钻孔灌注桩的后压浆技术

10 15 20 25
S4桩注浆前后Q—s曲线
海宁海昌大厦


持力层为 粉土层 试桩S1和 S2长 58.33m ， 桩径 Φ800mm 承载力可 提高20% 左右，桩 端沉降量 减少较大
荷载 Q / kN
0 0 5 10 S1 未注 浆St S1 未注 浆Sb S2 注浆 St S2 注浆 Sb 2000 4000 6000 8000
钻孔灌注桩的后压浆技术
同济大学地下建筑与工程系 2006.11
目
录
1、后压浆技术作用和工作机理
2、后压浆的加固方法
3、桩端后注浆技术
4、桩端后注浆应用研究与经济效益分析
5、桩端后注浆技术规程
3. 桩端后注浆技术
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7

工程调查 桩端后注浆示意图与注浆流程 注浆材料的性能和选择 施工参数与施工设备 桩端后注浆工艺技术 注浆效果检测 事故处理
4. 桩端后注浆应用研究 与经济效益分析

4.1 4.2 4.3 4.4
桩端后注浆应用效果研究 注浆桩破坏方式 工程实例分析 普通灌注桩，挤扩支盘桩和桩端后注浆 灌注桩应用效果对比

4.5 桩端后注浆经济效益分析
4.1 桩端后注浆应用效果研究


不同持力层注浆效果实测分析 凤起路B7 海宁海昌大厦 杭州某高楼 持力层为砾石层进行后注浆效果最为明显，可提高单桩 承载力30％～80％，持力层为粉土的桩注浆后承载力可 提高20%左右。对持力层为基岩的桩，只要桩底沉渣能 保证清理干净且基岩性状好，则没有必要实行桩底注浆。 但对桩底沉渣不能保证及泥皮原因有特殊要求的桩，建 议也可实行桩底注浆。基岩中注浆量一般小于1吨水泥。 粘土层作为桩基持力层的桩进行注浆承载力可提高约 15%左右。
注浆管路堵塞


设计方面的原因如浆液配比不准，速凝剂比例不当，此 时应在注浆前进行室内和现场注浆试验，取得准确的设 计参数。 施工方面的原因，如施工工艺问题：搅拌站与注浆点的 距离过大，输浆管弯道太多，浆液流动受阻；操作问题： 如速凝剂计量不准，使得浆液凝胶时间缩短，在未达到 注浆要求的距离时，浆液初凝而堵塞管路；浆液搅拌时 外加剂加入顺序不符合要求也可缩短浆液凝胶时间，设 备问题如注浆设备老化，阀门、管路老化等影响浆液的 流动。
3.2 桩端后注浆示意图与注浆流程
方案 设计
注浆 参数
钻 孔
下钢筋笼
预埋 注浆管
清孔
浇灌 砼
经7～15 天龄期
注浆管 开塞
反馈修改 监测桩 上抬量
两管连通否
成 桩
依次同 理注浆
记录最大压力和 单管最终注浆量
观测注浆压力 和注浆量
初 注
水灰比
配置 注浆液
3.3 注浆材料的性能和选择

土质条件是决定浆材的关键，其次是环境条件、 注浆目的和要达到的预期效果等因素。 理想的注浆材料应该满足以下一些要求： （1）浆液粘土低，流动性好，可注性好，能够 进入细水孔隙和粉细砂砾层； （2）浆液凝固时间能够准确控制； （3）浆液的稳定好
800
1000
1200
1500
4000~ 5000
≥5000
2500~ 3500
≥3500
2500~ 3500
≥3500
2000~ 3000
≥3000
注浆压力



4
容许注浆压力与地层密度、渗透性、初始应力、钻孔深度和位置以及 灌浆次序密切相关 土层渗透性好，注浆压力较低，一般在4MPa以下 土层渗透性差，注浆压力较高，可达4~10MPa
高压注浆



将水泥浆通过高压泵（要求最大压力达10MPa以 上）压入地下被注土层中。 初注压力较小，浆液由稀到稠。 关注注浆压力、注浆量和注浆皮管变化，并控制 注浆节奏。 用百分表监测桩的上抬量。
注浆量



注浆量是主 控因素。 应由桩端、 桩侧土层类 别、渗透性 能、桩径、 桩长、承载 力增幅要求、 沉渣量、施 工工艺等因 素控制 可参照右表

（10）浆液配置方便，操作容易掌握，原材料来 源丰富，且价格便宜。 通常桩底注浆采用水灰比0.4～0.6的纯水泥 浆，对渗透性好的地层可掺入膨胀剂或注水泥砂 浆。

3.4 施工参数与施工设备

施工参数
注浆量、注入率、注浆压力和注浆速度 注浆压力是注浆施工效果好坏的关键因素之一。注浆压力的确定要 考虑下列3个方面：①最终注浆压力要小于桩上抬的摩阻力，即注浆 时不能使桩向上严重位移；②最终注浆压力要尽可能使桩端、桩身 混凝土少破坏；②最终注浆压力要使注浆量达到设计要求，形成扩 大头，使桩端加固明显。
一般砾石层注浆水泥量经验参数表(单位：kg）
桩径 （mm）
渗透性好 持力层厚 2000~ 3000 3000~ 4000
渗透性好 持力层薄 1000~ 1500 1500~力层薄 1000~ 1500 1500~ 2500 800~ 1000 1000~ 2000
4
注浆压力（MPa）
注浆压力（MPa） 3 注浆量（t）
3
注浆量（t）
2
2
1
1
时间 /min
时间 /min
0 0 -1 10 20 30 40 50 60
0 0 -1 10 20 30 40 50 60
70
-2
-2
-3
实测浙江大学港湾家园14M3注浆 压力、注浆量曲线
实测浙江大学港湾家园14S1注 浆压力、注浆量曲线
注浆管设置与制作


注浆管采用Φ30mm~Φ50mm钢管 用榔头将钢管底端砸成尖形开口 距底端30mm左右钻若干小孔，并在小孔放图钉（单 向阀作用），再用绝缘胶布加胶带包裹 钢管可作为钢筋笼的一根主筋，用丝扣连接或者外加 短套管电焊
注浆管开塞



注浆时间宜在混凝土初凝（7~15天左右）后进 行。过早，会破坏桩体本身；过晚，不容易打开 注浆通道。 成桩后至灌浆前，应进行压水试验，以疏通注浆 通道，即进行开塞，提高桩底可灌性。 压水开塞一般用清水，按2~3级压力逐级进行， 压水量一般控制在0.6m3，开塞压力一般小于 8MPa。
注浆次序
在设计桩端后注浆时，应当考虑以什么样的 次序进行注浆。 同一承台桩，尽可能同时注浆。 对整个群桩基础注浆，先中间再周围，一般 可注性好，浆液易注入；先周围再中间，注浆效 果较好。 一般原则是从外围进行注浆，逐步到内部的 桩，以获得良好的注浆效果。
注浆后龄期保养
一般要保养20天以上。
桩身强度设计
注浆达不到结束标准


降低注浆压力，限制浆液流量，以便减小浆液在裂隙中 的流动速度，使浆液中的颗粒尽快沉积。 采用水灰比比较大的浆液，即提高浆液的浓度。 加入速凝剂，如水玻璃等，控制浆液的凝胶时间。 采用间歇注浆的方式，促使浆液在静止状态下沉积，根 据地质条件和注浆目的决定材料用量和间歇时间的长短。 若有地下水的流动，宜反复间歇注浆。 若为填充注浆，可在浆液中加入砂等粗粒料，采用专门 的注浆设备。
3.1 工程调查

工程调查主要解决以下三个问题： （1）地层是否据有可注性；
（2）地层注浆时，需要何种浆液材料，采用多 大 压力，注多少浆液，一般通过试注来确定； （3）能预计进行注浆后，强度增加的效果。
3.1 工程调查

工程调查的主要内容 (1)注浆区的地质构造及浆液可能流失的通道和 空穴； (2)地质分层及需要注浆处理地层的土质或岩性 特征； (3)调查需要处理地层的强度或渗透程度； (4)调查构筑物的损害程度和注浆会对周围构筑 物的影响； (5)调查注浆过程中，废浆排放对环境的影响、 注浆后地下水位的变化 对邻近居民饮水及灌溉 的影响。
注浆节奏


为使有限浆液尽可能充填并滞留在桩底有效空间 范围内，应实行间歇注浆。 间歇时间长短可依据压水试验确定。 短桩，桩底注浆会出现上冒，应在冒浆后停止几 个小时，待桩周浆液凝固后再注。
注浆终止条件




单管注浆量达到设计要求。 第一根管未达到注浆量设计要求，第二根达到。 两根均未达到，但注浆压力达10MPa，且稳定5 分钟以上。 桩体发生上抬。
桩端阻力和侧阻力因注浆而显著提高，因此设计 中应相应提高桩身强度，并按《建筑桩基技术规 范》验算，避免桩身强度先于土阻力破坏而使注 浆失效。后注浆桩的混凝土强度等级一般应较普 通桩提高1—3个等级，常用C30～C40。
3.6 注浆效果检测


由于桩端后注浆属于地下隐蔽工程，对其进行完 整的注浆效果检测难度较大。 除了在注浆过程中严格遵守注浆规程外，对其注 浆效果检测一般是对注浆桩抽样进行静载荷试验， 并与未注浆桩进行对比。对深度不大的桩，也可 以采取钻芯取样的方法。

施工设备
注浆泵，拌浆装置，输浆管，流量计 注浆泵一般采用电动式泥浆泵，一般要求最大压力达10MPa以上， 排浆量大(5m3／h以上)；流量计，通常多为双笔自动式电磁流量计
3.5 桩端后注浆工艺技术





注浆管设置与制作 桩开始注浆时间 压水试验(开塞) 初注 注浆量 注浆压力 浆液浓度（水灰比） 注浆节奏 注浆次序 注浆后的保养龄期 桩身强度设计
凤起路B7 高层


持力层为 砾石层 桩长 42.83m， 桩径 Φ800mm， 入砾石层 1.5m， 注浆后比 注浆前承 载力提高 50%左右, 且沉降减 少明显
0 0 5
2000
4000
荷载 Q /kN
6000
8000
10000 注浆 前St 注浆 前Sb 注浆 后St 注浆 后Sb