桩基础施工新技术专题讲座(十八)

浆液体系  浆液一般由可固化材料配制而成，所用材料一般以水泥为主剂，另辅以各种外加剂，以达到改性的目的。

施工现场

泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩桩端压力注浆施工要点

材料及设备的准备  注浆前检查确认浆液搅拌机、注浆泵、压力表、浆液分配器、溢流安全阀、球形阀、储浆桶(箱)和水泵等设备工作状态良好。注浆管路按编号顺序与浆液分配器连接牢固，并挂牌标明注浆回路序号。水泥、膨润土、外加剂等须准备充足，注浆前运抵现场。

场地布置  浆液搅拌机、注浆泵、储浆桶（箱）、水泵等设备的布置要便于操作。

注浆导管(直管)设置   桩端注浆导管数量宜根据桩径大小设定，对于直径不大于1 200 mm的桩，可沿钢筋笼圆周对称设置2根，对于直径大小1 200 mm的桩，可对称设置3根。

注浆导管设置要点：注浆导管直径与主筋接近时宜置于加劲箍一侧，直径相差较大时宜分置于加劲箍两侧。注浆导管上端均设管箍及丝堵；桩端注浆导管下端以管箍或套管焊接与桩端注浆装置相连。注浆导管与钢筋笼采用铅丝十字绑扎方法固定，绑扎应牢固，绑扎点应均匀。注浆导管的上端应低于基桩施工作业地坪下200 mm左右；注浆导管下端口(不包括桩端注浆装置)与钢筋笼底端的距离视桩端持力层土质而定，对于黏性土、砂土，可与纵向主筋端部相平，安放钢筋笼后，注浆可随之插入持力层和沉渣中；对于砂卵石、风化岩层，注浆装置外露长度应小于50 mm，否则外露过长易发生折断现象。

桩空孔段注浆导管管箍连接应牢靠。

直管式压力注浆装置(注浆阀)的构造要求与设置

注浆阀的基本要求  注浆阀应能承受1 MPa以上静水压力，注浆阀外部保护层应能抵抗砂石等硬质物的刮撞而不致使注浆阀受损。注浆阀应具备单向逆止功能。

注浆阀安装和钢筋笼入孔沉放 注浆阀需待钢筋笼起吊至桩孔边垂直竖起后方可安装，与钢筋笼形成整体。安装前应仔细检查注浆阀及连接管箍的质量，包括注浆阀内有无异物、保护层是否完好、管箍有无裂缝，发现质量问题及时处理解决。钢筋笼起吊至孔口后，应以工具敲打注浆管，排除管内铁锈、异物等。注浆阀在钢筋笼吊起入孔过程与注浆导管连接，连接应牢固可靠。钢筋笼入孔沉放过程中不得反复向下冲撞和扭动，以免注浆阀受损失效。

注浆装置与钢筋笼放置后的检测

可采用带铅锤的细钢丝探绳沉放至注浆导管底部进行检测。如果导管内无水、泥浆和异物，属于理想状态；如果导管底部有少量的清水，可能是由于焊接口或导管本身存在细小的砂眼所致，可不做处理；若注浆管内有大量的泥浆，则应将钢筋笼提出孔外，待修理后再重新放入桩孔内。

检验合格后，用管箍和丝堵将注浆管上部封堵保护。混凝土灌注完毕孔口回填后，应插有明显的标识，加强保护，严禁车辆碾压。

桩端注浆参数的确定

注浆参数包括浆液配比、终止注浆压力、流量以及注浆量等参数，注浆作业开始前，宜进行试注浆，优化并最终确定注浆参数。

浆液性能要求

注浆浆液以稠浆、可注性好为宜，一般采用普通硅酸盐水泥掺入适量外加剂，水泥强度等级不低于42.5级，当有防腐蚀要求时采用抗腐蚀水泥，外加剂可为膨润土。浆液的水灰比应根据土的饱和度、渗透性确定：对于饱和土水灰比以0.5～0.7为宜，粗粒土水灰比取较小值，细粒土取较大值，密实度较大时取较大值，对于非饱和土水灰比可提高至0.70～0.90。低水灰比浆液宜掺入减水剂；地下水处于流动状态时，应掺入速凝剂。

对于浆液性能，要求初凝时间3～4 h，稠度17～18 s，7d强度≥10 MPa。对于外加剂，U形微膨胀剂≤5%，膨润土≤5%。

浆液配合比可由中心试验室通过试验确定，各施工单位统一采用；也可由各单位根据指标自己配制，满足上述要求即可。

注浆工艺系数及控制

控制好注浆压力、注浆量及注浆速度是桩端压力注浆施工优劣或成败的关键。

对于闭式注浆工艺需控制好注浆压力、注浆量和桩顶上抬量，其中注浆压力为主要控制指标，注浆量和桩顶上抬量为重要指标。

对于开式注浆工艺需控制好注浆量、注浆压力及注浆速度。①当桩端为松散的卵、砾石层时，主要控制指标是注浆量，注浆压力不宜大，仅作为参考指标。②当桩端为密实、级配良好的卵、砾石层时，注浆压力应适当加大。③当桩端为密实、级配良好的砂土层以及黏性土层时，注浆压力为主要控制指标，注浆量为重要指标。④视桩端土层情况，可分别采取连续注浆，二次(多次)注浆及间隙性的循环注浆，以实施注浆工艺的优化。

为提高注浆均匀度和有效性，注浆泵流量控制宜小不宜大(注浆流量不宜超过75 L/min)，注浆速度宜慢不宜快。

注浆宜以稳定压力作为终止压力，稳压时间的控制是使压力注浆达到设计要求的基本保证。桩端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、非饱和黏性土和粉土，终止压力5～10 MPa为宜；对于饱和土层终止压力1.5～6.0 MPa为宜，软土取低值，密实黏性土取高值。

后注浆的终止条件

关于后注浆的终止条件未统一，也不便统一，以下介绍2种终止条件。

第一种，当满足下列条件之一终止注浆：①注浆量达到设计要求。②注浆总量已达到设计值的80%，且注浆压力达到设计注浆压力的150%并维持5 min以上。③注浆总量已达到设计值的80%，且桩顶或地面出现明显的上抬。

第二种，达到以下条件时可终止注浆：①注浆总量和注浆压力均达到设计要求；②水泥注入量达到设计值的75%，泵送压力超过设定压力的1倍。

上述条件基于后注浆质量控制，采用注浆量和注浆压力双控方法，以水泥注入量控制为主，泵送终止压力控制为辅。

注浆顺序

在大面积桩基施工时，注浆顺序往往决定于桩基施工顺序。考虑到其他因素，如注浆时浆液窜入其他区域，硬化后将对该区域内未施工桩的钻孔造成影响，因而往往将全部桩基根据集中程度划分为若干区块，每个区块内桩距相对集中，区块之间最小桩距大于区块内最小桩距2倍以上。从而将注浆影响区域限定于单个区块之内，各区块之间的施工顺序不受影响。在单个区块内，以最后一根桩成桩5～7 d后开始该区块内所有桩的注浆。注浆顺序是针对同一区块内各桩而言的。

对于区块内的各桩，宜采用先周边后中心的顺序注浆。对周边桩应以对称、有间隔的原则依次注浆，直到中心。这样可以先在周边形成一个注浆隔离带并使注浆的挤密、充填、固结逐步施加于区块内其他桩。

注浆时间

直管  一次注完全部设计水泥量。

U形管  注浆次序与注浆量分配：注浆分3个循环，每一循环的注浆管采用均匀间隔跳注。注浆量分配：第一循环50%，第二循环30%，第三循环20%。若发生管路堵塞，则按每一循环应注比例重新分配注浆量。

注浆时间及压力控制：第一循环每根注浆管注完浆液后，用清水冲洗管路，间隔时间不少于2.5 h，不超过3 h或水泥浆初凝时进行第二循环。第二循环：每根注浆管注完浆液后，用清水冲洗管路，间隔不小于3.5 h，不超过6 h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，并持荷5 min，注浆量达到80%也满足要求。