刘小虎
湛江市建筑设计院有限公司 广东省湛江市 524000
【文摘】本文结合工程实例，介绍了钻孔灌注桩桩端后注浆设计及施工技术，并附上静载试验结果。
【关键词】灌注桩 桩端 后注浆
一、概述
湛江市地处沿海地区，工程地基基础，经常遇到软土地基处理问题。
钻孔灌注桩越来越多地应用于工程基础桩，但由于灌注桩有两大症结：孔底留有难于清理干净的沉渣；孔壁留有难于剔除的泥膜，不仅较大幅度降低单桩承载力，而且影响其进一步推广使用，此外，还因单桩承载力离散性较大并由此带来建筑物产生较大沉降及不均匀沉降问题。为此，钻（冲）孔灌注桩桩端后注浆技术被开发出来。桩端后注浆技术顾名思义就是先用钻机成孔，然后在下放钢筋笼时预设注浆管，再灌注混凝土成桩，最后在桩身混凝土达到一定强度后，高压注浆。该技术不仅可提高单桩竖向极限承载力，而且可减少群桩基础累计沉降量。
后注浆技术的应用及推广，也是工程界关心的课题。
二、灌注桩后注浆工艺
按注浆工艺来分，桩端压力注浆可以分为开式注浆和闭式注浆两类。
（1）开式注浆
开式注浆是指浆液通过预埋的注浆管（单、双或多根）直接注入桩端，浆液与桩端沉渣、桩端周围土体呈混合状态，有时会产生劈裂注浆，如图A所示。该方法加固范围大，浆液与周围土体呈渗透、填充、压密、劈裂等交替作用，在桩端及桩侧形成水泥胶结土，使得地基承载力增强。但如果遇到地层中的地下暗沟或空洞，浆液会不断流失，造成耗浆量大，有可能达不到预期目的。
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（2）闭式注浆
闭式注浆就是将浆液注入预制的弹性良好的腔体内，随着注浆压力和注浆量的增大，弹性腔体逐渐膨胀、扩张，在桩端下土层中形成浆泡。浆泡的产生及其逐渐扩大会对桩端沉渣及桩端土层进行有效压密，可以对桩端土层进行局部加固，加固范围小而且固定，针对性也较强，如图B所示。
采用闭式注浆，单桩承载力提高幅度比较稳定。在桩端为砂性性土层时，承载力至少可以提高1倍以上。但闭式注浆施工工艺比较复杂，成本较高，而且注浆压力可能很大，对桩端沉渣的加固不利，所以在软土层中很少使用。
2.灌注桩测后注浆
桩侧注浆是指仅在桩测沿桩身的某些部位进行注浆。桩侧注浆一般有三种：一是在桩侧设置不同深度的单管环形管进行注浆，装置如图C-1所示；二是沿着直管在桩侧某些部位设置几个注浆点，形成多点源的双管桩侧壁注浆，装置如图C-2所示；第三种为双管环形管注浆，在桩侧某些部位设置注浆环管，环管外侧均匀分布若干个泄浆孔，形成环状的桩侧壁注浆，装置如图C-3所示。桩侧注浆部位见图D与图E。
三、工程注浆实例
1、工程概况
湛江某大厦是一座集商贸、住房及地下车房等多功能为一体的综合楼，占地面积5678㎡，主楼28层，裙房3层，总建筑面积约320000㎡，主楼高度88m，设地下室1层，框架剪力墙结构体系。
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2、工程地质情况
场地土层分层及主要物理力学指标见表一，其中第6-2层卵石、圆砾层强度较高且厚度较大，可作为桩基持力层。
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3、桩基础的设计方案
本工程基础设计采用Φ800的钻孔桩，桩长约45-65m，桩身采用C30混凝土，持力层为6-2卵石层，人持力层深度为1.8m。
由于桩基持力层为卵石层，桩端注浆对于其承力和沉降的控制应该有较好的效果，因此，设计中考虑对抗压桩进行桩底注浆。
4、静载试验方案
为了对桩端注浆桩与非注浆桩单桩竖向极限承载力进行比较，分析本工程卵石层注浆效果，设计要求对本工程做4根静载试验桩，其中S3、S4两根桩桩底未注浆；S1、S2实行桩底注浆。这4根静载试验桩的施工记录见表二。
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5、静载试验结果分析
1）非注浆桩静载试验结果分析
本工程中S3桩和S4桩均为未注浆桩，其静载试验结果见表三。
S3试桩（未注浆）的单桩竖向极限承载力可取8696kN，此时对应的桩顶累计沉降量为48.68mm，桩端累计沉降量为25.92mm，该桩在加载到第十四级荷载9315kN时，桩端砾石层沉降偏大。
S4试桩（未注浆）的单桩竖向极限承载力可取6210kN，此时对应的桩累计沉降量为17.02mm，桩端累计沉降量为3.27mm，但加载到第十级荷载6831kN时，桩顶桩端沉降同步加大，桩顶累计沉降量已达109.38mm，桩端累计沉降达到81.35mm，这说明桩端砾石层已发生刺入破坏。
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S1试桩的单桩竖向极限承载力可取10143kN，此时对应的桩顶累计沉降量为30.35mm，桩端累计沉降量为2.36mm，桩顶桩端的差值为28.01mm，说明桩身混凝土强度已趋极限状态。
S2试桩的单桩竖向极限承载力可取10143kN，此时对应的桩累计沉降量为35.20mm，桩端累计沉降量为1.75mm，桩顶桩端的差值为33.47mm，说明桩身混凝土强度已达极限状态。
3）注浆桩与非注浆桩静载试验结果对比分析
本工程中注浆与非注浆桩的静载试验Q-s曲线对比见图一，从试验结果可以看到，本工程在桩端卵石层持力层注浆后，注浆桩单桩竖向承载力比非注浆提高17%-63%以上，且桩端沉降大为减少，桩端承载力大幅度提高以致桩身混凝土先于桩端土达到强度极限。桩端注浆对控制桩端砾石层的沉降量效果很好。
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考虑到本工程为28层高层建筑，对沉降要求比较严，且主楼裙楼之间易产生不均匀沉降，故对本工程所有工程桩均按S1和S2的施工工艺实行桩底注浆。
四、结束语
该工程已竣工多年，沉降量很小，很均匀，达到设计要求，经济效益及社会效益很明显。
【参考文献】
1.《建筑地基基础设计规范》（GB50007--2011)
[作者简介]:刘小虎，男，1972年生，建筑结构设计工程师，研究方向为建筑工程结构设计及工程管理。