建筑工程桩基施工中的桩端后注浆技术研究

建筑工程桩基施工中的桩端后注浆技术研究

宋奇

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摘要：当前桩端后注浆技术在建筑桩基加固和桩基承载力提升方面取得了比较好的应用效果，这也是该技术应用范围越来越广的主要原因。为此，探讨了灌注桩后注浆施工技术应用的优势，并讨论了其施工工艺及施工原理，最后结合工程实例探讨了该技术的具体应用。

关键词：桩端后注浆技术；建筑桩基；加固技术

引言

随着我国经济水平的不断提升，建筑桩基工程得到了快速发展，使我国建筑行业施工的质量水平不断提高。但在建筑施工过程中，也会遇到一系列的施工问题，比如泥浆护壁冲钻孔孔底的沉渣无法得到有效清理，对桩基工程整体结构内部的桩身与桩底结构会产生严重影响，使整体桩身的承载力降低，导致整体工程的质量严重受损。因此，现场施工人员应合理分析施工现场情况，选择合适的桩端后注浆施工技术，保证桩基工程整体结构的稳定性。

1桩端后注浆技术概述

建筑工程桩基施工中桩端后注浆技术一般应用于灌注桩钢筋笼下放过程中，顺着灌注桩钢筋笼内壁预先埋设好注浆管，当检测到桩身混凝土强度合格以后，借助压力顺着注浆管将水泥浆液注入桩端土体空隙内。通常而言，建筑工程桩基施工中土体中若存在水泥浆液，水泥浆液便会在渗透、劈裂与挤密等作用力下，呈现出流动状态。因此，桩端后注浆技术的注浆原理可以借助球形扩散理论加以解释，受到压力作用的影响，桩端内的浆液将会形成一个理想的球体，而径向与竖向的扩散会分别增加桩的直径与长度，而增加区域的体积便可视为水泥浆在桩端内的渗透范围。然而，护壁的泥浆与注浆浆液在通过砂性土层过滤以后，处于桩端近处的土体将会因此降低渗透性，同时伴随生成一个“填充区域”，具体可见图1。

图1桩端后注浆形成物示意图

从图1可见，“填充区域”与桩侧泥皮共同构成一个近似U型的封闭空腔，可以封闭水泥注浆，防止浆液进一步扩散。由实际工程经验可知，桩侧泥皮强度较小，其最大承受力一般不超过2MPa的注浆压力，而一旦注浆压力超过2MPa，浆液将顺着桩身空隙上流，并于桩端内将形成趋于稳定的体积，并不断对桩侧泥皮进行推挤，从而不断顺着桩侧桩向上流动。因此，桩侧的浆液流动可以简单地看作平面径向渗流，主要沿着桩身空隙上流或横向渗透到桩侧土层，不仅可以有效提升桩侧侧面阻力，还可以延伸桩径。注浆浆液在桩侧土层将形成明显的径向压力作用，这一作用过程将直接导致对桩侧土层的径向挤压，而挤压体积量便是水泥注浆的填充量。影响注浆浆液对桩侧土层的挤压体积量的因素有很多，其中较为主要的包括土体强度、土体深度、挤压处上方泥皮封闭效果。若土层处于均匀状态下，土层越浅，浆液位置水头所处位置越高，而桩侧土层所受到的注浆浆液挤压力越小，因此形成的封闭空腔的封闭效果越差，水泥泥浆对桩侧土层的挤压体积量越小，“水泥皮”便越薄。

2建筑工程桩基施工中端后注浆技术应用要点

2.1施工准备工作

首先，按照具体的施工要求及施工现场的条件状况，做好施工前的准备工作，且要求合理配置工作人员，认真了解施工中所需的材料和器具，确保施工顺利进行；其次，钻孔灌注桩注浆技术应用过程中一般要运用以下几种工具：水泥搅拌机、注浆泵、大批量的输浆管、2~3个高压阀门、2~3个压力表。上料搅拌过程中，工作人员一定要严格控制好水泥浆的配比，按程序完成水泥上料操作；压浆操作人员的主要工作是负责连接输浆管及桩两侧压浆管，确保施工顺利进行；电工和机械工分别负责施工场地的电路维修及电力供应、施工现场机械的日常维护工作，给施工过程营造有利的施工环境，保证施工能够顺利开展；最后，根据工种不同划分为以下几种类型：现场指挥，其工作主要是施工现场施工人员的组织管理及协调工作，合理规划工作全局；技术员，这部分工作人员的主要工作内容是施工当中的技术操作，包含指导施工、桩基压浆计量、质量控制、技术交底及各环节施工技术的应用等，作为整体工程施工的基础性保障。

2.2注浆设备与注浆速度

在应用桩端后注浆施工技术时，由于桩端持力层处于黏土层以及砂土层之间，渗透系数较大，因此在实施作业的过程中，一般选择注浆泵设备进行注浆，满足压力标准以及施工具体需求。在选择注浆泵的过程中，通常选择工作压力值为6MPa的注浆泵，以达到最佳的注浆效果，并采用浇灌的方式进行。采用浇灌的方式不仅能够有效减少注浆时间，也能提高工作效率，加快整体的施工进度。根据以往的经验来看，注浆时间一般都会控制在1h左右，以达到最优的注浆效果。另外，还要注重注对浆管道的疏通，在混凝土浇筑完成的3d之内，要求技术人员对注浆管道进行预压劈裂通道施工，防止大颗粒的水泥砂土混入其中，造成注浆管道出现严重堵塞现象，同时将注浆管道的清水压力值始终保持在3MPa左右。如果注浆系统内部压力出现缓慢降低后，便可停止压水工作，同时将阀门关闭起来，关闭时间通常控制在10~20min，保证管道内部不会出现多余的压力值。在疏通注浆通道作业中，将压水量控制在一定范围内，防止钻孔灌注桩带来大范围的冲击影响。

2.3注浆管制作与布设

注浆管制作在桩基施工桩端后注浆技术应用中具有重要地位，其本身会对建筑施工整体造成较大的影响。为了保证桩端后注浆技术的正常开展，需要对注浆管的制作流程与强度设置进行严格规制。为了保证注浆管满足施工应用强度，通常选用无缝钢管和镀锌管。制作过程中，首先需要将注浆管放置到钢筋笼的前端位置，使用管径为20mm的制作材料，通过锁扣或套筒方式将二者进行连接。此阶段要保证注浆管超出钢筋笼长度在10m左右，同时应保证注浆管的位置与施工地面距离保持在2m左右。若在桩端后注浆技术应用中钢筋笼与地面距离在3cm以上，则需要在桩基地步增加注浆喷头，以保证桩端后注浆工作的正常开展。注浆喷头在设置中应保证可旋转45°，并且需要在喷头附近钻三排小孔，每个小孔为6mm。桩基施工注浆管布设中需要根据建筑工程要求进行科学化设计，根据桩端后注浆技术应用的基本要求，要将注浆管分段且均匀地绑在钢筋笼内侧，并按照施工顺序完成小孔清理和提钻等准备工作，防止在桩端后注浆技术应用中出现注浆管堵塞的情况。桩基施工中应注意将注浆管顶部与钢筋笼连接，保证注浆管底部处于空闲状态，以此为后续的衔接工作提供可利用空间。

结语

综上所述，随着科学技术不断进步和发展，陆续有很多新的技术和材料被用于建筑施工中，极大地提高了整体工程的施工质量。特别是在建筑施工中应用灌注桩后注浆施工技术，不仅成功地解决了灌注桩体自身潜在的沉渣及泥皮等一些问题，同时，也进一步提高了建筑工程桩基的承载力。基于此，这种技术的应用范围越来越广，但实际施工过程中依然会遇到各种问题，为此需要进一步对灌注桩后注浆施工技术进行研究，优化施工工序，继而全面提升工程的施工质量，助推行业可持续发展。

参考文献

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