大直径钻埋空心注浆桩后注浆技术应用

大直径钻埋空心注浆桩后注浆技术应用

陈家闯

湛江市基础设施建设投资集团有限公司 524000

【摘要】本文介绍了大直径钻埋空心桩后注浆施工技术，作为一种新的施工技术，值得探讨。

【关键词】大直径 钻埋 空心桩 后注浆

一、前言

我国城市化进程及大交通的发展，桩基的设计与施工技术也在不断发展。桩的直径也越来越大，特别是在道路桥梁的施工中，大直径桩越来越多地采用。本文介绍大直径钻埋空心注浆桩后注浆技术。

二、大直径钻埋空心桩

随着桩基础向着大直径方向发展，大直径钻埋空心桩得到了发明与应用，尤其是在桥梁工程的桩基础工程中。所谓钻埋空心桩，是指先钻成孔，然后埋设预应力桩壳，同时即充当内模，在桩壳与孔壁之间不放钢筋笼，只埋压浆管，填石压浆，桩尖也压浆的一种全新的工艺。如图一所示。

大直径钻埋空心桩的主要特点是，利用钻机能在任何地质情况下钻进100m以内深孔的特点，从而克服了管桩基础打桩振动及挤土。另外，在已完成的孔内埋人预制桩，从而克服了就地灌注水下混凝土桩的一些困难。

三、成桩及施工方法

大直径钻埋空心桩的成桩工艺主要包括钻成孔→沉放桩壳→桩侧压浆→桩底压浆四个工序，如图二所示。

1、桩壳节段的制作

空心桩一般在工厂离心式浇筑或立式振捣式浇筑制作，也可在桥梁工地现场预制，其桩节构造如图三所示。圆环中心轴线均匀预留预应力钢筋孔道，桩节的上端预留张拉螺母及套筒的位置，桩节内外设置双层构造及螺旋筋。桩节直径可取为1.5、2.0、2.5、…7.0m，桩节长度可根据桩径的大小及吊装能力分别取：1.5、2.0、…6.0m等长度，壁厚取14～20cm。在现场振捣浇筑时，应注意内外模的就位情况、垂直度及钢筋保护层误差是否在容许范围内。

2、成孔及孔底处理

钻孔时可根据设计直径的大小选用一次成孔工艺或分级扩孔工艺。成孔后需清孔，再注入含碱性的泥浆，防止施工过程中桩底沉淀过多。

当钻孔到达设计标高后，先按规范要求检查成孔质量，再进行清孔。要求用新鲜油田泥浆来置换孔内混浊泥浆，这是保证桩侧和桩底压浆混凝土质量的关键。按照表一严格控制泥浆的各项指标。

泥浆的各项指标控制值 表一

符合要求后便可进行桩底抛石。抛入的卵石粒径要求大于4cm，对粒径4cm以下的砂砾都应予筛除。卵石要求清洗干净不含泥砂，从孔口的四周均匀地抛入。桩底抛石的厚度按设计要求决定，一般不小于1m，如桩底土壤为卵砾石时则可减少至0.5m。

3、空心桩吊、拼装及沉埋

一般预制空心桩节壁厚为14～20cm，每节重5～20t，在已成孔的孔内逐节拼装。沉放预制桩节是空心桩技术的关键。由于桩底封闭，水的浮力大大减轻吊放桩节的重量，这样即使桩节直径很大，往往须内部注水才能使其下沉。

桩节间连接情况如图四所示。

4、浇注隔离层

桩节拼接到底并对中定位后，在桩的四周抛投50cm厚的（0.5～1m）细砂和细碎石，然后浇注50～100cm左右厚的隔离层混凝土。其目的是，把桩周与桩底隔开，防止桩周压浆时水泥浆渗入桩底。隔离层混凝土采UWB型水下不分散剂（即絮凝剂），按一定比例拌入混凝土中以形成水下不分散混凝土，再从孔口桩周围均匀抛下即可。如果一时没有混凝土絮凝剂，可改用小导管灌水下混凝土的办法来浇注水泥砂浆作隔离层，但施工工艺较为复杂并难以保证质量。为了确保工程质量，最好提前购置闪图絮凝剂来形成水下不分散混凝土。

5、空心桩周设置压浆管

桩周压浆管可根据桩径的大小确定根数，分层均匀分布在桩身的四周。压浆管径的大小可根据压浆机的排量和压力来定，一般用Φ50mm建筑脚手钢管即可。桩径为250mm空心桩一层使用4根Φ50mm压浆管，桩径为400mm需8根。由于压浆管长度一般都有30～50m，因此要特别注意压浆管的连接形式。

压浆管底端以上1m内的管四周要均匀钻若干排浆孔（孔径为5～8mm）形成筛也，而压浆管底却要封死，使回填卵石不能进入压浆管内，但水泥浆却可通过筛孔，向填石周围扩散。如果压浆管不抽拔，则分层高度为8～10m。

村周抛石压浆管设置定位后，接着在桩周15～20cm范围空隙内均匀地抛掷粒径大于4cm的卵石，直至护筒内桩顶设计接高。抛石工作要昼夜连续作业，以免空心桩出现意外。如果抛石后空心桩已稳定不会塌孔，其桩侧压浆工作则可推迟在以后一段时间中进行。

6、桩侧压浆

空心桩壳周边填石后要通过压注水泥浆形成水下填石浆混凝土，将土壤与预制桩壳紧密地粘结来形成侧摩擦力。

首先要进行桩周清孔，通过压浆机将泥浆从桩周2根压浆管中压入，用以置换孔壁内淤粉含沙的不洁泥浆，一直到另外2根管流出新鲜泥浆为止。清孔工作结束后，用尼龙袋装好黏性土压在护筒中填石上面，起封闭层的作用，注意还要留排浆孔。

桩周清孔符合要求后，由压浆机将按一定比例配制的水泥浆通过压浆管压入桩侧填石空隙中。有条件时应用两台压浆机，4个管道同时压注水泥浆。为减少水泥用量可在水泥浆内适当掺入粉煤灰。在压浆过程中可采用类似水下混凝土浇筑的方法，将4根管道交替压浆和抽拔直至排浆管孔口流出纯水泥浆为止。由于有袋装黏土的封闭层，故可保压一段时间后再抽出压浆管。

一般每立方米水泥浆中水泥用量为500～600kg，水泥宜用微膨胀水泥，没有时也可掺用膨胀剂（建议采用第四代膨胀剂，如ZY等）。另外，施工中还要用储浆筒来保证水泥浆的连续供应。进入筒的灰浆必须经过2mm网眼的振动筛过滤，灰浆流动控制度在14～24s。

7、桩底压浆

当桩侧压浆混凝土龄期30d以后，便可进行桩底二次压浆。能过在高压下水泥浆的扩散，将桩底土壤形成大蒜头形状的固化区，使桩底土壤得到加固，从而极大地提高了桩尖部分的承载力，并能减少空心桩的沉降值。

桩底压浆施工工序如下：

（1）接桩底压浆管预制桩底节下面为一钢底板，钢板上加工有几个管孔，有压浆管和回流管两种类型。它们的底部均为筛管，但压浆筛管比回流通管的筛管要长一些，约伸出桩底0.5～1m。

（2）桩底清也通过压浆机的压浆管和回流通管来清理孔底，其方法与桩侧清孔方法相同，一般采用正循环。

（3）桩底压浆方法和要求与桩侧压浆基本相同。当回流通管流出新鲜灰浆后，再关闭回流管继续压浆将使空心桩发生上抬现象。此时应特别注意量上抬量的百分表读数。当上抬值稳定上升到2～5mm时，要检查其压力是否相应在0.2～0.5MPa。在稳压5min后停机，记录好压浆机出口压力和流通管压力以及上抬量δ的相关数据，供测桩的承载力之用。

（4）清除浮渣，桩底压浆，待混凝土初凝后可取出护筒内的桩侧黏土袋，及早将表层松散浮浆凿除，再用于硬性混凝土封闭抛石压浆混凝土的顶部。

（5）钢护筒工艺的特点之一是将钢护筒作为变截面桩的结构部分，所以特别强调不能拔出。由于桩侧压浆混凝土要50～60d才达到强度，因此过早扰动钢护筒，将会影响受力最大部分的桩侧混凝土强度。

8、检验

桩身注浆加固25d后，应进行承载力或桩身质量检测。

4. 结束语

在理论研究及工程实践不断进步的基础上，大直径钻埋空心注浆桩的技术会越来越成熟。

【参考文献】

JGJ 94-2008《 建筑桩基技术规范》

【作者简介】，陈家闯，男，1988年生，广东湛江市人,建筑施工工程师，研究方向为建筑工程项目施工及管理。

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