第二节 灌注桩后注浆技术

一、主要技术特点

1．基本概念

灌注桩后注浆（PPG）是指在灌注桩成桩后一定时间，通过预设在桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入水泥浆，使桩端、桩侧土体（包括沉渣和泥皮）得到加固，从而提高单桩承载力，减小沉降。灌注桩后注浆是一种提高桩基承载力的辅助措施，而不是成桩方法。灌注桩后注浆的效果取决于土层性质、注浆的工艺流程、参数和控制标准等因素。

2．技术原理

灌注桩后注浆提高承载力的机理：一是通过桩底和桩侧后注浆加固桩底沉渣（虚土）和桩身泥皮；二是对桩底和桩侧一定范围的土体通过渗入（粗颗粒土）、劈裂（细粒土）和压密（非饱和松散土）注浆起到加固作用，从而增大桩侧阻力和桩端阻力，提高单桩承载力，减少沉降。

3．适用范围

灌注桩后注浆工法适用于各类钻、挖、冲孔灌注桩及地下连续墙的沉渣（虚土）、泥皮和桩底、桩侧一定范围土体的加固。

4．技术简介

对于灌注桩后注浆技术而言，通过对桩身内的注浆管进行预设工作，再对管道相连的桩端、桩侧注入水泥，从而加固桩底和增加整体的阻力，提高桩体的承受力度，减少沉降现象的发生，为提高工程质量做了很好的保障。

5．技术特性

在建筑施工过程中，经常出现桩基沉渣、泥皮等现象，使用灌注桩后注浆技术能够有效地对这类问题进行控制，能够提升桩基的承受能力，减少桩基的沉降现象。

进行大直径或超长桩施工时，采用灌注桩后注浆施工技术会节省材料，减少相应的桩径，降低工程的成本。

由于灌注桩后注浆施工技术使用范围较广，连不同的地质土层中强风化的岩层都能得到广泛的应用，相对于其他灌注技术有明显的优势。

二、主要技术指标

1．技术指标

根据地层性状、桩长、承载力增幅和桩的使用功能（抗压、抗拔）等因素，灌注桩后注浆可采用桩底注浆、桩侧注浆、桩侧桩底复式注浆等形式。主要技术指标为：

①浆液水胶比：地下水位以下0.45～0.65，地下水位以上0.7～0.9。

②最大注浆压力：软土层4～8 MPa，风化岩10～16 MPa。

③单柱注浆水泥量：Gc=dpd+asnd，式中，桩端注浆量经验系数ap=1.5～1.8，桩侧注浆量经验系数as=0.5～0.7, n为桩侧注浆断面数，d为桩径（m）。

④注浆流量不宜超过75L/min。

实际工程中，以上参数应根据土的类别、饱和度及桩的尺寸、承载力增幅等因素适当调整，并通过现场试注浆和试桩试验最终确定。设计施工可依据现行《建筑桩基技术规范》（JGJ94—2008）进行。

2．后注浆装置

后注浆装置的设置应符合下列规定：

①后注浆导管应采用钢管，且应与钢筋笼加劲筋绑扎固定或焊接。

②桩端后注浆导管及注浆阀数量宜根据桩径大小设置。对于直径不大于12000mm的桩，宜沿钢筋笼圆周对称设置2根；对于直径大于12000mm而不大于25000mm的桩，宜对称设置3根。

③对于非通长配筋桩，下部应有不少于2根与注浆管等长的主筋组成的钢筋笼通底。

④钢筋笼应沉放到底，不得悬吊，下笼受阻时不得撞笼、墩笼、扭笼。

三、技术应用要点

1．灌注桩后注浆技术特点

灌注桩桩底后注浆和桩侧后注浆技术具有以下特点：

①桩底注浆采用管式单向注浆阀，有别于构造复杂的注浆预载箱、注浆囊、U形注浆管，实施开敞式注浆，其竖向导管可与桩身完整性声速检测兼用，注浆后可代替纵向主筋。

②桩侧注浆采用外浆管，可实现桩身无损注浆。注浆装置安装简便、成本较低、可靠性高，适用于不同钻具成孔的锥形和平底孔型。

2．灌注桩后注浆技术施工要点

1）后注浆装置的设置规定

①后注浆导管应采用钢管，且应与钢筋笼加劲筋焊接或绑扎固定，桩身内注浆导管可取代等承载力桩身纵向钢筋。

②桩端后注浆导管及注浆阀数量宜根据桩径大小设置。对于d≤1200mm的桩，宜沿钢筋笼网周对称设置2根；对于d≤600mm的桩，可设置1根；对于1200mm＜d≤2500mm的桩，宜对称设置3～4根。

③对于桩长超过15m但承载力增幅要求较高者，宜采用桩底桩侧复式注浆。桩侧后注浆管阀设置数量应综合地层情况、桩长、承载力增幅要求等因素确定，可在离桩底5～15m以上、桩顶8m以下，每隔6～12m设置一道桩侧注浆阀。当有粗粒土时，宜将注浆阀设置于粗粒土层下部，对于干作业成孔灌注桩宜设于粗粒土层中上部。

④对于非通长配筋的桩，下部应有不少于2根与注浆管等长的主筋组成的钢筋笼通底。

⑤钢筋笼应沉放到底，不得悬吊，下笼受阻时不得撞笼、墩笼、扭笼。

2）后注浆管阀性能要求

（1）管阀应能承受1 MPa以上静水压力；注浆阀外部保护层应能抵抗砂、石等硬质物的剐撞而不致使管阀受损。

（2）管阀应具备逆止功能。

3）设计规定

浆液配比、终止注浆压力、流量、注浆量等参数设计规定。

①浆液的水胶比应根据土的饱和度、渗透性确定，对于饱和土宜为0.45～0.65，对于非饱和土宜为0.7～0.9（松散碎石土、砂砾宜为0.5～0.6）；低水胶比浆液宜掺入减水剂；地下水处于流动状态时，应掺入速凝剂。

②桩端注浆终止工作压力应根据土层性质、注浆点深度确定，对于风化岩、非饱和黏性土、粉土，注浆压力宜为3～10 MPa；对于饱和土层注浆压力宜为1.5～6 MPa，软土取低值，密实黏性土取高值；桩侧注浆终止压力宜为桩端注浆终止压力的1/2。

③注浆流量不宜超过75L/min。

④单桩注浆量的设计主要应考虑桩的直径、长度、桩底桩侧土层性质、单桩承载力增幅、是否复式注浆等因素确定，可按下式估算：

Gc=apd+asnd

式中ap、as——桩底、桩侧注浆量经验系数，ap=1.5～1.8, as=0.5～0.7，对于卵、砾石和中粗砂取较高值；

n——桩侧注浆断面数；

d——桩直径（m）；

Gc——注浆量，以水泥质量计（t）。

对独立单桩、桩距大于6d的群桩和群桩初始注浆的部分基桩的注浆量应按上述估算值乘以1.2的系数。

⑤后注浆作业开始前，宜进行试注浆，优化并最终确定注浆参数。

4）后注浆流程

作业起始时间、顺序和速率应按下列规定实施：

①注浆作业宜于成桩2d后开始，不宜迟于成桩30d后；

②注浆作业离成孔作业点的距离不宜小于8～10m；

③对于饱和土中的复式注浆顺序宜先桩侧后桩底，对于非饱和土宜先桩底后桩侧，多断面桩侧注浆应先上后下，桩侧桩底注浆间隔时间不宜少于2h；

④桩底注浆应对同一根桩的各注浆导管依次实施等量注浆；

⑤对于桩群注浆宜先外围、后内部。

5）当满足下列条件之一时可终止注浆

（1）注浆总量和注浆压力均达到设计要求；

（2）注浆总量已达到设计值的75%，且注浆压力超过设计值。

6）注意事项

出现下列情况之一时，应改为间歇注浆，间歇时间宜为30～60min，或调低浆液水胶比。

（1）注浆压力长时间低于正常值；

（2）地面出现冒浆或周围桩孔串浆。

7）后注浆施工过程中注意事项

后注浆施工过程中，应经常对后注浆的各项工艺参数进行检查，发现异常应采取相应处理措施。当注浆量等主要参数达不到设计值时，应根据工程具体情况采取相应措施。

8）后注浆桩基工程质量检查和验收要求

①后注浆施工完成后应提供下列资料：水泥材质检验报告、压力表检定证书、试注浆记录、设计工艺参数、后注浆作业记录、特殊情况处理记录等；

②在桩身混凝土强度达到设计要求的条件下，承载力检验应在后注浆20d后进行，浆液中掺入早强剂时可于注浆完成15d后进行；

③当注浆量等主要参数达不到设计要求时，应根据工程具体情况采取相应措施。

9）承载力估算

①灌注桩经后注浆处理后的单桩极限承载力，应通过静载试验确定，在没有地方经验的情况下，可按下式预估单桩竖向极限承载力标准值。

Q uk=μ∑βsi × qsi k+βp × qpk × A p

式中qsi k、qqk——极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值；

μ、Ap——桩身周长和桩底面积；

βsi、βp——侧阻力、端阻力增强系数，可参考以下取值范围：1.2～2.0、1.2～3.0，细颗粒土取低值，粗颗粒土取高值。

②在确定单桩承载力设计值时，应验算桩身承载力。