中铁十四局集团第二工程有限公司 山东省泰安市 271000
摘要：钻孔灌注桩的后注浆技术是成桩时在桩底或桩侧预置注浆管路和注浆装置，待桩身达到一定强度后，通过注浆管路，利用高压注浆泵注以水泥为主剂的浆液，对桩底沉渣和桩侧泥皮进行固化，从而消除传统灌注桩施工工艺固有缺陷，达到提高桩的承载力、减少沉降量的一种科学、先进的技术方法。本文结合武汉天河机场主进场路隧道深基坑钻孔灌注桩桩侧后注浆的施工实例,根据施工工艺流程详细阐述了钻孔灌注桩桩侧后注浆施工技术要点及质量控制措施。
关键词：武汉天河机场；钻孔灌注桩；桩侧后注浆；施工技术
Late Grouting Construction Technology of Underground Structure Cast - in - place Bored Pile in Beijing New Airport
ZHANG Silin
(China Railway 14th Bureau Group 2nd Engineering Co. Ltd., Tai’an Shandong 271000， China)
Abstract：Post-grouting technology of cast-in-place bored piles is to preset grouting pipelines and grouting devices at the bottom or pile side of piles. After the piles reach a certain strength, the grouting pipelines and the high-pressure grouting pump Cement-based slurry, the pile bottom sediment and piles mud side of the solidification, thereby eliminating the inherent defects of the traditional cast-in-place pile technology to achieve the pile bearing capacity and reduce the settlement of a scientific and advanced technology. This paper combines with the construction example of deep foundation pit grouting of bored pile in main approach road tunnel of wuhan tianhe airport. The technical points and quality control measures of grouting after bored pile are described in detail according to the construction process flow.
Keywords：Wuhan Tianhe Airport; drilling piles; pile side after grouting; construction technology
1前言
随着建筑行业的快速发展，对施工质量的要求越来越高。单一工艺的钻孔灌注桩，由于成桩工艺的固有缺陷，容易导致桩底沉渣和桩周泥膜等隐患。钻孔灌注桩后注浆技术主要通过提高桩端和桩侧阻力，尤其通过桩底压浆，固化桩底沉渣虚土，使桩端持力层胶结度提高，而且成层连接，达到大大提高单桩承载力，减小桩基沉降的目的[1]-[5]。因此，控制好钻孔灌桩柱桩侧后注浆施工技术对主体结构的稳定性有极其重要的意义。
2工程概况
武汉天河机场三期扩建工程主进场路、捷运土建预留及北连接线工程对完善机场三期工程项目结构与功能具有重要作用，是拉大机场框架、加快机场开发建设的需要，是促进武汉临空经济区发展的需要，是完善机场周边区域投资环境、拉动武汉市经济增长的需要。项目路线全长7.18公里，包含空港东隧道和空港西隧道，均采用明挖施工，基坑最深处21.3m，均采用旋挖钻钻进成孔，成孔后下钢筋笼，砼浇筑均采用水下灌注混凝土，为保证成桩质量，钢筋笼制作时均预埋设后压浆钢管，成桩后2-30天内采用桩底后压浆对桩身补强。
3桩侧后注浆施工工艺
桩侧后注浆施工工艺见图1。
4桩侧后注浆施工方法
4.1注浆管制作
注浆管管材、规格：为保证注浆管连接强度，采用直径25mm，壁厚3.0mm的钢管作为注浆管，其结构分为三部分：端部花管、中部直管及上部带丝扣的接头，采用丝扣连接，在工地集中加工成压浆管。压浆孔采用φ6mm钻头加工，孔洞轴向间距50mm，沿管四周螺旋形错开。钻孔完毕后将孔内铁屑清理干净，孔口一定要用胶带、塑料膜或者橡胶膜等包裹好，用铁丝等缠绕扎紧，防止渗漏，最底部的一根压浆管下端口用4mm厚、直径40-50mm的圆形钢板焊接封闭。
4.2注浆管布设
单桩注浆量的设计应根据桩径、桩长、桩端桩侧土层性质、单桩承载力增幅及是否复式注浆等因素确定，可按下式估算：
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（1）
ap、as——分别为桩端、桩侧注浆量经验系数，ap=1.5~1.8，as=0.5~0.7；对于卵、砾石、中粗砂取较高值；
n——桩侧注浆断面数；
d——基桩设计直径（m）；
GC——注浆量，以水泥质量计（t）。
单桩水泥量2t，水量约为1t，由上式可以得出需要试桩沿桩长设置3道注浆断面，沿钢筋笼内侧对称布设2根通长注浆管，注浆管与钢筋笼加强箍筋绑扎连接，注浆管底部长出设计桩底端20cm，注浆管顶部高出地面30cm左右，以利于注浆施工。每道注浆断面注浆孔数量不少于4个，且应沿桩周均匀分布。
4.3注浆管安装
注浆管路的安装：
（1）注浆管随钢筋笼下入孔中，下笼前必须测定孔深[6]，[7]。管路的安装工作由下笼工作承担，管路安装质检员必须自始至终在现场检查安装质量，要确保桩底注浆管花管伸至桩底土层中40～50cm。
（2）为保证注浆导管顺利下入，注浆导管与钢筋笼主筋要固定牢固[8]。在下钢筋笼前，将设计注浆管置于钢筋笼内侧，对称均匀分布，与钢筋主筋平行，并用10#～12#铁丝每隔2～3m与钢筋笼主筋牢固地绑扎在一起，管路连接时螺丝处缠止水胶带，并牢固拧紧密封。每下完一节钢筋笼后，必须在注浆管内注清水检查管路的密封性能，当压浆管路注满清水后，并保持稳定不下降为准，如发现有漏水现象，必须提起钢筋笼检查，排除故障后方可继续下笼[9]。下钢筋笼时严禁向下强力墩击。注浆管上端出露地表约30cm，使用堵头拧紧，防止杂物掉入压浆管内，确保管路畅通，并固定于孔口，做好标记。质检员应按要求做好注浆导管安装记录，并做到真实齐全[10]。
4.4压水试验
压水试验是注浆工艺中的一个重要环节，它的作用是预压及疏通注浆通道以检查注浆管的可灌性和联能性，为注浆做好准备工作。混凝土浇筑12小时做压水试验，压水量控制在0.2-0.6m³，压水时间3-5分，压水压力0.5-1.0Mpa，以压通为准（即压通后泵压明显下降）。
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图1后注浆施工工艺流程图
4.5注浆施工
注浆按照分期分批地原则进行注浆，每批需注浆的桩，按桩号及完工日期填报现场监理，待现场监理批准后方可在规定的时间进行注浆[11]-[15]。注浆前先检查每根注浆管路是否畅通。注浆桩周围5m范围内有其他成桩作业时，不得进行注浆工作。注浆施工需满足以下要求：
（1）水泥浆的配制要求：
①水泥标号必须符合设计规定，注浆采用PO42.5级新鲜普通硅酸盐水泥配制的浆液；
②桩侧后注浆浆液水灰比控制在0.5-0.6，采用纯水泥浆；
③水泥浆的过滤：在水泥浆搅拌好后，需用孔不大于3mm×3mm的滤网进行过滤，防止有水泥颗粒进入注浆管路中，造成压力过高或管路堵塞。
（2）压浆管路连接要求：压注浆管用三通与压浆导管进行连接。接口处一定要严密，以保证注浆压力的准确性。
（3）注浆要求：压浆按自下而上的原则进行，泵量控制在30-40L/min以内，压力控制在3MPa以内。每根桩必须一次注浆完成，特别是两根注浆管注浆时间间隔不得超过12小时。
（4）注浆合格标准：当泵浆量达到设计要求为合格，或者注浆量不低于设计注浆量的80%且泵压值达到3MPa是亦视为压浆合格。
（5）桩侧后注浆时，如若有一根导管不畅，可将全部的水泥浆量通过畅通导管一次压入桩侧。
（6）桩侧注浆管路完全不畅通的桩，视为注浆不合格，须采取补注浆措施。
（7）如出现注浆压力长时间低于正常值或地面出现冒浆或周围孔串浆，应更改为间歇注浆，间歇时间宜为30～60min，或调低浆液水灰比。
（8）压浆结束时，做好记录，用清水将高压管冲洗干净并放好。
5桩侧后注浆施工质量保证措施
后注浆质量保证关键在于注浆头制作及绑扎焊接入孔及各道工序成品保护和水泥浆压入操控等全过程控制和及时的监测信息反馈。质量保证措施如下：
（1）注浆管采用丝扣连接，孔口安装时用管箍连接注浆管，并在孔口连接时在注浆管上口全部满焊，经质检人员检查确认无误后，方可进入下一道工序。
（2）注浆管与钢筋笼固定均采用12#铁丝绑扎，桩端注浆管绑扎于加强箍内侧，与钢筋笼主筋靠紧绑扎牢固，每道加强箍处设绑扎点，纵筋底部应齐平。
（3）钢筋笼安装过程中禁止反复向下冲撞和扭动，下部注浆导管沉放至孔底，严禁悬吊。
（4）为防止水泥浆从空孔部分的注浆管接头处压出，空孔部分的注浆管接头采用生料带进行密封，并且空桩部分的钢管均采用整根长钢管连接。
（5）注浆作业时应抵挡慢压，先稀后浓。抵挡慢压既能有效防止压力突然增大无法注浆的情况，也能防止浆液顺着桩身上窜或者从其他的地方冒出，使桩端或桩周土体被水泥浆液逐步填充，随着注浆量的增大，压力自然逐渐增加的状况。
（6）同一根桩的压浆管，如其中一根确实无法压浆或者注浆量不够，另一根注浆管注浆时应补足相应的注浆量。邻近桩的相邻注浆管也应补足相应的注浆量。
（7）后注浆施工操作严格按后注浆施工工艺要求实施，遇特殊情况及时上报并如实记录。
（8）如压浆量未达到设计要求，就出现浆液冒出地面时，应暂停注浆，并将注浆管内的水泥浆用缓凝性型的水泥浆置换出，停止一小时左右再进行复压，如此往复，直到达到设计注浆量。
6工程实践
本工程为确保钻孔灌注桩桩侧后注浆质量满足设计和规范要求，设计了7组试桩。所有试桩及锚桩，先进行桩端注浆，待成桩注浆后强度达到设计强度后，再进行静载荷试验。采用慢速维持荷载法测试单桩竖向抗压极限承载力。
本工程试桩委托北京中航蓝天建设工程质量检测有限公司进行承载力检测，经检测单桩YS1，YS1a竖向抗压承载力极限值满足9295KN设计要求，单桩YS2、YS2a、YS2b竖向抗压承载力极限值满足10378KN设计要求，单桩竖向抗拔承载力极限值满足5948KN设计要求，均满足设计要求。
7结束语
武汉天河机场主进场路隧道钻孔灌注桩通过桩侧后注浆技术进行施工，有效地解决了传统灌注桩施工工艺固有缺陷，固化桩底沉渣虚土，使桩端持力层胶结度提高，达到了提高单桩承载力，减小桩基沉降的目的，对机场隧道地下结构的稳定性有极其重要的意义，为类似的钻孔灌注桩侧后注浆施工提供了指导和借鉴。
参考文献
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[2]张忠苗.灌注桩后注浆技术及工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2009-09.
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