浅谈灌注桩后注浆技术研究及应用

工 程 技 术
Ｃｎ Ｎ ｃｏｇｓ ｄ ｒｕ！ ｈａ ｅＴ ｈ ｌｉ ａ ｏ： ｉ ｗ ｅｎｏｅ ｎ Ｐｄ ｔ ｃ ｓ
浅谈灌注桩 后注浆技术研究及应用
王景 民 付振 国
（ 河北钢铁集 团矿业有限公 司， 河北 唐 山 ０ ３ ０ ） ６ ７ １ 摘 要： 灌注桩后注浆是利用预先装设于灌注桩底、 桩侧的注浆 系统和延伸至桩顶的注浆钢管进行高压注浆， 通过渗入 、 劈裂、 压密 桩 底 沉渣 和桩 侧 泥皮 和 土层 ， 固结桩 端 沉渣及 桩侧 泥皮 和一 定 范 围 内土 层 ， 大幅 度提 高桩 侧 摩 阻力和 桩端 承 载 力 ， 应减 少桩 基的 相 沉 降 ， 同条件 下桩 基承 载 力 可提 高 ５ ％ｇ上 。 在 ０ ． Ｚ 关键 词 ： 注桩 后 注浆 ； 入 ； 裂 ； 密 灌 渗 劈 压
中 图分 类号 ：Ｄ２ ５４ Ｔ ６ ． 文 献标识 码 ： Ａ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
端、 桩侧注浆阀注入水泥浆 ， 使桩端 、 桩侧土 沿钢 筋笼 圆周 对称设 置 ２ ； 于 ｄ ６０ ｍ 根 对 ＜ ￣ ０ｍ 体（ 包括沉渣和泥皮 ） 得到加 固， 从而提高单 的桩 ， 置 １ ； 于 １０ ｍ ｄ ０ ０ ｍ 可设 根 对 ０ ０ ｍ＜ ≤２ ０ ｍ 桩 承载 ， 小沉 降 。 注 桩后 注浆 是一 种提 的桩 ， Ｉ减 丁 灌 宜对 称设 置 ３ ４ 。 ～根 高桩基承载力的辅助措施 ， 而不是成桩方法。 ３１ 对 于桩 长 超 过 １ｍ且 承载 力 增 幅 ．． ３ ５ 宜采 桩侧 几种 ： 预埋于桩底的装有碎石的预载箱 、 注浆 后 注浆 的效果 取决 于土 层 性质 、注 浆 的工艺 要 求较 高者 ， 用桩底 桩侧 复式 注浆 。 腔、 Ｕ形管 阀； 桩侧后注浆装置为设置于钢筋 流 程 、 数 和控制 标 准等 因素 。 参 后注 浆管 阀设 置数 量应 综合 地层 情况 、 长 、 桩 ２灌 注桩 后 注浆 技术 的基 本原 理 承 载力增 幅要求 等 因素 确定 ， 在 离桩 底 ５ 可 ～ 笼上的带套袖阀的钢管。国外灌注桩后注浆 技术的特点是工艺复杂 ， 附加费用高， 桩侧注 ２１基本 原理 ． １ｍ 以 上 每 隔 ６ １ｍ 于 粗 粒 土 层 下 部 设 置 ５ －２ 灌注桩后注浆基本原理 ：一是通过桩底 道 （ 作 业成 孑灌 注 桩 宜设 于粗 粒 土层 中 干 Ｌ 浆需在成桩后 ２天内通过高压射水冲破混凝 。 土 保 护层 来 实 施 。 １８ ９３年 ， 届 欧 洲 土力 和桩侧后注浆加固桩底沉渣（ 第八 虚土） 和桩侧泥 上部 ） 学与基础会议论文集中有灌注桩后注浆技术 皮 ，二 是对 桩底 和桩 侧一 定 范 围的 土体 通过 ３１ 对 于非通 长 配筋 的桩 ， ．． ４ 下部 应 有不 渗入（ 粗颗粒 土 ）劈 裂 （ 、 细粒 土 ） 和压 密 （ 非饱 少 于 ２ 与注 浆管 等长 的 主筋组 成 的钢筋 笼 根 论 文若 干 篇 。 我 国关 于 灌 注桩 后 注 浆 的最 早 报 道 ， 是 和松散土） 注浆起到加固作用 ， 从而增大桩侧 通底 。 ３１ 钢筋 笼应 沉放 到 底 ，不 得悬 吊 ， ．． ５ 下 交通部一航局设计院 １７ ９４年在天津塘沽采 阻力和 桩端 阻 力 ，提高 单桩 承 载力 ，减 少沉 笼 受阻 时不得 撞笼 、 笼 、 墩 扭笼 。 用 氰 凝 固结 桩 端 土 的试 验 ；０年 代初 ，北 京 降 。 ８ 市 建 研 所 在 灌 注 桩 桩 底 设 置 隔 离钣 ，采 用 ２１ ．１渗 入作 用 ： 液 颗粒 尺 寸不 大 于 ． 当浆 ３ ． 注浆 管 阀应具 备下列 性 能 ２后 ３ ． 管阀应能承受 １ Ｐ ．１ ２ Ｍ ａ以上 静 水 压 Ｐ Ｃ管作为注浆管进行后注浆试验 。上述两 孔隙尺寸 ， Ｖ 浆液有良好的流动性能， 特别是砂 在 力 ； 阀外部 保护 层应 能抵 抗砂 、 等硬 质物 管 石 单位的技术当时是在干作业灌注桩 中试验和 层 ， 压力 下渗 入土 中孔 隙 。 应用的，因此注浆阀无需具备抵抗泥浆和静 ２１ ．２劈 裂作 用 ： 压浆 液 克服 土体 最 小 的刮撞 而不 至使管 阀受损 。 ． 带 ３ ． 管 阀应具 备逆 止功 能 。 ．２ ２ 止水压力的功能， 且桩长较短 ， 相对简单。９ 主应力面或软弱结构面上的初始应力和抗拉 Ｏ ３ 浆液配 比、 止注浆压力 、 量 、 － ３ 终 流 注 年 代初 ，在 徐州 和郑 州 地 区有 了关 于后 注 浆 强度 ， 使其劈裂 ， 浆液沿劈裂面注入土体 ， 连 技 术 应 用 于泥 浆 护 壁灌 注桩 工 程 的报 道 ， 前 续 不断 地在 注浆 点周 围形 成 网状 浆 脉 。劈裂 浆 量等参 数设 计应 符合 下列规 定 粉土 、 细砂 中 。 粉 ３ ． 液的 水灰 比应 根据 土 的饱 和度 、 ．１浆 ３ 者 是 将 ２根 注浆 管 埋 设 在 桩 底 虚 土 的 碎 石 注浆一 般 发生 在粘 性土 、 中 ， 由一 管 注 入 清水 ， 先 由另 一 管 排 除 泥浆 ， ２１ ．３压 密作 用 ：浆 液在 压力 作 用下 ， ． 强 渗 透性 确 定 ，对 于饱 和 土宜 为 ０ ５ ０ ５对 ． ～． ， ４ ６ ． ．松 ～ ｆ 砂 随后压入水泥浆， 其承载力增幅较小， 后者由 行 挤 向注 浆点 附近 的薄 弱 区域 ，形 成球 状浆 于 非饱 和土 宜为 ０７０９ 散碎 石 土 、 砾宜 西南交通大学岩土所与郑州铁路局郑州设计 泡 ， 压土 体 ， 非饱 和松 散 土压密 。 挤 使 为 ０ — ． ；低 水 灰 比浆液 宜掺 入减 水 剂 ； ． ０６ ５ ） 地 上 述 三 种 加 固作 用 在 注浆 过 程 当 中 ， 大 下 水处 于流 动状态 时 ， 掺入 速凝 剂 。 应 院进行的某桥梁桩基注浆试验 ，是在桩底设 置橡胶囊 ，由带钢球的单向阀钢管与注浆腔 多为相 互交 叉综 合作 用 。 ３３ 桩 底 注 浆终 止工 作 压 力应 根 据 土 ．２ ． 相 联 ， 后 向囊 中注 浆 ， 成桩 其加 固机 理 主要 靠 ２２加 固机 理 ． 层 性 质 、 浆点 深 度 确定 ， 注 对于 风 化岩 、 非饱 ２． ． １充填 胶结 效应 ： ２ 在砂 层 中实现 渗 入 和粘 性 土 、 土 ， 为 ３ １Ｍ ａ对 于 饱 和 土 粉 宜 －０ ｐ ； 注浆囊 的膨胀压密和扩底作用 ，同时应用套 管法于成桩后 １ 小时 内冲破混凝土保护层 注浆 ， 孑 隙被浆 液 充填 ， 粒被 胶结 在 一 层 宜 为 １ — Ｍ ａ 软 土 取 低 值 ， ２ 土体 Ｌ 散 ． ４ｐ， ２ 密实 粘 性 土 土 取 高值 ；桩侧 注浆 终 止压 力宜 为桩 底 注浆 终 实 施桩 侧 注浆 的试 验 。 的说 来 ， 总 上述 国内灌 起 ， 体强 度 和刚度 大 幅度提 高 。 ／ ２ ２２ ．． 筋 效应 ： 粘性 土 中实 现劈 裂 注 止 压力 的 １ 。 ２加 在 注桩后注浆装置与 国外技术类似 ，安装较复 ３＿ ．３注浆 流量 不宜 超过 ７ Ｌｍｎ ３ ５／ ｉ。 杂 ，成 本 高 ，且 与 桩体 施 工有 一定 程度 的交 浆 ，土 被 网状结 石 分割 并产 生 加筋 作用 进 而 叉。 生成 复合 土体 。网状结 石 的作 用使 复合 土 体 ３３ 单桩 注 浆 量 的设 计 主要 应 考 虑 桩 ．－ ４ 变形 的直 径 、 度 、 长 桩底 桩侧 土 层 性质 、 桩 承 载 单 中 国 建 筑 科 学 研 究 院 地 基 基 础 研 究 所 强度 、 性质 大 为改 善 。 ２２ 固化 效应 ： 端沉 渣 和桩 侧泥 皮 与 力 增 幅 、 ．． ３ 桩 是否 复式 注浆 等 因素 确定 ， 可按 下 式 ９ 年 代 中期 研究 开 发 的灌 注 桩后 注浆 技术 ， Ｏ 其 预 置 注浆 阀 、 管构 造 简 单 、 装 方 便 、 本 浆 液发 生 物理 化学 反应 而 固化 。 外 ， 等 厚 估 算 ： 安 成 此 不 Ｇ ａｄ ａ ｄ ＝ ｎ＋ ｎ （） １ 较 低 、 靠 性 高 ； 浆 时 间 限制 小 ， 与 成 桩 度 的水 泥 结石 固着 于桩 端 ， 到 了扩底 效应 。 可 注 不 起 式 中 、一 ａ 分别 为桩底 、 侧注 浆量 经 验 桩 作 业 交 叉 ， 破 坏桩 身 混 凝 土 ； 浆模 式 、 不 注 注 ２２ ．４压 密 效应 ： 体压 密 ， 大 了桩侧 、 ． 土 增 浆 量可 根 据土 层性 质 、承 载力 增 幅要求 进 行 桩 端 阻力 ，对 中短桩 而 言增 强 效果 主要 集 中 系数 ，Ｄ１ ～ ．， ．～．； ａ ． １ ａ ５ ０ 对于 卵 、 石 、 ＝ ５ ８ ０ ７ 砾 中 粗 砂取 较 高值 ； 调 控 ；注 浆装 置 中的钢 管 可与 桩身 完 整性 检 在桩 端 。 测管结合使用 、 注浆导管可等强度取代钢筋 ， ２ ＿ 用范 围 ３适 ｎ 桩 侧注 浆断 面数 ； 一 灌注 桩后 注浆 工法 适 用于 各类 泥浆 护 壁 ｄ 桩 直径 ｍ ； 一 ） 降低后注浆附加费用。１９ ９９年中国建筑科学 Ｇ ，注浆 量 ， 以水 泥重 量计 （。 ｔ ） 研 究 院制 定 了该企 业技 术 规程 ，灌 注 桩后 注 和干作业的钻 、 、 《 挖 冲孔灌注桩。 ３灌 注桩后 注浆 工 法要 点 浆技术规程） ＱＪ １— ９９ ｏ ） ／ ４ １９ 目前， （ Ｙ 该技术已 独立单桩 、 桩距大于 ６ ｄ的群桩和群桩初 获 两 项 国 家实 用 新 型 专利 和 两 项 发 明专 利 ， ３１ 后 注 浆 装 置 的 设 置 应 符 合 下 列 规 始��