统灌注桩虽有诸多优点,但由于采用泥浆护壁成孔工艺,造成了孔底沉渣、桩侧泥皮、桩周土体强度降低等缺陷,使桩端、桩侧阻力不能充分发挥。后注浆技术弥补了其施工工艺造成的缺陷和不足,能有效提高灌注桩的承载性能。
1 后注浆技术对泥浆护壁灌注桩的作用机理
泥浆护壁成孔灌注桩,孔底都留存残渣或沉淤,在孔壁形成泥浆膜。后注浆技术是在灌注桩钢筋笼上设置桩底或桩底桩侧复式压浆装置,在灌注混凝土成桩达到一定强度后,利用注浆泵将浆液输送到桩底或桩侧。浆液将通过渗入、压密或劈裂的方式产生充填胶结、加筋、固化等物理化学反应实现对土体的加固,最终实现桩体与土体之间的增强结合,大幅提高桩的承载能力,降低桩基础的沉降。
2 后注浆技术应用现状
后注浆技术使桩基质量提升和经济效益都非常明显,特别是降低减缓建筑物沉降的效果非常明显,应用前景非常广泛。
3 注浆技术正确应用研究
3.1 明确后注浆技术实施主体的资格要求
各领域都有从业资格要求,后注浆技术也不例外。一项好的技术,只有在行家里手里才能发扬光大。否则,应用效果会大打折扣还可能会带来隐患甚至导致这项技术的夭折(干法水泥搅拌桩-粉喷桩施工技术在天津的夭折即如此)。
3.2 提高泥浆护壁成孔、成桩质量
尽管后注浆技术是传统灌注桩天然缺陷的克星,但取得良好效果的前提是灌注桩成孔成桩质量满足要求。否则,后注浆技术应用难以取得预期效果。
(1)成孔垂直度。成孔垂直度不满足要求,下放钢筋笼易遇阻甚至安置不到位,附着在钢筋笼上的注浆装置可能被损坏或注浆阀接触不到孔底,注浆起不到作用。
(2)孔径。产生缩径,下放钢筋笼必然遇阻,附着在钢筋笼上的注浆装置可能被损坏,注浆技术运用失效。
(3)孔深。应严格控制成孔深度,严禁超深。否则,钢筋笼下不到孔底,注浆阀将会被浇筑在桩体混凝土中,注浆时不开启,即使开启,也不能对孔底沉渣进行有效加固。
(4)灌注混凝土成桩。灌注过程中尽量减少导管上下窜动,以减小混凝土产生离析,确保其密实度。否则注浆时浆液会沿桩体内孔隙上返至孔口,起不到注浆效果。
3.3 注浆管焊接质量
如焊接质量不好,注浆液将沿焊接缝、漏洞、砂眼儿溢出,浆液在孔底压力严重不足,注浆效果大打折扣。
3.4 注浆阀
目前注浆阀多为现场加工,制作较为粗糙,出浆孔孔径大小随意,外包裹的单向逆止材料各不相同。最简单的是在注浆阀外用宽度5cm左右的自行车内胎以“一层压一层”的形式紧密缠绕一层或二层,收尾端活头部分用卡箍锁死。然后在胎胶外侧再缠绕多层绝缘防水胶布。确保注浆阀在轻微碰撞剐蹭情况下不被破坏且能有效逆止。
3.5 开始注浆时间
《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)规定:注浆作业宜于成桩2d后开始;不宜迟于30d后。但根据多个工程的总结:最早注浆时间宜在成桩7d后开始。桩体混凝土在环境温度11~16℃(华北地区),7d后其强度达到设计强度的30%~50%,此时开始注浆,方能保证浆液有效以渗入、压密或劈裂的方式对桩底、桩侧土体产生充填胶结、加筋、固化等物理化学反应实现对土体的加固。
3.6 注浆泵
目前后大多数使用的泵压和流量是固定的,应该选用可调可控的更合理。这样根据地层情况及注浆量情况适当调整压力和流量,针对性更强,效果会更好。
3.7 注浆量
根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)要求确定。在注浆过程中两根注浆管的注浆量要适当分配,单根注浆管的注浆量不应大于设计注浆量的75%,应双侧对称注浆。
3.8 注浆过程监控
注浆过程应全程监控。原材料(水泥)质量采取“双控”,数量登记台账。注浆压力、注浆流量、注浆量严格执行设计、规范要求,特别是注浆量。
4 结语
泥浆护壁成孔灌注桩后注浆技术是一项针对性、实用性、可操作性非常强的技术。它使得传统的灌注桩质量大大提升,可以创造可观的经济效益。只有保证传统灌注桩的成孔、成桩质量,严格工序质量管控才能保证后注浆技术应用效果可能实现。天津地区泥浆护壁灌注桩应用后注浆技术非常多,尤其是桩底后注浆技术应用。但是,总体应用水平、操作实施的规范性不太理想。如果应用得当,处理后的效果会更有保障。承载力提升应该至少在30%以上。