灌注桩桩底后注浆施工工艺

灌注桩桩底后注浆施工工艺桩底注浆是通过泵送水泥浆体经桩底将桩周介质劈裂、挤压、渗透、充填、胶结来达到提高桩体承载力，减少沉降量的目的。采用桩端后注浆技术可较好地解决灌注桩本身不可避免的缺陷，其技术关键在于如何将一定量的水泥浆体送达桩底，并使之留驻桩底周围不远的范围内。本工程拟采用了这一技术，以固结桩底持力层、提高桩端承载力的作用。4.2注浆施工工艺流程如下开钻注浆孔→注浆管制作→注浆管安装固定→预压冲洗注浆通道→压水试验→注浆→注浆结束4.2.1注浆管制作与安装：本工程注浆管材料采用DN15焊接钢管（黑铁管）。联接套管采用DN20钢管。注浆管底端0.5m长范围做成花管。沿花管段每隔0.1m钻取一对出浆孔，孔径Φ6～Φ8，相邻孔交错布置，孔口毛刺挫平。连接套管与注浆管之间应焊接密实。每节注浆管套管连接后向管内注满水以检查连接处的密实性，不合格要补焊。注浆管安装完毕后，其上端应露出地面0.2～0.3m，且不宜太长，以防损坏管头。注浆管上端接头用堵头封堵，以备压水，注浆时接装闸阀。4.2.2预压水疏通注浆通道：对注浆管预压清水，以便劈裂桩桩底破碎软弱层，并打通注浆通道，这是提高注浆管安装成功率的有效办法之一。预压清水量以清底扩底为目的，并压通的注浆通道，压水压力可提高到15MPa。本工程压水压力小等于15MPa。4.2.3注浆施工：材料：水泥采用PO42.5级，UEA膨胀剂掺量12%。采用浓浆、低压慢注及间歇注浆，以利于将定量水泥浆体留驻桩底有效范围内。根据压注实时情况，一般情况下注浆工艺参数可按实情在如下范围内调控：（1）注浆前压水试验的压力：注浆前压水试验是桩底注浆一道重要工序，除起到一般注浆工程的三个重要作用：①疏通注浆通道；②将沉渣及泥皮中的细粒部分推至加固范围外；③检查两根注浆管的联通性，以便采取措施充分发挥两根管的可灌性。若只有一根管可灌，应调整注浆工艺参数，使注浆均匀有效。压水量、压力时间根据实际情况定。（2）注浆过程压力：以可注入为准，控制在6MPa以下。本工程注浆过程压力控制在4.0～6.0MPa之间。注浆过程中应密切注意注浆压力变化，根据以下情况实时调整施工：①压力逐渐上升，但达不到要求的压力，这可能是浆液在粘土中形成脉状劈裂渗透，或浆液浓度低、凝胶时间长，或部分浆液溢出。②注浆开始后压力不上升，甚至离开初始压力值呈下降趋势，这可能是浆液外溢。③压力上升后突然下降，这可能是浆液从注浆管周围溢走，或注速过大，扰动土层，或遇到空隙薄弱部位。④压力上升很快，而速度上不去，表明土层密实或胶凝时间过短。⑤压力有规律上升，即使达到容许压力，注浆速度也很正常（变化不大），这表明注浆是成功的。⑥压力上升后又下降，而后再度上升，并达到预定的要求值，可以认为是第③种情况的空隙部位已被浆液填满，这也是注入成功地例子。本工程根据已注浆经验，注浆压力变化可能基于第⑤种情况。注浆终压比初压提高1MPa以上。（3）浆液浓度（水灰比）：1:1～0.6:1，先稀后浓。每料水泥浆搅拌时间1～3分钟。浆液浓度对注浆效果的影响：先灌注稀浆的目的在于稀浆的流动性好，裂隙无论宽窄，均易进浆，先将细缝填灌充实，而后浆液再逐级变浓，使中等或较大的裂隙也得到充实。本工程取其中的两个级别（1:1、0.6：1）用于灌注桩注浆。（4）注入量及注浆时间：对于每桩注入水泥量具体量视情况而定。注浆过程采用间歇注浆，每桩注浆时间1个小时左右，其中间歇时间大于等于实注时间。可灌性较差桩须小泵量连续灌注。（5）注浆顺序：先注场地周边的桩孔，由外而内逐层内推，最后注场地中央部分桩孔。4.3注浆施工过程中可能出现的问题及其备用措施：1、注浆管失效：一根桩中若有一根管失效，且另一根管可灌性较差，则应以稀浆为主，使之用单管能注入预定水泥量。若两根管都失效，补救办法是：对其周围的桩，用高压稀浆适量多注。若该桩在关键部位，可在桩中心打孔至桩底补注，或补桩。两根管都失效，其补救措施一定要征得设计院及甲方的认可。2、出现桩周冒气、冒水泡或冒浆现象，应改用浓浆低压慢注，延长间歇时间。3、嵌岩桩或可灌性较差桩，应采用稀浆、高压，小泵量连续灌注。4、串孔现象：由于地层空隙率及持力层裂隙的存在，在A桩进行注浆时间会有水泥浆从邻近B桩已开塞但未注浆的管中喷出，造成注浆管堵塞，致使B桩今后可能住注桩失败。这种串孔扩散现象还可能引起周边土体固结，造成邻近桩机难以钻进，为避免因串孔而造成注浆失败，本工程采用分片开塞，分片注浆的施工流水作业。从场地外围向内共分3片完成全场注浆任务。4.4施工要点(1)先准备直径25.4mm长度比孔深长20cm的钢管两根，作为注浆管。在其底部长约25cm范围内梅花状布孔12个，孔径5mm。在按正常施工工艺施打钻孔(成孔并清孔)后，将注浆管同步放入孔内，伸至孔底，而顶部露出桩孔口20cm。(2)注浆浆液由水泥搅拌机(300L)\滤网、储浆桶(500L)、注浆泵(设最大压力15MPa的压力表)桩孔口压力表、注浆管达到桩底。注浆时将水灰比3∶1的水泥量（按实际用量）、0.8∶1的（按实际用量）及0.5∶1的（按实际用量）依次注入。当注浆压力达到5MPa并稳压3～5min后或注完设计要求注浆量后，即可终止注浆；(3)施工中考虑到注浆路程远造成的压力损失，用桩孔口压力表测得实际注浆压力(实际压力损失值约1.2～1.5MPa)，从而避免了注浆压力值失实。(4)本工程各桩均达到设计要求的注浆量，平均注浆压力3MPa(开塞压力2.2MPa)，注入速度10～20L／min。4.5几个问题讨论(1)浆液浓度对注浆效果的影响：先灌注稀浆的目的在于稀浆的流动性好，裂隙无论宽窄，均易进浆，先将细缝填灌充实，而后浆液再逐级变浓，使中等或较大的裂隙也得到充实，并逐步将稀浆置换。(2)注入压力对注浆效果的影响：注浆压力与岩层地质的渗透性、浆液浓度有关。目前主要有一次升压法和分级分压法。当正常压力下注入速度缓慢时，可提高压力尽量使一些细小的裂隙不致在低压下提前被封堵，可较多地灌入一些浆液，即所谓“”一次升压法“。但较高的压力也会使浆液在较宽的裂隙中流窜过远，造成浪费。当在正常压力下就很容易可将浆液较轻松地压入时，说明岩层吸浆量大，这时可改用较低一级的压力进行注浆，于吸浆量逐渐减少时，再加一级压力，如此反复升高压力，直至达到规定的压力。(3)容许注浆压力、注浆量、渗透半径：一般当压力升至某一数值时，注浆量突然增大，表明地层结构已发生破坏或空隙已被扩大，此时的压力即为容许注浆压力。另两个重要参数就是注浆量Q和渗透半径r。