1、后注浆技术应用探析摘要：后注浆桩可以大幅度提高桩基承载力、减少桩顶沉降，减少桩长，减少桩数，同时改善桩基的承载性状。本文介绍了关于后注浆桩的工作机理、施工工艺及注意事项。 关键词：桩端压力注浆桩；桩侧压力注浆桩；桩端桩侧联合注浆桩 中图分类号：TU74 文献标识码：A 后注浆桩有称后压浆桩，为桩端压力注浆桩、桩侧压力注浆桩和桩端桩侧联合注浆桩的总称。后注浆桩工法可用于各类钻、挖、冲孔灌注桩及地下连续墙的沉渣（虚土） 、泥皮和桩底、桩侧一定范围土体的加固。钻孔灌注桩技术已成为建筑工程深基础的主要形式, 但由于成孔工艺的固有缺陷及施工因素(桩底沉渣和桩侧泥膜) 的影响, 严重削弱了桩基承载力。在过
2、去的桩基设计中, 通常采用增加桩长、扩大桩径或增加桩数以便获取足够的承载力, 由此就会产生延长工期、增加工程造价等一系列问题, 此种现象在软土地区尤其突出。为了进一步改进成孔施工工艺, 提高成桩质量, 增强桩基承载力,近几年国内外把注浆技术引进桩基工程中, 采取对桩端及桩侧进行压力注浆的措施, 来解决影响桩基承载力的问题, 从而达到增加桩基承载力、缩短工期、减少工程造价的目的。 一、 后注浆桩技术的工作机理 桩端后注浆技术是成桩时在桩底预置注浆管路和注浆装置，待桩身达到一定强度后，通过注浆管路，利用高压注浆泵压注以水泥为主剂的浆液，根据浆液性状、土层特性和注浆参数等不同，压力浆液对桩端沉渣、桩
3、侧泥皮及桩周土体起到渗透、填充、置换、劈裂、压密及固结等不同作用，对孔底沉渣和桩侧泥皮进行固化，从而一定程度上消除传统灌注桩施工工艺所固有的缺陷，通过改变土体的物理力学性能及桩土间边界条件，达到提高桩的承载力，减少沉降量，并提高桩身质量和桩承载力可靠性的一种科学、先进的技术方法。 (一)在粗粒土(孔隙较大的中砂、粗砂、卵石、砾石)的桩端持力层中注浆时浆液渗入率高，浆液主要通过渗透、部分挤密、填充及固结作用，大幅度地提高持力层扰动面及持力层的强度和变形模量，并形成扩大头，增大桩端受力面积，提高桩端阻力。 (二)在细粒土(粘性土、粉土、粉砂、细砂等)的桩端持力层中注浆时，浆液渗人率低，以劈裂注浆为
4、主。所谓劈裂注浆是指在注浆压力作用下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，引起土体结构的破坏和扰动，使其沿垂直于小主应力的平面上发生劈裂，使地层中原有的裂隙或孔隙张开，形成新的裂隙或孔隙，浆液扩散于其间并加固。 (三)在桩端持力层为非渗透性中等以上风化岩层中注浆时，在注浆压力不够大的情况下，因受围岩的约束，浆液只能渗透填充到沉渣孔隙中，挤压周围沉渣颗粒，使沉渣间的泥浆充填物产生脱水、固结；在注浆压力足够大的情况下，会产生劈裂注浆和挤密效应。 (四)桩端沉渣与注人的浆液发生物理化学反应而固化，凝结成一个结构新、强度高、化学性能稳定的结石体，提高桩端阻力。 (五)随着注浆量的增加及注浆压力的提高，水
5、泥浆液渗透至桩端持力层中，在桩端形成梨形体，当梨形体不断增大时，渗透能力受到因周围致密土层的限制，使压力不断升高，压力升高对桩端持力层起到压密作用，提高了桩端土体的承载力。同时，由于在桩端形成了梨形体，增加了桩端的承压面积，相当于对钻孔桩进行扩底，从而提高了泥浆护壁钻孔桩的桩端阻力。 (六)当注浆压力升高，注浆量不断增加时，注入桩端的浆液，在压力作用下，在桩端以上一定高度范围内会沿着桩土间泥皮上渗泛出，加固泥皮、充填桩身与桩周土体的间隙并渗入到桩周土层一定宽度范围，浆液固结后调动起更大范围内的桩周土体参与桩的承载，提高桩侧摩阻力。 二、后注浆桩施工工艺 （一） 后注浆施工顺序 1、桩成孔，成孔
6、质量应满足有关的钻孔灌注桩施工要求。 2、放钢筋笼及桩端压力注浆装置。注浆装置绑扎在钢筋笼内侧，随钢筋笼同步放人孔内。 3、按有关规范、规程要求灌注混凝土。 4、进行压力注浆。当桩身混凝土强度达到一定值(通常为 75)后，通过地面压力系统经桩端压力注浆装置向桩端土层注浆。 5、卸下注浆接头，成桩。 （二）后注浆施工控制 1、注浆总体控制原则：实行注浆量与压力双控。 2、注浆次序与注浆量分配：注浆分三次循环；每一循环的注浆管采用均匀间隔跳压；注浆量分配：a、第一循环：40；b、第二循环：40；c、第三循环：20。若发生管路堵塞，按每一循环应压比例重新分配注浆量。 3、注浆时间及压力控制：第一循环
7、：每根注浆管压完后，用清水冲洗管路，间隔时间不小于 2.5h，不超过 3H 进行第二循环：第二循环：每根注浆管压完后，用清水冲洗管路，间隔不小于 3.5h，不超过 6h 进行第三循环。第一循环与第二循环主要考虑注浆量。第三循环以压力控制为主。若注浆压力达到控制压力，并持续 5 m i n，注浆量达到80，也满足要求。 三、评价后注浆桩的指标 (一) 极限承载力 Qu 是衡量桩能否满足设计要求的首要指标。 (二) 单方极限承载力 Qu/V 是评价桩端桩侧联合注浆桩技术经济效果的一项重要指标。 (三) 每 kg 注入桩端和桩侧的水泥量所提供的单方极限承载力 Qvc , 是衡量注入水泥量对承载力的贡
8、献率的一项重要指标。 (四) 单桩承载力标准值 R k 时的桩顶沉降量 s a 是与建筑物桩基础的允许沉降量密切相关的。 四、选择后注浆桩应考虑的原则 (一) 宜优先选用桩端压力注浆桩, 如果其承载力能满足设计要求的话, 这样可简化压力注浆装置和注浆工艺。 (二)当采用桩端压力注浆桩不能满足设计承载力要求时, 可采用桩端桩侧联合注浆桩。 (三) 当设计承载力要求较高, 桩长较大且桩侧有适宜于注浆的土层时, 可采用桩端桩侧联合注浆桩。 (四) 对于超长桩, 采用桩端压力注浆可能对提高桩端阻力不明显, 应在多处合适的桩侧土层中进行注浆, 此时应选用以桩侧压力注浆为主的工艺。 五 、结语 进入 20
9、 世纪 90 年代后, 桩的后注浆技术尤其是桩端压力注浆技术在国内得到蓬勃发展, 桩端和桩侧压力注浆装置形式众多, 注浆工艺水平得到较大提高和完善, 使后注浆桩的承载力增幅较初期使用时大为提高, 不少施工单位制定出适应于当地情况的桩的后注浆工艺操作规程及质量控制标准,后注浆桩已成为土木建筑深基础中的一种重要桩型, 国内较多的高层和超高层建筑桩基工程采用此类桩型，在开展桩端压力注浆工艺同时, 国内还开发桩侧压力注浆工艺, 桩端桩侧联合注浆工艺获得更显著的技术经济效益。采用后注浆技术处理桩基, 收到以下效果: 1)后注浆桩与普通桩比较, 承载力可增加 35% 55% , 由此缩短桩长或桩数, 可节省投资 30%以上;2)通过对承台设计调整可在一定程度上减少工程造价; 3)除上述直接经济效益外, 由于缩短工期、提高成桩质量和减少桩基沉降等带来的间接效益也十分明显。 参考文献： 沈保汉钻孔压浆桩施工技术，2000（9）：4749. 沈保汉桩端压力注浆桩施工技术，2000（11）：4950,55. 沈保汉后注浆桩技术-泥浆护壁钻孔灌注桩桩端压力注浆工艺，工业建筑，2001,31（6）：7275. JGJ 94-2008，建筑桩基技术规范【S】. 王锡林后压浆混凝土灌注桩的设计和应用【J】 国外建材科技，2005,26（1）：8789.
