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1、高效注浆器桩底后注浆施工工法江苏*二建集团有限公司1.前 言随着城市化的不断发展，一些大中城市土地越来越少，房子也一天比一天造的高，随之而来的对地基承载力要求也越来越大，为了提高地基的承载力设计和施工单位不可避免地要在桩基承载力方面考虑。苏州润华环球大厦为了提高桩基承载力通过在以往地基处理方面的经验，结合注浆地基在其他工程中的一些应用实例。通过可靠的试桩实践采取了一种高效注浆器进行桩底后注浆施工，并在施工时采取注浆管应钢筋笼的架立筋成8字型绑扎。保证了管路的畅通，确保了压浆质量。为设计单位提供了可靠的数据，并将工程原来设计桩长和桩径都减小后采用后注浆工艺，达到了设计承载力要求，确保了工程质量，
2、降低了工程成本并加快了施工进度。而且在集团公司申报企业工法和江苏省QC成果，达到了良好的社会效益和经济效益。2.工法特点2.1在注浆管端部采用了自行设计的新型高效注浆器，确保了埋入后的完好、畅通。2.2采用注浆管与钢筋笼的主筋成8字型绑扎，并距离钢筋笼主筋50mm，不让其完全固定在钢筋笼上，不会因为钢筋笼的弯曲而折断或损坏注浆管，保证了管路的畅通。2.3减轻了大直径和超长钻孔灌注桩的施工难度，加快施工进度。2.4后注浆相当于对结构进行永久的加固，对有效提高钻孔灌注桩承载力、减少沉降量、加强结构的稳定，效果十分明显。2.5采用后注浆减少了原设计桩长和桩管，降低工程成本。3.适用范围钻孔灌注桩桩底
3、后注浆工艺适用于对桩基承载力要求较高的建筑物或构筑物，尤其是“超高层的桩基础”因主体结构高度大、自重大、对下部桩基础抗压和抗拔要求高，更为适用。4.工艺原理钻孔灌注桩桩底后注浆工艺，作为钻孔灌注桩的一项补充完善的工艺技术，是在钻孔灌注桩完成后，在钻孔灌注桩施工过程中，在桩底预置注浆管路，待桩身混凝土达到一定强度后（一般取设计强度的70%以上），用高压泵通过注浆管路向桩底以下土体进行注浆，它能因为注浆，加固桩底沉渣，挤密了桩侧土体及改良桩侧泥皮，增加桩底土体刚度，提高桩侧土体强度，相当于增大桩径 ，加固桩底虚土，增大承压面积，提高桩底土体承载力，增加反向预应力，改善钻孔灌注桩与土之间的边界条件，
4、桩底、桩侧土体强度同时得到提高，从而一定程度上提高钻孔灌注桩的承载力及明显减少钻孔灌注桩的沉降量，使钻孔灌注桩的承载力获得提高的一种工艺技术。5.工艺流程及操作要点5.1后注浆工艺流程：钻孔灌注桩成孔钢筋笼预置注浆管底部设置单向阀注浆管底部进入土体50cm压浆器和压浆管制作每节注浆管连接，检查水密性桩身砼强度达设计强度的70%水泥水低速搅拌桶细化机压浆泵开启注浆管，使浆液均匀加入，加固土体注浆量达到设计要求后（或注浆量达80%）且注浆压力达2MPA，停止注浆转移到另一孔注浆，直至结束所有桩底注浆在压浆后28天后注浆工艺效果检测5.2操作要点5.2.1材料准备注浆管采用253.0mm的黑铁管，按
5、实际完成工作量组织管材进场，考虑一定损耗系数，同时按特定浆液配制要求，组织外加剂及小钻进场。5.2.2注浆器和注浆管路安装1.桩底注浆器焊接在注浆管路上，且注浆器超出钢筋笼底部0.5m左右，注浆管路安放在钢筋笼内，每根桩设置两根注浆管，间距根据钻孔灌注桩直径方向对称设置。注浆管应与钢筋笼的架立筋成8字型绑扎，并距离钢筋笼主筋50mm。不让其完全固定在钢筋笼上，不会因为钢筋笼的弯曲而折断或损坏注浆管连接的密封性，注浆管必须使用10#或12#铁丝按每间隔2m与钢筋笼主筋一侧牢固地绑扎在一起，注浆管路随每节钢筋笼一起下入之前，必须进行桩深的测定和注浆管路的检查工作。当钢筋笼下放完毕后采用震动电锤将注
6、浆管压入桩底沉渣和虚土部位，这样可以避免注浆器被混凝土灌注时的堵塞。2.注浆管路设置要求：注浆管路连接时，其螺纹处必须使用止水胶带，并牢固拧紧密封。在完成一根工程桩钢筋笼安装后，须在注浆管内注入清水，检查管路的密封性，以注浆管内注满清水，并保持水位稳定不下降为准。露出于桩顶部的注浆管上部管口，使用堵头拧紧，防止杂物掉入注浆管内，确保注浆管路畅通。后注浆管路安装示意（见图1）。图1 后注浆管路安装示意图5.2.3注浆人员组织后注浆施工人员，一般一台套设备配备一个指挥机长、两个下管班、两个注浆班，并配备两名技术人员进行跟班指导，正常情况下，下管班3人一班，注浆班5人一班。5.2.4注浆技术交底对施
7、工人员进行详细的技术交底，主要交底注浆量、注浆压力、注浆进度等指标。对浆液配制及浆液细化需针对压浆桩型和地层情况进行认真剖析，分析项目特点，找出项目施工的难点，并加以注意，同时对钻孔灌注桩施工与后注浆施工的工序交叉、交接提出具体要求。5.2.5注浆管路检查，待地下钻孔灌注桩桩身混凝土达到设计强度等级后，方可进行后注浆施工，注浆前必须对注浆设备和注浆管路进行检查，对注浆工程桩内导管使用清水开塞，检查注浆导管是否畅通。5.2.6浆液配制 按设计水泥量和水灰比进行水泥浆液的配制，水灰比控制在0.50.6之间，水泥标号必须符合设计要求，浆液配制过程中，须按一定比例掺加外加剂，水泥浆液搅拌好后，必须用不
8、大于33mm的滤网进行过滤，方可开泵注浆。浆液配比应满足以下要求：（1）水灰比满足设计要求，一般在0.5.55（2）有可靠的缓凝性；（3）有极强的流动性；（4）需要一定早期强度；（5）有一定的微膨胀性。浆液的配制应由中心试验室进行试验，检查其初凝时间、标准稠度、结石率，28天强度等指标。浆液宜用滤网进行过滤。右图为现场配制施工照片。在渗透性比较差的地层中注浆，水泥浆液必须进行细化处理，细化处理时间根据颗粒分析和渗透系数确定，一般在13分钟之间。5.2.7注浆泵量控制一般正常注入压力为0.8MPA左右，浮动范围在0.61MPA之间。该数字的上下限取值与持力层土性及桩底进入深度有关，一般来讲粉砂或
9、夹砂粘土中注入压力高，砂粒径大则注入压力低，有承压水的地层注入压力高，由于管内浆液与管外静水压力及覆土重压力的平衡，桩底埋置越深注入压力越大。 注浆压力的另外一个影响因素是浆液的配方及管路的安装影响，浆液有磨细措施且外加剂配比合理，则注入压力低，反之则高。耐压选择要依实际地层情况进行试注并注意与泵量的匹配。开塞泵压视注浆器制作及形式与安置效果不同而有变化，一般在1.01.5MPA左右，当压力超过4MPA可视为管路不通。终止压力控制在1.0MPA左右，若有设计浆液不能完全注入而压力升高情况，可在保证设计浆液注入80%的情况下用MPA作为终压指标。5.2.8后注浆终止标准注浆量的选择要满足渗透注入
10、，一般注浆泵量控制在3250L/min，考虑到施工可行性，同时要参照压力的变化，在注入压力比较低的情况下，可适当加大注浆泵量，否则应以低值注入。施工控制以设计注浆量、注浆压力为准、注浆时间可根据注浆泵量作为参考。完成注浆的条件是：（1）每根桩注浆总量达到设计要求；（2）注浆量达到80%及注浆压力达2MPa时。（3）注浆管路完全不通，视为不合格，需采取补注浆技术措施。右图为现场压浆时施工照片。6.材料与设备6.1 材料水泥：根据地层情况，浆液通常选用P42.5级水泥配制。施工前需根据理论计算备足用量，并按有关规定按批次送检，合格后方可使用。6.2设备后注浆施工设备大体上可分为地面注浆装置和地下注
11、浆装置两大部分。地面注浆装置由注浆泵、浆液搅拌机、储浆桶、湿磨机、地面管路系统及观测仪表等组成。桩端后压浆注浆装置由桩身注浆导管和桩底注浆装置组成（见图2）。 图2 钻孔灌注桩桩底后注浆示意图6.2.1 注浆泵桩底后注浆对泵的要求是排量小而压力高且稳，泵的额定压力应大于要求的最大压力的2倍，同时由于后注浆的开塞要求，泵压最大值要求MPA以上；泵的排量为50250L/min。本文以衡阳探矿机械厂的BW-150型泥浆泵为例。注浆泵上必须配备有卸荷阀和压力表。BW-150型泥浆泵技术规格水泵型式作用种类缸数缸径活塞行程输入转速卧式单作用370毫米70毫米150转/分BW-150型泥浆泵技术规格最大吸
12、水高度吸水管直径排水管直径所需功率重量外形尺寸2.5米51毫米32毫米7.5千瓦配285-1型柴油机630公斤配Y132S-4型电动机516公斤19257951150毫米（配柴油机）长宽高=1840795995毫米（配电动机）BW-150型泥浆泵技术规格快冲次（次/分）流量（升/分）压力（MPa）慢冲次（次/分）流量（升/分）压力（Mpa）157380.70147320.70286580.48271470.603130900.323107720.4042221500.1841831250.236.2.2 磨细设备为增大浆液可注性，保证水泥浆液中固体颗粒有效进入注浆地层土颗粒之间，须将注浆水泥进
13、行细化，细化设备技术规格见表：磨细设备技术规格电机功率电源电压电机转速生产能力出料最大粒径D97整机重量外形尺寸（长宽高）料斗容积5.5KW380V3000r.p.m1m3/h40m125kg3803801100mm340L6.2.3 浆液搅拌机具浆液搅拌机及储浆桶可根据施工条件选配，搅拌机要求低转速成大扭矩，故须选用适当的减速器，搅拌叶片要求全断面均匀拌浆，应分层配置，搅拌机制浆能力和储浆桶容量应与额定注浆流量相匹配，且搅拌机出浆口应设置滤网。6.2.4 管路系统该系统主要由浆液地面输送管组成，必须保证密封性。输送管必须采用承受2倍以上最大注浆压力的高压管或无缝钢管，长度不宜超过50米。6.
14、2.5 注浆导管注浆导管材质可为钢管、高强度PVC管等。根据桩长及注浆的均匀性沿钢筋笼布置。桩身注浆导管应连接牢固和密封，宜采用焊接或管箍连接，与钢筋笼加劲筋焊接或绑扎固定，随钢筋笼一起下放入槽内。6.2.6 高效注浆器注浆器是整个桩底压力注浆施工工艺的重要部件，设有单向阀，注浆时，浆液由桩身注浆导管经单向阀直接注入土层。注浆器有如下要求：（1）注浆孔设置必须利于浆液的流出，注浆器总出浆孔面积大于注浆器内孔截面积；（2）注浆器须为单向阀式，以保证下入时及下入后混凝土灌注过程中浆液不进入管内以及注入后地层中水泥浆液不得回流；（3）注浆器上必须设置注浆孔保护装置；（4）注浆器与注浆管的连接必须牢固、密封、连接简便；（5）注浆器的构造必须利于进入较硬的桩底持力层。根据走访以往工程注浆结果。注浆成功率在60%左右，经大家总结分析原因都在注浆器和管路不通上，为此本工程结合实际采用了新型高效注浆器，形式如下：注浆单向阀 注浆器图2 注浆器示意图该注浆器制作简单方便，而且有一定刚度，能直接插入桩底沉渣和虚土部位，确保了注浆管路的通畅，为后续顺利注浆打下了良好的基础。实际注浆结果证明，采用这种新型高效注浆器后注浆一次性成功率达99%，为今后注浆施工提供了有力的技术保障。7.质量控制严格执行建
