冲孔灌注桩及后注浆的施工与质量管控要点

吴晓立

（福建省来宝建设工程有限公司，福建 厦门 361000）

灌注桩施工技术随着现阶段房建工程技术发展而得到应用及创新，为建筑施工提供了极大便利，对应不同的地质情况有多样的成孔方式选择，成本也在不断降低。由于冲孔桩是用锤击成孔的，振动较强，对孔桩底部持力层有较大的破坏性，从而影响工程质量。后注浆是在灌注桩成桩后，借助注浆导管、桩端、桩侧注浆阀将水泥浆注入，加固桩端、桩侧土体、降低沉降。根据多年的施工实践，要保证桩基的施工质量，一方面需加强桩基工程检测，另一方面需要现场管理人员要有高度责任心，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工。

1 工程项目概况

火炬（翔安）产业区科技产品制造加工中心工程位于厦门市翔安区，地上总建筑面积84011 m2，地下室建筑面积28865 m2，本项目桩基工程静压桩2792 根，灌注桩171 根。拟建场地属剥蚀残丘地貌单元，原地形有较大起伏，中部发育有冲沟、池塘等，场地大部分已经简单的回填，有一定的高差。场地的高程在13.37m-17.01m 之间，最大高差为3.64m。。本工程6#生产服务配套设施楼主楼及裙楼结合岩层地质采用冲孔灌注桩，桩端持力层为碎块状强风化花岗岩,桩身混凝土强度等级设定为C35，桩径1000～1300mm，单桩竖向承载力特征值5000～9000KN。施工人员配置冲击钻机、钻斗、发电机、注浆管、泥浆比重仪、坍落度筒、高压泵、泥浆泵等施工装备。

2 冲孔灌注桩后注浆施工管理及质量控制要点

2.1 冲孔灌注桩后注浆施工前期准备环节

第一，施工作业人员要对建筑冲孔灌注桩技术的施工作业流程加以了解，明确施工技术要求及标准。工艺流程如图1所示。

图1 灌注桩后注浆施工工艺流程图

第二，对建筑冲孔灌注桩施工现场进行清理，对施工技术人员开展技术操作及安全培训。第三，对桩位加以确定，在临时控制点的设置上要结合冲孔灌注桩设计顺序加以测量并定位，相应误差要小于10mm。

2.2 护筒设置

主要要点如下：①为提高基础桩孔测量精准性，选用性能参数较高的液位计设备。②标定建筑冲孔灌注桩中心及标高数值。③为避免出现大的误差，要尤其关注冲孔灌注桩高程的测量及释放。④实际设置护筒时可能伴随有冲孔迁移问题，所以在进行套管冲孔施工时，应关注并解决套管位置偏差问题。冲孔灌注桩中心孔的误差应小于50mm。⑤在每个桩位定出十字控制桩后，采用钢护筒，测量孔深的基准点为护壁顶标高，根据顶标高计算出孔深。护壁采用钢护筒，钢护筒用8mm钢板卷制，内径大于设计桩径，钢护筒长度2m，护壁顶部高出地面200mm，周围夯实，施工期间护壁内泥浆顶面应高出地下水位1m 以上。

2.3 成孔施工作业环节要点

①成孔环节，复核桩位。②视地质状况将陶土加入泥浆池，借助泥浆泵加以循环，将护筒内清水换出，然后再进行钻进。钻速遵循先慢后快的原则，护筒底应形成1.5-2m 的护壁[1]。泥浆如不达标，可加入黄土提高护壁的稳定性。③成孔过程要设置专人对泥浆指标进行检测。灌注施工中，在导管抽动上要确保混凝土面处于适中上升的力度控制下，在拔管时不能急升急降，避免孔壁下坠。灌注施工应连续。④严格控制冲孔灌注桩桩身成孔的垂直精度。冲孔桩机对位时应保持桩机的平稳，轨道下的枕木应用砂袋垫平垫实，对位后应保证天车梁的型心与桩位偏差不大于20mm，机台前后高差不大于10mm，防止出现斜孔。⑤冲孔施工中，要确保冲孔平顺，及时发现并解决铰孔、塌陷、弯曲、糊钻、桩孔偏斜、缩径、护筒底穿孔、桩端不符持力层要求问题。可通过钻具钻前复核的方式，提高钻杆平整度。在钻进速度上根据土层状况进行及时调整，并形成冲孔时间曲线。进入持力层后应冲进约100mm 后清孔并取样。⑥在冲孔、排渣或因故障停冲时，应始终保持孔内泥浆面高出地下水位1.5m 以上，使用泥浆泵不停往孔内输送泥浆，稳定孔内泥浆浓度。

2.4 清孔施工作业环节

在清孔施工作业环节，把握以下几点：①成孔作业完成后对冲孔进行两次清理。在冲孔灌注桩成孔达到设计标高后，在原位采用钻杆做第一次清孔，将钻头提离孔底约50cm，按规范调整泥浆比重，第一次清孔时间约30min，第一次清孔完成后孔内泥浆相对密度达1.10。在灌注混凝土之前，采用导管做第二次清孔。使用测锤测定孔底沉渣，确保测绳读数准确，用3～5 孔必须校正一次,工程桩沉渣厚度不能高于50mm。孔结束后，立即进行混凝土灌注施工，间隔时间应小于30min[2]。二次清孔后的沉渣厚度和泥浆性能指标应满足设计要求，泥浆性能指标在浇注砼前，孔底500mm 以内的相对密度≤1.15、黏度≤28s 及含砂率≤8%。②吊装作业施工应在钢笼生产完成后，且孔底沉渣厚度不超过50mm 时进行。③综合采用超声波法、电锤测量法及电阻测试法等手段测量孔内沉积物的深度及厚度，据此确定桩的参数。④混凝土导管沉放施工前，将导管5 节作为一组拼好，然后对导管的密实及牢固度进行检查。水下混凝土浇注采用直径300mm 导管，导管接头宜采用法兰或双螺纹方扣快速接头。导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6～1.0Mpa。破损的密封圈应及时更换。④确定几个数值：端桩底泥在厚度上以50mm 为宜，摩擦桩底泥在厚度上以150mm 为宜。

2.5 钢筋笼制作、吊装及后注浆埋管

要点如下：①确保笼的质量满足技术标准要求。严格审查钢笼施工中的焊条、钢筋等材料的质量状况及相关参数，如钢筋数量、钢筋规格、钢筋长度及钢筋直径等，不满足建筑冲孔灌注桩施工要求的不予入场。②在钢笼生产及安装环节，要遵循相应规范，尽量选取硬化部位加以操作。钢筋笼以4 节为一组进行制作。钢筋笼保护层厚度为50mm，当桩径D 大于等于1200mm 时，设置三角形加固撑，间距直径同加劲筋箍[3]。钢筋笼外部应每隔2m 设置一道砼垫块，每道4 个，中间使用箍筋贯通，焊接在主筋上。③严控钢笼焊接质量，对焊接接头进行详细检查，确保无漏焊，无裂纹。④钢筋进行吊装施工时，在速度上要稳定缓慢，要避免钢筋与孔壁相碰，确保钢笼完好不变形。检查测算设计标高范围内钢筋笼吊环是否具备使钢筋精准吊放的条件。一般情况下，应尽量在4h 内完成吊装施工。⑤吊装钢筋笼之前，使用探孔器进行探孔，如不顺利，及时进行扫孔。吊装钢筋笼时，对钢筋笼的连接焊缝及垂直度进行逐节验收，如需要，进行补焊。⑥在钢筋笼上将注浆管进行固定，注浆导管底部采用单向专用注浆阀并插入桩底土中20～30cm。钢筋笼与压浆管同步下放，与钢筋笼的主筋点焊并绑扎紧密。每根桩的桩底设2根φ25～38mm 的压浆管，一般而言，桩径不大于1200mm 的桩,宜沿钢筋笼圆周对称设置2 根压浆导管；桩径大于1200mm 的桩，宜对称设置3 根压浆导管。本工程为加强注浆效果，设置桩侧注浆。从桩底向上8-12m 处设置，截面间距宜在8m左右。压浆管之间采用丝扣连接，压浆管底部伸出钢筋笼15cm 以上。

灌注桩施工完成后，需按《建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）》和《冲孔灌注桩施工工艺标准》要求做好桩的动测工作。动测合格后方能进行下一道工序施工。

2.6 注浆参数确定及注浆

1.注浆量：根据《福建省灌注桩后注浆施工技术规程》公式4.4.1 计算注浆量（1m 桩径）：Gc=αPd+αsnd=1.6x1+0.5x1x1=2.1T 公式中涉及因素主要是桩径、桩端桩侧土层性质、桩长、是否复式注浆及单桩承载力增幅等。独立单桩或桩距大于6d 的群桩基桩注浆量，根据公式数值再乘1.2 的系数。

2.注浆压力：根据《福建省灌注桩后注浆施工技术规程》4.5.2 计算注浆工作压力（30m 桩长）：

注浆终止压力影响因素为土层性质及注浆点深度，土层饱和度高时，注浆压力数值范围在1.2～4MPa 之间，非饱和土及风化岩土，注浆压力为3～10MPa。

测定注浆极限压力值，结合压水试验进行。将注浆压力逐步增加，得出注浆量及注浆压力曲线图。完成压水试验后立即采取初注措施。注浆流量控制范围为30-50L/min，最大值不得高于75L/min。

3.水胶比：浆液的水灰比应根据土的饱和度、渗透性确定，对于饱和土水灰比宜为0.45～0.65；对于非饱和土水灰比宜为0.7～0.9（松散碎石土、砂砾宜为0.5～0.6）：低水灰比浆液宜掺入减水剂。

后注浆作业开始前，宜进行注浆试验，优化并最终确定注浆参数。注浆作业宜为成桩后2d 后开始，注浆总量和注浆压力均达到设计要求或注浆总量达到设计值的75%且压力超过设计值时终止注浆。①灌注桩单根注浆管注浆量不符规范要求或者难以注浆时，将桩基其余注浆管的水泥均匀分配后再压入。②注浆压力比正常值低，桩孔有串浆或地面冒浆，浆液水胶比应调低，改用间歇性注浆，间歇时间在30-60min，避免水泥堵管。③注浆管如被阻塞，开φ150mm 的小孔，将之用作引孔，位置应距离桩侧壁200-300mm，然后对注浆管进行重埋。补注浆采用可钻通声测管。注意补注注浆量不应小于设计注浆量。④注浆孔深偏差值应小于100mm；注浆压力与设计参数比偏差值应小于10%。

3 结语

冲孔灌注桩采用后注浆技术后，可以弥补灌注桩成桩时的缺陷，并提高单桩承载力70%-200%。在组织实施施工作业时，需要对冲孔灌注桩施工管理要点加以明确，对相关质量控制要点做好交底。严格遵循后注浆灌注桩桩基前中后环节的技术标准及规范，同时要根据地质资料准确计算及试验验证后注浆的注浆压力、注浆速度、注浆部位等技术参数，以保证后注浆的施工质量。