灌注桩后注浆技术与质量控制

一、 概述

灌注桩后注浆技术是指灌注桩成桩后一定时间，通过预设在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，减少沉降.这种方法可以起到两方面的作用：一是加固桩底沉渣和桩侧泥皮;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，从而增强桩侧阻力和桩端阻力。在优化工艺参数的条件下，可使单桩承载力提高40％-120%,粗粒土增幅高于细粒土,软土增幅最小，桩侧桩底复式注浆高于桩底注浆；桩基沉降减少30%左右。根据地层性质、桩长、承载力增幅和桩的使用功能（抗压、抗拔）等因素，灌注桩后注浆可采用桩底注浆、桩侧注浆、桩侧桩底复式注浆.

该技术适用于泥浆护壁钻、挖孔灌注桩及干作业钻、挖孔灌注桩。 二、 施工要点 1、施工工艺.

目前后注浆有以下几种工艺：

（1） 在孔底设置注浆室。采用该工艺时钢筋笼需下到桩底.此种工艺比较复杂,成本也较高，国内很少采用。

(2） 灌注桩成孔后，在孔内设置注浆管，注浆管的下端设出浆口，并用胶带、塑料膜或橡胶膜包住；并且出浆口的位置要高出孔底30—50cm；灌注混凝土之前，先向孔底到入碎石或块石，使出浆口埋入碎石或块石内,然后再灌筑混凝土。此种工艺主要用于桩底加固，在国内已有过多次实验或使用。不过要注意此工艺容易发生出浆口堵塞而导致注浆失败。

（3） 将注浆管固定在钢筋笼上（钢管或黑铁管），出浆口采用单向截流阀并

压入桩底土中30—50cm.此工艺由于采用单向截流阀作出浆口,进行桩身混凝土浇筑时浆液不会灌入阀内，注浆是浆液也不会回流，注浆成功率达97％以上,且压力相对稳定，注浆效果显著。因此，一般应采取此种工艺。 2、工艺要点

（1） 注浆管制作。注浆管一般应采用钢管.其结构分为三部分：端部花管、中部直管及上部带丝扣的接头。花管段侧壁一般按梅花形设置出浆水孔，孔径通常为6—7mm。直径可采用Φ25 mm或Φ30 mm。对于超长桩,考虑到管内摩阻力对压力的影响,可考虑采用Φ３０mm或Φ３８mm的钢管。同时,花管段一定要用胶带、塑料膜或橡胶膜等包裹好，用铁丝等缠绕扎紧,防止渗漏.

（2） 注浆管安装下放.当采用第三种施工工艺时，应将两根注浆管点焊在钢筋笼的内圈上，安装注浆管时必须保证注浆管之间的对接,确保焊缝饱满、连续、密封良好；必须在花管全长范围内用胶带、塑料膜或橡胶膜等缠绕紧密，再用胶皮铁丝包裹扎牢，与宽容与洋人同时，注浆管安装时还必须保证花管端部与钢筋笼（设计必须是下至孔底）底端齐平，而后管内注满水同钢筋笼一起放入孔内.另外注浆管顶应低于地面200—300 mm，防止钻机移位时,碰断注浆管.

（3） 压水试验。压水试验是注浆工艺中的一个环节,它的作用是预压及疏通注浆通道，以检查注浆管的可灌性与联能性，为注浆做好准备工作。成桩后3—7天用高压水压通注浆通道，压水量一般控制在0。2-0。6 m3，压水时间3—5分钟，压水压力0.5—1.0Mpa。

（4）注浆施工。注浆是注浆工艺中的最后环节,注浆过程要着重控制好注浆压力、浆液水灰比、注浆水泥量这三个指标.注浆压力并不是一个固定的指标，操作者应根据压水试验结果，结合土的类别、土的饱和度、地层岩土性状、桩的长度等因素适当调整，并通过现场试注浆最终确定。通常以压水压力作为注浆的起始压力，注浆终压应力为初压的２—３倍.注浆水灰比控制原则是一般先用稀浆，再用中等浓度浆液，最后注浓浆。水灰比控制:地下水位以下（０．４５—０．７）:１;地下水位以上（０．７-０．９)：１为宜。注浆时应根据桩端持力层的岩土性状和沉渣量等因素,事先计算所需注浆量.注浆结束的标准是注浆压力达到终压，此时吸浆量逐步变小并稳定在５—１５分钟，完成设计的注入浆液体积，终压稳定条件下达到大于设计要求的浆液注入量。 当满足下列条件之一时可终止注浆: 1）注浆总量和注浆压力均达到设计要求;

2）注浆总量已达到设计值的75％，且注浆压力超过设计值.

当出现下列情况之一时应改为间歇注浆，间歇时间宜为30—60分钟，或调低浆液水灰比： 1） 注浆压力长时间低于正常值； 2） 地面出现冒浆或周围桩孔串浆。 三、 监理要点 1、 方案审查

当施工中采用后注浆技术时,监理单位应要求施工单位，除了要编制钻孔灌注桩施工方案外，还要编制注浆技术的专项施工方案，提供各种注浆参数。后注浆技术是一种新技术，不同的施工单位，因其人员的技术水平、机械设备及土的类别、土的饱和度、地层岩土性状、桩的长度等因素不同，选

择的参数不尽相同.因此，监理人员要依靠掌握的施工技术知识、实际经验、相关资料和有关规范、标准,对方案选取的参数进行认真的审查。重点审查方案的合理性，技术组织措施的具体性与全面性，国家强制性标准要求的符合性.对于后注浆技术关键是正确制作注浆头，既要使其在浇灌桩身混凝土时不使注浆孔堵塞，又要使其在成桩后能用清水顺利开塞，严格埋设好注浆管,选择合适的注浆泵，配制合适的注浆水灰比，确定合理的注浆量和注浆压力，并控制好注浆节奏。因此,对后注浆技术方案的审查应注意其以下几部分的内容是否符合要求. （1）后注浆装置应符合下列要求:

1）后注浆导管应采用钢管，且应与钢筋笼加劲筋焊接或绑扎固定，桩身内注浆导管可取代等承载力纵向钢筋。

2） 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≤600mm的桩，可设置1根；对于600mm＜d≤1000mm的桩,宜沿钢筋笼圆周对称设置2根；对于1000mm＜d≤2000mm的桩,宜对称设置3—4根.

3） 对于桩长超过15m且承载力增幅要求较高者，宜采用桩底、桩侧复式注浆。桩侧后注浆管阀设置数量,应综合地层情况、桩长、承载力增幅要求等因素确定，可在离桩底5—15m以上每隔6—12m于粗粒土层下部设置一道,但对于干作业成孔灌注桩宜设于粗粒土层中上部。

4) 对于非通长配筋的桩，下部应有不少于2根与注浆管等长的主筋组成的钢筋笼通底；

5） 钢筋应沉放到底，不得悬吊,下笼受阻时不得撞笼、墩笼和扭笼。 2、 后注浆管阀应具备以下功能:

（1） 管阀应能承受1Mpa以上的静水压力；管阀的外部保护层，应能抵

抗砂石硬质物的乱撞而不致使管阀受损; (2） 管阀应具备逆止功能.

3、 浆液配比、终止注浆压力、流量、注浆量等参数设计应满足以下要求： （1） 浆液的水灰比应根据土的饱和度、渗透性确定,对于饱合土宜采用0。5—0。7；对于非饱和土宜采用0。7-0。9；而对于松散碎石土、砂砾土宜采用0.5-0。6；对于低水灰比浆液宜掺入减水剂，当地下水处于流动状态时，宜掺入速凝剂；

(2) 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,一般不超过2Mpa，密实粘性土取高；桩侧注浆终止压力宜为桩底注浆终止压力的1/2; （3） 注浆流量不宜超过75L/min； （4） 单桩注浆量的设计应考虑桩的直径、长度、桩底和桩侧土层的性质、单桩承载力增幅、是否复合注浆等因素确定。后注浆作业开始前,宜进行试注浆，优化并最终确定注浆参数.

4、 后注浆作业起始时间、顺序和速率应遵守以下规定：

（1） 注浆作业宜在成桩2天后开始。注浆作业离成孔作业点的距离不宜小于8—10 m；

（2) 对于饱和土中的复式注浆顺序宜先桩侧，后桩底；对于非饱和土宜先桩底，后桩侧；多断面桩侧注浆宜先上后下;桩侧、桩底注浆的间隔时间不宜小于2小时；

（3） 桩底注浆宜对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆； （4） 对于桩群注浆宜先外围,后内部. 2、材料设备审查

在正式施工前,监理工程师应按照要求，对施工单位提交的材料和设备报审

表进行审查，检查水泥、钢筋等原材料是否符合要求,设备是否满足施工要求。当采用商品混凝土时，也要按照要求进行审查.要求施工单位提交的材料包括：水泥材质检验报告、钢筋材质检验报告、压力表检定证书等. 3、施工过程检查与控制

采用后注浆技术的钻孔灌注桩的施工控制，就是旁站监理监控施工单位 严格按照施工方案进行施工。重点控制的环节如下：

（1） 控制钻孔。主要依据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 GB50202———2002、《建筑桩基技术规范》JGJ94—94的相关要求进行控制，重点控制孔深、孔径和垂直度，了解孔壁情况，同时要求及时了解孔内情况,是否有塌孔、漏水等现象，以便在后注浆施工时采取相应的技术措施。

（2) 控制注浆管制作、注浆设备等。对用于注浆的高压注浆泵、拌料机 等设备必须进行检查.高压注浆泵的工作参数要满足方案要求；在使用前对高压注浆泵及管线的密封性必须进行试运行；对注浆管，要检查注浆头的长度、出浆孔径、孔距是否符合方案要求；安设注浆管时，要检查注浆管与钢筋笼连接是否可靠、牢固；注浆头是否用合适的橡胶膜等封闭包裹；注浆管各节连接是否牢固、密封，及注浆管上端是否有良好的封堵，以防止杂物进入堵塞注浆管等。 （3) 控制浇注混凝土。当检查孔底沉渣厚度和泥浆的密度在满足设计规范标准要求后，方可进行浇注混凝土，同时要保证混凝土的初灌量，控制好混凝土灌注的充盈参数，一般应保持在1。1—1.2之间，并记录浇混凝土情况。

（4） 控制开塞时间与压水试验。在浇注混凝土后的3-5天，当混凝土 的强度达到C10—C15时进行开塞。开塞时要在现场观察高压注浆泵的开塞

压力，记录开塞情况，要写明开启一根、两根，还是未开启。 (5） 控制注浆。在正式开始注浆施工前,必须要求施工单位进行试注浆， 并将试注浆记录和最终经试验确定的设计工艺参数提交。在正式施工前首先检查水泥,核实水泥浆的水灰比，掺外加剂的检查外加剂的掺量。检查高压注浆泵的压力表、阀门、管线完好状况。注浆开始记录注浆压力.注浆一般以注入水泥量为主控因素，现场监理人员要记录每次水泥的用量.保证水泥的注入量达到要求。如果注浆量等主要参数达不到设计要求，必须根据工程具体情况采取相应措施.

(6） 后注浆桩基工程质量检查和验收.后注浆施工完成后应要求施工单 位提交以下资料：后注浆作业记录和特殊情况处理记录。承载力检验应在注浆20天以后进行，但当浆液中掺入早强剂时可以适当提前,灌注桩经后注浆处理后的单桩极限承载力，通过静载试验确定

钻孔灌注桩后注浆施工流程与技术要求

5.1、后压浆工艺流程图

根据风机场地工程水文地质条件,后压浆采用焊接钢筋笼时焊接桩端压浆钢管，下放钢筋笼灌注混凝土后，再进行后压浆等系列工艺技术流程的施工工艺流程如下：

5。2、具体施工控制

1)水泥压入量达到预定值的75%，泵送压力超过设计压力的150%时可停止压浆； 2）水泥压入量达到设计值的75%，泵送压力不足表中预定压力的75％时,应调小水

灰比，继续压浆至满足预定压力； 3）若水泥浆从桩侧溢出，应调小水灰比，改间歇压浆至水泥量满足预定值。 5。3、后注浆管件设置

压浆导管采用国际低压流体输送用焊接管。公称孔径φ60，壁厚3。5mm。 压浆导管设置按设计图示，设置要点如下：

1）压浆导管的连接均采用套管焊接，焊接必须连续密闭,焊缝饱满均匀，不得有空

隙，砂眼. 2）压浆导管与钢筋笼主筋固定在一个层面并采用相同方式固定。

3）压浆管上端宜高于自然地坪200mm；桩端压浆管下端接管箍后，其底端距孔底

150mm，以使在旋接桩端压浆阀后能有效插入桩底沉渣。压浆导管接管处采用套管焊接。 4）钢筋笼制作尽量减少接头，堆放及运输严防扭转与弯曲，制作时主筋间距均匀

相等,下笼时要吊直、对准，缓缓下沉，避免碰撞孔壁与孔底. 5）钢筋笼入孔时不得反复撞击孔底，不得悬吊，施工时必须避免压浆管路漏水和

弯曲，以确保压浆通畅。 5.4、后压浆机械设备

后压浆机械设备包括压浆泵、水泥浆搅拌桶和连接压浆导管与压浆泵之间的高压软管。

1)压浆泵采用3SNS型注浆泵，功率18kW。 2）压浆泵监控压力表为2.5级10MPa抗震压力表.

3)液浆搅拌机为与注浆泵相匹配的YJ-340型液浆搅拌机，容积为0。62m3，功率

4kW。 4）水泥浆液的输浆管采用高压流体泵送软管，额定压力不小于8MPa. 本工程主要施工设备及用电量见表5.4-1。

表5。4-1 主要施工设备及用电量

序号 设备名称 型号 单位 数量 状态 用电量（kVA） 1 压浆泵 3SNS 台 １ 良好 18/台 2 搅拌桶 YJ—340 台 １ 良好 4/台 3SNS压浆泵，主要技术参数见表5.4-2。 表5。4-2 3SNS压浆泵技术参数

项目 转速 理论排量 压力 进道口径 排道口径 额定功率 参数 91r/min 76L/min 12Mpa 64mm 32mm 18KW

5.5、后注浆工艺具体施工过程 1）压浆导管制作。

按照工程量制作套管。一般套管为比注浆管大一号钢管，材质与注浆管相同。 2）安装压浆阀。

灌注桩成孔后，将压浆阀安装在最底部的钢筋笼的压浆导管上，并检查钢筋入孔情况。

3)注浆施工。

（1）首先调试压浆设备，然后将高压注浆管用三通与压浆导管进行连接。 （2）搅拌水泥浆.按注浆量进行水泥浆搅拌,每搅拌一次需用泥浆比重计进行计量，并做好记录。

（3）进行注浆。注浆采用先注桩侧再注桩底。开始注浆时，注浆压力会偏高(开塞压力），观察压力表和浆液的注入情况，并做好记录。如果出现压力偏高、不足或桩侧溢浆,应该根据规范采取措施。当达到注浆量时,应该停止注浆，关闭三通下阀门打开上阀门。（保证水泥浆不会从压浆导管中溢出）.

（4）压浆结束时,做好记录,用清水将高压管冲洗干净放好.

5。6、后注浆施工质量保证措施

后压浆质量保证关键在于压浆装置绑扎焊接入孔及各道工序成品保护和水泥压入操控等全过程控制和及时的监测信息反馈.要点如下：

1)压浆导管的连接均采用套管连接，经检查无误后方可进入下一道工序。 2）压浆导管与钢筋笼的固定方式相同，注浆管采用绑扎或焊接与钢筋笼相连。 3)钢筋笼直起入孔前旋转压浆阀,压浆阀应旋接牢固;空孔段压浆导管管箍连接应

牢靠。 4)钢筋笼沉放过程中不宜反复向下冲撞和扭动；钢筋笼应沉放到底，严禁悬吊,经

检查后方可灌注混凝土。 5）压浆装置设置状态表,后压浆应做好施工记录。

6)如两个桩端压浆导管内沉淀物超过1m，应即时做好在桩混凝土初凝前进行压浆

的准备工作，以便及时压浆.