1、后注浆技术的核心价值
在灌注桩的建造过程中,桩底沉渣和桩侧泥皮的残留是难以避免的施工问题,这些缺陷直接关系到桩基的承载能力以及工程质量的稳定性。后注浆技术作为一种有效的改进措施,能够显著优化桩端与桩周土体的物理力学性能,从而有效提升桩端承载力、增强桩侧摩擦阻力,并进一步降低建筑物的沉降量。研究表明,在地质条件及桩身结构相同的条件下,采用后注浆技术的单桩竖向承载力相较于普通灌注桩可提升约30%,这一技术优势能够有效缓解部分建筑物在桩基设计中所面临的桩身长度过长、嵌岩深度过大、桩孔布局过于密集等技术难题。
2、后注浆技术的应用场景
该技术特别适用于存在丰富孔隙的岩土层,如砂层、砂砾层、卵石层等,这些地层通过后注浆处理能够更充分地发挥其承载力潜力。同时,在黏土层和嵌岩桩的施工中也有广泛的应用。值得注意的是,当工程场地地下水位较高且水流动态较强时,浆液容易被稀释甚至冲走,此时需要采取特殊措施,例如在水泥浆中添加功能性外加剂或提前进行降水作业,以确保注浆效果。
3、后注浆技术的实施方式
根据浆液注入部位的不同,后注浆技术主要分为三种实施形式:桩端注浆、桩侧注浆以及联合注浆(即桩端与桩侧同步注浆)。这三种形式各有特点,能够针对不同工程需求提供定制化的解决方案。
4、注浆设备配置
为了确保注浆作业的顺利进行,需要配备两台高性能注浆泵(一台用于注浆作业,另一台用于设备清洗),所选用的注浆泵额定压力应比设计最大注浆压力高出1.5倍,通常选择6-15MPa的压力范围,额定流量控制在30-100L/min。此外,还需配备浆液搅拌设备、完整的管路系统以及精确的压力监测仪表等辅助设施。
5、注浆材料选择
1)注浆管材
注浆管通常采用直径25-48mm、壁厚不小于2.8mm的优质钢管。在桩端注浆时,注浆管的数量需根据桩径大小进行合理配置,一般不应少于2根,当桩径超过1200mm时,注浆管数量应增加至3根或更多。桩侧注浆时,注浆管的布置则应根据具体设计要求进行科学排布。值得注意的是,注浆钢管还可以兼作桩身的竖向钢筋使用,或者作为声波检测管,用于评估桩身的完整性。
2)水泥选用
推荐使用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,其强度等级不应低于42.5MPa,水灰比控制在0.4-0.7的范围内。在浆液进入储浆桶之前,必须通过16目纱网进行两次过滤,以有效防止杂质堵塞注浆孔及管路系统。
6、注浆施工流程
后注浆作业通常在成桩后的2天至28天内完成,具体时间需根据工程实际情况进行调整。
1)注浆头的制备
在桩端注浆作业中,注浆头的制作可以在施工现场完成。首先将钢管的底端加工成尖形开口,然后在距离管底约40cm的范围内,沿着管壁均匀分布4排梅花形小孔,每排包含4个直径为6mm-7mm的小孔。在每个小孔中插入图钉(起到单向阀的作用),最后用绝缘胶布和硬包装带进行多层包裹加固。采用单向阀法制作的注浆头通常在工厂完成,施工单位可直接使用成品配件。桩侧注浆时,注浆头则设置在直径为33mm-40mm的高压PVC软管上。
2)注浆管的埋设与固定
注浆管应与钢筋笼进行牢固的绑扎固定,并通过点焊方式与加劲箍连接。确保管路之间采用套丝连接,每完成一节连接后,必须进行注水试验,以检查接头的密封性能和管道是否存在破损,同时这一步骤也有助于平衡管内外压力,防止混凝土或泥浆进入管内。对于桩底为土层的灌注桩,注浆管的底端应从钢筋笼底部伸出,并确保其末端距离桩孔底部200-300mm。当桩底为碎石或基岩时,注浆管的下端应加工成T形结构,并与钢筋笼底部保持水平。如果钢筋笼的配筋方式特殊,则需要设置两根与注浆管等长的钢筋通至桩底。注浆管顶部应露出地面至少300mm。
3)压水试验
在成桩完成后,正式注浆之前,应对注浆阀进行压水试验,这一步骤有助于打通注浆管路,并确保注浆阀处于正常工作状态。压水试验通常在成桩后的8小时至16小时之间进行。通过压水试验可以评估注浆管路的畅通程度以及土体的可注性。试验过程中应采用分级加压的方式,最大试验压力不应超过2MPa。当注入清水时的压力突然下降,甚至接近零,则表明注浆通道已经打通,应立即停止注水,此时视为开塞成功。开塞完成后,应立即开始初注作业。
4)注浆压力控制
注浆压力的控制是整个注浆过程的关键环节。初始阶段的注浆压力应控制在2-7MPa范围内,进入正常注浆阶段后,压力应调整为0.5-3MPa,而在注浆结束阶段,压力应维持在1.5-3MPa,并保持这一压力状态3-5分钟。
5)注浆终止标准
注浆作业应满足以下任一终止条件:注浆总量和压力均达到设计要求;或者当注浆压力超过设计值时,注浆总量不应低于设计总量的80%。
6)质量控制措施
为了确保注浆质量,应在施工前进行现场注浆试成孔试验,通过这一试验可以深入了解注浆后灌注桩的受力变形特性,检验单桩竖向承载力和施工参数,为后续设计提供科学依据。同时,应将全部注浆区域根据集中程度和桩基施工顺序划分为若干区块,每个区块内的桩距应相对集中。在某一区块内,应在最后一根桩成桩后的5天至7天开始该区块内所有桩的注浆作业。在区块内注浆时,应采用先周边后中间的顺序进行,对周边桩采用对称、间隔的方式依次注浆,直至完成中心桩的注浆。注浆位置与相邻成孔作业点的距离不应小于8-10米;由于注浆压力较高,水泥浆液容易无序渗透,现场可能会出现不同程度的冒浆现象,因此施工过程中应加强巡查,一旦发现问题应及时调整注浆方式,采用间歇注浆的方式,间歇时间控制在30-60分钟之间。通过这些措施,可以有效控制注浆过程,确保工程质量。