钻孔灌注桩后注浆施工过程及控制

钻孔灌注桩后注浆技术小组成员：黄开熠，吴国旭，夏宁钻孔灌注桩后压浆技术钻孔灌注桩后压浆技术，就是一种改善桩周的边界条件，大幅度提高单桩承载力，减少桩基沉降量的办法。由于钻孔灌注桩后压浆可大幅度地提高了单桩承载力，因而可以通过减少布桩，缩小桩长或桩径来达到节约投资的目的。其主要作用机理：1）高压注入的水泥浆液在桩周土中渗透至一定程度后，剩余浆液沿桩周孔壁上返，从而弥补、填充成桩中留下的缺陷，以提高桩身质量。2）后压浆液可改善和根除循环介质（泥浆）形成的桩与桩周土间的泥皮和孔底沉渣，密实周围土体，恢复被扰动和软化的松散土体强度和内聚力，这是后压浆技术提高钻孔灌注桩效能的最主要机理。因后压浆可使浆液填充土颗粒间孔隙，从而改变桩间土的孔隙度和饱满度，增强土的物理性能，且浆液的渗入可使土颗粒间的胶结力明显增强，加强了土体的颗粒骨架，使土体具备更坚实的结构。并且桩端可形成一定的扩大头，改善桩的工作状态提高灌注桩的承载力，降低沉降量。审批桩基施工方案桩位图编号报监理、业主桩位复核检查埋设护筒桩为复核、桩机就位对中，符合要求同意开钻钻进、入岩见证取样、成孔见证取样第一次清孔终孔检查、孔深、孔径等下钢筋笼、导管第二次清孔检查沉渣厚度和泥浆指标旁站水下混凝灌注测量砼面标高成桩进入下一枚桩施工钢筋进场取样试验钢筋笼制作施工单位自检合监理工程师检查商品砼进场商品砼跟车资料检查、测坍落度、见证砼试块制作泥浆循环与废弃泥浆处理桩端后注浆示意图与注浆流程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（4）浆液无毒、无臭、不污染环境；（5）浆液对注浆设备、管路损伤小，并且容易清洗；（6）浆液固化时收缩小，并能牢固与岩土粘结；（7）浆液结石率高，易于形成结合体；（8）结合体耐态化性能好；（9）注浆材料的粒度较细，易于扩散流动；（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。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注浆压力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-2-1012340102030405060时间/min注浆压力（MPa）注浆量（t）-3-2-101234010203040506070时间/min注浆压力（MPa）注浆量（t）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、注浆量曲线混凝土钻孔灌注桩检测►一般情况下,由甲方委托有相应资质的检测单位进行检测,检测单位应向监理部上报单位资质证书复印件、检测用设备仪器合格证或标定证明复印件（复印件均加盖单位公章）、检测计划等相关资料。低应变动测试验►●检测目的：低应变动测的主要目的是检测桩身质量，判断是否存在有缺陷的桩，并确定其位置。►●检测方法：弹性波反射法，该方法的实质是把混凝土桩视为一维弹性杆件，当桩顶受一冲击力后，其应力以波动形式在桩身中传播，遇到波阻抗差异界面后产生反射讯号，通过分析，达到桩身质量普查的目的。►●判定标准：一般情况下把桩身质量分成四类。桩身质量优良的为Ⅰ类桩；质量一般或有轻度缺陷但不影响使用功能安全的为Ⅱ类桩；质量有明显缺陷对结构承载力有一定影响的为Ⅲ类桩；完全丧失承载力的断桩、废桩为Ⅳ类桩；检测单位根据对桩身完整性测试结果分析，出具检测报告并报监理部。工程实例不同持力层注浆效果实测分析凤起路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05101520250200040006000800010000沉降s/mm荷载Q/kN注浆前St注浆前Sb注浆后St注浆后SbS4桩注浆前后Q—s曲线杭州萧山开元名都大酒店杭州萧山开元名都大酒店主楼主楼44层，有裙楼2层，地下室1层，高218m，框剪结构。设计采用Φ1000钻孔灌注桩，设计要求单桩竖向承载力特征值为5800kN。原持力层设计为中风化基岩，桩长约70m。由于进入中风化持力层要穿过12～14m厚的卵石层以及近10m厚的全风化凝灰岩层，施工难度比较大，施工质量及工期不易保证。我们建议将持力层改为8-3卵石层，桩长约45m，桩径不变，但进行桩端后注浆。试验采用锚桩－反力架装置，共进行3组试锚桩试验，其中S1、S2、S4试锚桩均注浆，S3未注浆。每根注浆量为3.5吨水泥，水灰比0.5。通过注浆，三根试桩在随后加载13200kN时。桩顶沉降均小于20mm，桩端沉降最大仅为3.6mm。三根试桩的极限承载力至少可取13200kN，比地质报告提供的卵砾石层作持力层得极限承载力提高约1倍。现该工程已竣工并投入使用。工后沉降观测表明，整个基础沉降约为16mm，且比较均匀。在桩径及布桩位置不变的情况下，该工程３６０根钻孔桩每根桩节省２５米，整个工程基础节省投资约700万元，工期缩短3个月。开元名都大酒店地基土主要物理力学性质指标参数表编号土层名称层厚含水量比重eEsIpcΦqsuqpum％MPakPakPa1杂填土0.5～1.22粉质粘土0.0～1.731.12.710.8865.4311.632.021.5163-1淤泥质粉质粘土0.0～2.039.32.721.1023.7114.215.014.8153-2砂质粉土0.0～4.034.32.700.9267.179.27.826.9224-1砂质粉土2.0～5.232.02.700.82811.509.04.830.4264-2砂质粉土8.5～11.326.12.700.71511.914.031.5555淤泥质粉质粘土14.0～19.342.42.731.1793.3714.116.214.7186粉砂1.0～8.429.82.700.9296.719.67.328.5507粉质粘土0.0～5.732.42.720.9883.9710.819.320.2288-1圆砾0.0～3.52.661008-2淤泥质粉质土0.0～3.433.62.721.0013.9711.422.316.6228-3卵石11.9～14.427.02.65130350010-1全风化凝灰岩5.1～8.316.52.690.46910.725.033.550150010-2强风化凝灰岩2.3～10.228.52.730.8567.5316.154.018.01303500杭州萧山开元名都大酒店010203040506002000400060008000100001200014000荷载Q/kN沉降S/mm桩顶沉降桩端沉降开元名都S1试桩Q-S曲线010203040506002000400060008000100001200014000荷载Q/kN沉降S/mm桩顶沉降桩端沉降开元名都S2试桩Q-S曲线010203040506002000400060008000100001200014000荷载Q/kN沉降S/mm桩顶沉降桩端沉降开元名都S4试桩Q-S曲线