王聪
中铁五局集团成都工程有限责任公司 四川成都 610000
摘 要：钻孔灌注桩具有地质适应性强、噪音振动小、施工方便等优点，但传统的施工工艺由于桩底沉渣等各项因素的影响，导致成桩质量较差，单桩承载力较不稳定。而桩端后注浆技术通过预埋在桩内的注浆管道，利用高压注浆泵将水泥浆通过注浆管道压注至桩底，对孔底沉渣进行固化，从而消除传统工艺固有缺陷，达到提高桩的承载力、减少沉降量的施工工艺。文章以成都地铁13号线光华村站临时立柱钻孔桩施工为例，分析总结后注浆技术在半盖挖地铁车站中的应用。
关键词：桩端后注浆技术、地铁半盖挖法车站。
1工程概况
1.1成都地铁13号线光华村站概况
成都轨道交通13号线光华村站位于青华路与二环路交叉路口，沿青华路东西向敷设。车站为13.0米宽站台岛式车站，与规划11号线换乘。车站采用双柱三跨（局部为单柱两跨）地下三层（局部两层）现浇框架结构，结构标准段宽度22.5m，覆土约2.95～4.2m，本车站采用半盖挖法施工（跨二环路口处暗挖），车站长314.0m。基坑长度314.0m，宽度22.5m～30.0m，深度25.08m～27.05m，采用半盖挖法施工。
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车站平面位置图
车站采用Φ1200@2000mm的围护桩,局部距离建、构筑物较近处采用Φ1200@1800mm的围护桩，桩间挂Φ8@150×150mm钢筋网，并设竖向间距1000mm，直径Φ16mm的加强筋，喷射150mm厚C20早强混凝土。
车站采用围护桩并设置内支撑的支护形式，竖向共设四道支撑，第一道支撑采用800X1000混凝土支撑，间距6m，支撑于冠梁上；第二、三、四道支撑采用钢支撑?609,t=16mm，间距3m，局部有调整，支撑于双拼工45c的组合型钢围檩上。
1.2半盖挖顶板设计
半盖挖顶板基坑采用钢管桩支护，采用?219X10@500的钢管桩，桩顶设置一道混凝土冠梁，冠梁尺寸500X600;桩间为100mm厚C20早强喷射混凝+Φ8@150X150钢筋焊接网。
车站半盖挖顶板支撑于围护桩冠梁和临时立柱上，临时立柱采用Φ1.2m钻孔灌注桩，桩底深入基底下15m，水平间距约6m，纵向设置砼连系梁。临时立柱作为车站盖挖顶板主要支撑体系，为保证其承载力满足要设计及规范要求，特采用桩端后注浆技术。
车站结构横断面图
2工程地质情况
根据地勘资料，施工场地范围内上覆为第四系人工填土层；其下为第四系全新统冲洪积层粉质黏土、细砂、中砂、卵石。
车站盖板临时立柱桩底位于密实卵石层。
3桩端后注浆施工
3.1工艺流程
桩端后注浆施工流程见下图：
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3.2施工准备
（1）后注浆装置的选用和设置
1）桩端后注浆装置应由注浆器、注浆阀和注浆管组成。
2）注浆管应采用钢管，钢管内径不宜小于30mm，壁厚不应小于3mm。连接接头应采用套管连接。
3）注浆阀应采用能承受 1MPa 以上静水压力、并具备逆止功能的单向阀，防止桩灌注过程中砼及泥浆流入注浆管内造成堵塞；注浆阀外部安装保护套，以防止在钢筋笼入孔及桩身灌注过程中注浆阀因刮撞而受损。
4）注浆器下端成锥角状，环向面应有梅花型分布注的浆孔，孔径≤8mm，注浆管同钢筋笼同时吊装安放，其下端应采用橡胶带包裹密封。注浆管下部应伸出钢筋笼底以下20~50cm，上端宜高出地面20~30cm，上口采用保护帽封堵。
（2）设备选定
地面注浆设备主要包括注浆泵、浆液拌合机和输送管。
1）注浆泵采用高压注浆泵，注浆泵的额定压力应大于要求的最大注浆压力（10MPa）的1.5倍。在注浆泵上应配配备流量计和压力表，压力表量程为注浆压力的1.5-2.0倍。
2）浆液拌合机容量应与额定注浆流量（流量宜控制在30-50L/min，不宜超过75L/min）匹配，拌合机浆液出口应设置滤网。
3）输送管应采用最大注浆压力2倍以上的高压胶管，其长度不应超过50m。
4）泵送注浆管与桩内注浆管连接处设带有泄压阀和止回阀的三通接头，泄压阀用以注浆完成时泵送注浆管泄压、拆除。止回阀用以注浆完成时关闭桩身注浆管口，以免浆液在压力作用下回流。
3.3主要施工参数及规定
（1）施工参数及规定
1）桩钢筋混凝土施工时，应确保后压浆管不被堵塞，后压浆浆液配比经试验室确定。
2）注浆压力：注浆压力应控制在3-5MPa，终止注浆压力宜为3～10MPa，注浆流量不宜超过75L/min。
3）开裂及注浆时间：混凝土浇筑后12-24h内做清水劈通；注浆作业宜于成桩3d后开始，也不宜迟于30d后。
4）注浆作业与成孔作业点的距离不宜小于8-10m，且不宜小于10倍桩径。
3.4后注浆施工工艺
（1）注浆管制作
注浆竖管应采用钢管，直径≥30mm，壁厚≥3mm，注浆钢管绑扎固定于钢筋笼上，注浆管间采用采用套管连接。
（2）注浆管安装下放
在下钢筋笼前，将注浆管置于钢筋笼内侧，对称均匀分布，与钢筋笼加强筋绑扎连接牢固，要求桩底注浆管伸出钢筋笼底20cm（如果出现超钻，则需要加上超钻深度）。注浆管上端进行封闭避免混凝土灌注时进入注浆管内，高出地面约30cm以便后期进行桩端注浆。
注浆管连接套管处应缠止水胶带并拧紧。每节注浆管下放以后，必须在管内注清水检查注浆管的密闭性，当压浆管注满清水后能保持水头。如水头不能保持，必须提起钢筋笼对注浆管进行检查，排除故障后方可继续下笼。
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（3）压水试验
压水试验的目的是预压及疏通注浆管道，压水量一般为0.6m3，压水时间为1-2min，压水过程中出现水压明显下降，则可判定为管道压通。
（4）水泥浆搅拌
桩端注浆水泥量不小于设计量（φ1200mm桩设计量为1.8t），现场按照水泥拌浆机容斗体积计算出水泥浆配比所需要的水的容量，并做好标记。
单桩注浆量可按下式估算： G=a·d
式中a——桩端注浆量经验系数，a=1.5；
d——基桩设计直径（m）；
G——注浆量，以水泥质量计（t）；
（5）水泥的过滤
水泥拌浆机容斗出料口应设置过滤网，防止有水泥块进入注浆管，造成管路堵塞。
（6）注浆施工
压浆作业前应先进行试压，开始注浆时压力会偏高（劈开压力），在压浆过程中，应严格控制注浆速度和注浆压力。压浆速度应控制在30～50L/min（不得大于75L/min）。
（7）满足下列条件，可以停止注浆
1）在满足设计注浆压力条件下，注浆量达到设计要求；
2）注浆量已达到80%设计值，且注浆压力达到设计注浆压力的 1.5 倍并维持 5min 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上抬。
（8）注浆完毕，关闭止回阀打开泄压阀，做好注浆相关作业记录。
4后注浆常见事故处理
（1）注浆阀不能打开
压力达到10MPa 以上仍然不能打开注浆阀,说明注浆阀已经损坏,不可再强行加压。可通过另外一根注浆管压浆补足数量。
（2）注浆管堵塞
可能导致注浆管堵塞的有一下几方面原因：
1）注浆阀安装不当导致不能打开；注浆管未封堵好，混凝土或渣土进注浆管等；
2）施工过程中注浆管损坏、注浆阀损坏等。每根桩设置有两根注浆管，若为单根注浆管堵塞，则可通过另外一根注浆管注浆，若全部注浆管都堵塞则应用补钻孔注浆。
（3）注浆中断
单孔注浆管的注浆作业应连续进行。但在施工中可能因有设备故障、停水、停电、材料供应不及时；或者为防止跑浆、保压等实行的间歇注浆，注浆中断后应立即查明原因，采取有效措施排除故障，尽快恢复注浆。
（4）注浆压力达不到结束标准
注浆过程中，有时会出现压力不升，但水泥浆任能被压入的情况，大多是因遇到特殊地层结构使浆液流失。因此要详细研究地质报告，确定是否有地下土层断裂带、地下孔洞穿孔等，应采取的措施主要是先查清原因，并采用以下办法进行处理：
1）提高浆液的浓度，采用水灰比较大的浆液；
2）加入速凝剂，适当加快浆液的凝结时间；
3）在进浆量不止的情况下，当达到设计的注浆量后，应会同监理、设计、勘察及建设单位共同确定注浆量和注浆压力。
5后注浆施工质量保证措施
桩端后注浆质量保证关键在于各道工序成品保护和注浆的过程控制。要点如下：
1）注浆管套管连接位置须经技术人员检查合格后，方可进行下一道工序。
2）钢筋笼下放过程中应平稳，下部注浆管必须插入桩孔底部。
3）注浆时需技术员旁站，并在获得监理工程师允许后方可施工。
4）桩混凝土灌注完成后，安排专人做好保护套的巡视检查，避免渣土、杂物进入注浆管。
5）安装注浆管时，必须对每节注浆管进行注水确保注浆管的密闭性，每根桩浇筑完混凝土后，在12~24小时内必须用清水将喷口冲开。
6桩端后注浆技术优点及原理
通过压浆工艺，使桩底沉渣被浆液固结形成水泥土，同时在桩端持力层形成了扩大头，增加桩端的支承面积，提高了桩端持力层的承载力。
采用后注浆施工工艺对提高单桩竖向承载力有显著的的效果，为地铁半盖侧提供更稳定的支撑作用，保证了后续半盖侧的通行安全和基坑内作业的安全性，同时效较于其他措施能节约建设资金投入，所以,在具备条件的工程中推广桩端后注浆施工工艺有着重要的意义。
参考文献：
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部，《建筑桩基技术规范》，2008-04-22.
[2]毕思泉，论述灌注桩后注浆施工技术，《科学与财富》，2013-09-30.
[3]张峰，马占奎，浅析灌注桩后注浆技术在工程中的应用，《城市建设理论研究》，2011-05-25.