量的70%，注完后再注另1根桩的A管，然后依次为第1根桩的B管和第2根桩的B管，这样就能保证同一根桩各注浆管注浆时间间隔30～60分钟以上，给水泥浆一个在土体中渗透的时间。
　　③注浆施工：钻孔灌注桩成型14天，混凝土强度达到80%后，进行超声波检测，而后进行桩底注浆。将配制好的水泥浆液经注浆泵加压输入到注浆管内，高注浆液通过管底的单向阀门进入桩底的土中。在正式注浆前，应检验配制好的水泥浆液的流动性、稳定性、均匀性、水泥浆液凝固时间，浆液浓度调整时机等施工控制参数。
　　3.最佳注浆时间
　　根据中国建科院开发的泥浆护壁灌注桩后注浆成套技术资料显示，后注浆可在成桩后2～30天内实施。事实上，由于注浆是通过高压注入，这就要求桩本身强度要足够。如果注浆过早，有可能因为桩身强度过低而破坏混凝土自身，或由于桩侧阻力不足导致浆液溢出地面；注浆过晚，则可能会因桩身泥皮硬化而影响浆液向上泛浆挤入桩身周围的土体，以致浆液向远处散溢流失，甚至引起串孔现象。所以在确定施工方案时，一定要根据桩的设计强度来推算确定最佳注浆时间。
　　4.注浆终止控制标准
　　单桩注浆量的设计主要应考虑桩的直径、长度、桩底桩侧土层性质、单桩承载力增幅、是否复式注浆等因素确定，当满足下列条件之一时，可终止注浆：
　　①注浆总量已达到设计要求。
　　②注浆总量已达到设计要求的75%及以上，且入口压力已达到试验确定的最大压力。
　　③注浆总量已达到设计要求的75%及以上，且地面已冒浆。
　　5.注浆施工中出现的问题和相应措施
　　①当注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围桩孔串浆，应改为间歇注浆，间歇时间应为30～60分钟，或者调低浆液水灰比。
　　②若遇压力达到10MPa以上仍然打不开注浆阀，说明注浆阀部位已经损坏，不要强行增加压力，可在另一根管中补足注浆数量。
　　③注浆作业必须连续进行，若因故中断，应按以下原则进行处理：
　　尽可能缩短中断时间，尽快恢复注浆作业；若中断时间超过30分钟时，应立即冲洗设备和管路，以防浆液固化。
　　恢复注浆后，应先用大水灰比浆液注浆，当管路畅通后，再恢复到正常的水灰比。
　　6.质量要求与检验
　　成桩质量标准按现行桩基验收技术规范进行。后注浆施工操作及质量标准可执行中国建科院企业标准《灌注桩后注浆技术规程》。施工过程中，应经常对后注浆的各项工艺参数进行检查。如对于注浆管，须检查其长度、材质、接口的质量等等。发现异常及时整改。完成桩基工程后，按现行标准进行单桩竖向承载力及桩身完整性检验承载力检验应在后注浆20天后进行。浆液中掺入早强剂时可提前进行。后注浆施工完成后应提供下列资料：材质检验报告、试注浆记录、设计工艺参数、后注浆作业记录、后注浆桩检验及特殊情况处理记录。桩底密实度、桩底浆液均匀性、桩底浆液有效深度在现场进行实测，每处检测不少于2根桩，每根桩须一个钻芯取样，确保注浆质量。
　　四、结语
　　实践证明，钻孔灌注桩桩底后注浆具有缩短桩长，缩小桩径，提高桩基承载力，提高施工进度和降低工程造价的优点，所以，在具备条件的工程中推广后注浆施工工艺有着重要的意义和广阔的前景。
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(非工作时间)浅谈灌注桩后注浆施工技术
灌注桩后注浆技术是灌注桩施工的一种辅助工艺，包括桩底后注浆、桩侧后注浆和桩底、桩侧复式后注浆。目前以桩底后注浆技术使用较为广泛。灌注桩后注浆技术实用性很强，适用范围广，施工工艺简单，便于操作，在普及推广方面有很大优势。
1.灌注桩后注浆技术的原理
1.1&基本原理
灌注桩后注浆基本原理：一是通过桩底和桩侧后注浆加固桩底沉渣（虚土）和桩侧泥皮，二是对桩底和桩侧一定范围的土体通过渗入（粗颗粒土）、劈裂（细粒土）和压密（非饱和松散土）注浆起到加固作用，从而增大桩侧阻力和桩端阻力，提高单桩承载力，减少沉降。
1.1.1&渗入作用
当浆液颗粒尺寸不大于孔隙尺寸，浆液有良好的流动性能，特别是砂层，在压力下渗入土中孔隙。
1.1.2&劈裂作用
带压浆液克服土体最小主应力面或软弱结构面上的初始应力和抗拉强度，使其劈裂，浆液沿劈裂面注入土体，连续不断地在注浆点周围形成网状浆脉。劈裂注浆一般发生在粘性土、粉土、粉细砂中。
1.1.3&压密作用
浆液在压力作用下，强行挤向注浆点附近的薄弱区域，形成球状浆泡，挤压土体，使非饱和松散土压密。上述三种加固作用在注浆过程当中，大多为相互交叉综合作用。
1.2&加固机理
1.2.1&充填胶结效应
在砂层中实现渗入注浆，土体孔隙被浆液充填，散粒被胶结在一起，土体强度和刚度大幅度提高。
1.2.2&加筋效应
在粘性土中实现劈裂注浆，土被网状结石分割并产生加筋作用进而生成复合土体。网状结石的作用使复合土体强度、变形性质大为改善。
1.2.3&固化效应
桩端沉渣和桩侧泥皮与浆液发生物理化学反应而固化。此外，不等厚度的水泥结石固着于桩端，起到了扩底效应。
1.2.4&压密效应
土体压密，增大了桩侧、桩端阻力，对中短桩而言增强效果主要集中在桩端。
2.&后注浆施工技术要点
2.1&后注浆施工工艺流程
注浆管阀制作安装→桩身混凝土浇筑→注浆设备安装→注入浆液→注浆稳定→设备拆除。
2.2&注浆浆液的制备
注浆浆液的稠度和可灌性是注浆工艺的重要因素之一。根据注浆泵的特点及场地地层条件，选择注浆液及注浆稠度。国内后注浆工程多采用以水泥浆为主的浆液，根据需要添加外加剂。而水玻璃类（硅酸盐）浆液以其具有无毒、价廉、凝结时间易控制的特性，在国际上应用较广。
2.3&后注浆施工机具
施工机具分为地面注浆装置和地下注浆装置两大部分。地面注浆装置由高压注浆泵、浆液搅拌机、储浆桶、地面管路系统及观测仪表等组成；地下注浆装置由竖向导浆管、注浆管及桩端压力注浆装置等组成。
2.4&注浆终止控制标准
后注浆最大注浆压力由桩身结构如有效桩长、桩径、桩入土深度等因素、桩的抗拔能力、土质条件决定。注浆前可根据上述条件估算其最大注浆压力，当注浆压力达到此压力并稳定一定时间后即可终止注浆；另一方面，也可根据地层条件及要求承载力提高幅度确定注浆量，当注浆量达到要求时也可终止注浆。由于注浆量的大小目前还没有成熟的公式可以预先计算，一般都是根据经验积累估算，通过试验来确定比较合理的注浆量。也可以采用注浆压力和注浆量双控制。　　
2.5&最佳注浆时间
根据中国建科院开发的泥浆护壁灌注桩后注浆成套技术资料显示，后注浆可在成桩后2～30天内实施。事实上，由于注浆是通过高压注入，这就要求桩本身强度要足够。如果注浆过早，有可能因为桩身强度过低而破坏混凝土自身结构，或由于桩侧阻力不足导致浆液溢出地面；注浆过晚，则可能会因桩身泥皮硬化而影响浆液向上泛浆挤入桩身周围的土体，以致浆液向远处散溢流失，甚至引起串孔现象。所以在确定施工方案时一定要根据桩的设计强度来推算确定最佳注浆时间。
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