混凝土的灌注桩后压浆施工工法

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混凝土灌注桩后压浆施工工法

一、前言 （一）工法概况

灌注桩后压浆施工技术是在普通钢筋混凝土灌注桩成桩后通过预埋于桩端或桩侧的压浆管高压注入纯水泥浆或其他特制的水泥浆，从而达到改善成桩工艺，提高桩端或桩侧的承载力，减少工程沉降量，降低桩基造价。

在迎泽家园二期工程14#、15#、16#高层住宅楼地基处理采用了灌注桩后压浆桩基工程，采用该工法进行后压浆施工，有效的提高了施工效率，保证灌注桩后压浆的施工质量。

环形塑料管 注浆加强区 图1 桩体受力示意 图2 注浆管示意 环形钢丝塑料管 注浆管 桩体 注浆管2φ32 二、工法特点

（一）设备操作方便，安装方便，可靠性高，施工工艺流程合理、简洁、高效；

（二）承载力提高，同直径、同桩长条件下该桩承载力是普通灌注桩的40%—120%，因而按照设计承载力可有效缩短桩长、减少桩数、减少不均匀沉降；

（三）成桩工艺适用范围广，可与钻、冲孔等灌注桩配合使用；

（四）经济效益显著，缩短工期、节约造价10%—30%； 三、适用范围

此工法适用于建筑工程、桥梁工程、港口、矿山、电力、水利等，用于多种地基土质，不受地下水位上、下的，桩底粗粒土质优于细粒土质。

四、工艺原理

后压浆是在普通钢筋混凝土灌注桩的基础上增加压浆工序，在普通钢筋混凝土灌注桩成桩后通过预埋于桩端或桩侧的压浆管高压注入纯水泥浆或其他特制的水泥浆，固化桩底土层，使桩底和桩侧一定范围内的土体得到加固，从而达到改善成桩工艺，提高桩端或桩侧的承载力，减少工程沉降量。

五、施工工艺 （一）施工准备

完成现场三通一平，做好机械及材料的准备，对现场地质情况进行复核，引测现场控制坐标，熟悉图纸，确定施工顺序及工艺流程。

（二）测放桩位及埋设护筒

1．场地平整后测设定桩位，在桩位点打入一根Φ12×800mm的钢筋头做桩位标识，并用混凝土固定好；放线完毕对桩位进行复核，并做复核记录，准确无误后方可进行下道工序。

2．复核桩位无误后，钉好四个拴桩，拉好“十”字线，依中心向外定出φ1000mm的护筒位置，开始挖护筒坑，挖

好后，垂直下入护筒，周围回填粘土并分层夯实，护筒要高出地面200㎜左右。护筒埋设准确、稳定，护筒中心与桩位中心重合，偏差不大于50mm。

施工工艺流程图如下：

桩孔定位

护筒埋设

主机水平就位

钻机成孔

钢筋检验 钢筋笼制作 钢筋笼检查 钢管进场 注浆管制作 注浆管连接 安放注浆管 吊放钢筋笼

吊放导管

混凝土制、运 清 孔

混凝土灌注

桩底后压浆

成 桩

灌注桩后压浆施工工艺流程图

测量孔深、复核桩 位 （三）钻机就位

钻机采用冲击钻机，就位前，平整场地，并铺好枕木垫平钻机，使其牢固，作好钻机支撑，调整冲击锤中心与十字线交点重合。

（四）成孔

钻进：对位后，开始钻进；初时低锤密击，锤高～，小进尺，使孔口圆滑顺直，作好导向，当钻头全部进入护筒下达3～4m后再正常钻进，锤高提至～以上。

开孔钻进过程中，泥浆要始终高出护筒底，但要低于护筒顶400~500㎜，以防泥浆外流，掏（抽）渣后要及时补浆。

钻进过程中如遇到软硬变化的地层时，应低冲程小进尺钻进，以防孔斜。要勤打勤掏，使钻头经常冲击新的原始地层，锤击中严禁松绳和打空锤；掏（抽）出的泥渣及时清运，余浆回流入泥浆池；遇细砂层时泥浆比重可适当调大至，采用高频率小冲程反复冲砸，使孔壁坚实不塌不漏；如遇中粗砂及砾（卵）石地层时，根据情况按1：1的比例投入红粘土、小片石（粒径≤150㎜）使用冲击锥以小冲程反复冲击，使片石挤入孔壁；如遇有流砂现象时，加大红粘土比例，按上述方法处理，力求孔壁坚实。钻进过程中，最大冲程不得超过6m,以防卡钻冲坏孔壁或使孔壁不圆。

（五）清孔

为使沉渣厚度符合要求,泥浆比重降低，当孔深达到设计标高时,往孔中填入适量的红粘土,让孔中悬浮粒沉淀；再开机冲击数分钟，使沉渣与粘土充分胶粘混合再掏渣,重复多次，将孔底淤泥、沉渣清除干净，除渣彻底，使其厚度不大于80㎜,泥浆比重控制在~。

（六）钻进事故的预防及处理措施

（1）塌孔：孔内水位突然下降，孔口冒细密水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加，由这些现象可判断为塌孔。

预防和处理：在松散砂土或流砂中钻进，应控制好泥浆质量，采用小进尺钻进，保持泥浆面的高度，必要时再投入小片石（直径≤150mm）和红粘土，使片石和入粘土挤入孔壁起到护壁作用。

（2）缩孔：一般表现为发生卡锤，提不出锤头现象。缩孔原因有二种：一种是钻锥补焊不及时，严重损耗的锥锤成孔直径小于设计孔径；另一种是由于地层中有软塑性土，遇水膨胀后使孔径缩小。为防止缩孔，前者要及时修补钻头；后者要使用失水率小的优质泥浆护壁，并反复扫孔以扩大孔径，直至缩孔部位达到以设计孔径要求为止。

（3）卡锤：钻进时，冲击锤卡在孔内提不出来，发生卡锤现象时，不宜强提以防塌孔或埋钻，宜采取由下向上顶，轻打卡点处的

石头，有时也可用上下活动钻锤使锤脱离卡点或使石头掉落。或用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内卡锤位置，钩住冲锤后与大绳同时提动，或交替提动并多次上下左右摆动试探，直至将冲锤提出。

用上述方法处理无效后，可采用水下爆破提锤法。将防水炸药下放孔内，沿锤的滑槽放到锤底，而后引爆震松卡锤，再用卷扬机和滑链车同时提拉直到提出卡锤为止。

（4）孔斜：为防止孔斜现象，安装钻机时要使底座水平，起重滑轮缘、锤中心和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正，在有可能发生孔斜的软硬交替地层钻进时，锤击时应使钢丝绳正常受力，放慢进尺，或回填小片石后再行钻进。

用验孔器等查明钻孔偏斜位置后，一般可在偏斜位置处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔顺直，偏斜严重时应回填粘土至该位置以上1~2m处，重新钻进。

（七）钢筋笼的制作与安装

根据设计的要求分段制作钢筋笼，对不同规格，不同批号的钢材除进行原材检验外，还应做焊接试验，二者均合格后，开始进行钢筋笼的制作；制作过程严格执行《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）、《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204、、《建筑桩基技术规范》JGJ94-94有关规定及设计要求。

1、主筋要调直，不许扭曲；

2、主筋采用焊接时，同一主筋在35d且不少于500mm长度内不许有2个以上接头；主筋接头应间隔错开，同一截面内接头数≤主筋根数的50%；

3、钢筋笼制作允许偏差

笼径：±10mm主筋间距：±10mm

笼长：±50mm箍筋、绕筋间距:±20mm保护层： ±20mm 4、焊接要求

（1）单面焊焊缝长≥10d；双面焊焊缝长≥5d； （2）焊缝宽度≥；厚度≥；

（3）焊缝表面要求平整，不得有凹陷或焊瘤；接头区不得有裂纹；咬边深度、气孔、夹渣等缺陷应符合规程要求。

5、保护层采用水泥砂浆制作的直径为120mm，高为50mm的小圆柱体，每3m设置一层，每层均匀设置3个。

钢筋笼制作完毕，待自检、专检完毕后，报监理复检做好记录，三方检验合格后，做好标志、待用。

6、搬运和吊装时要防止变形，从一头开始吊装，保证钢筋笼的垂直度，安放对准孔位，避免碰撞孔壁，就位后立即固定。

（八）注浆管的安放

鉴于钢筋笼短，注浆管长的特点，先下注浆管；注浆管采用2φ32mm无缝钢管，并在管底20mm以上分层设6-8mm注浆孔9个，每层3个，层距30mm；2根注浆管底部用环形钢丝塑料管予以连接封闭。注浆管从底往上15m内每隔5m设一道箍圈，箍圈外径为530mm；依次连接注浆管，直至全部下入孔内。然后下钢筋笼，钢筋笼要置于注浆管外侧，缓缓下入到设计标高，用吊杆固定。

（九）导管的安放

采用φ250mm双头快速螺纹扣连接的导管，下放前要检查其密封性，下放时要缓慢，尽量居中，防止挂坏钢筋笼及注浆管，导管距孔底300~500mm，导管底管长度不小于4m。

导管接口处每次要刷油，使用完毕要冲洗干净。 （十）混凝土水下灌注

灌注前测量孔底沉渣厚度及泥浆比重，要求沉渣厚度≤80mm，泥浆比重~，否则要捞（抽）渣或清孔换浆。

水下混凝土配制水泥用量不小于360kg/m3，含砂率宜为40~45%，粗骨料最大粒径小于40mm，塌落度宜为180~220mm，

采用商品混凝土，进场后，要检查其和易性、流动性、测混凝土坍落度，坍落度不合格混凝土禁用。

灌注时，混凝土罐车料槽要对准漏斗，混凝土灌满漏斗后快速提起隔离板，加快放料速度，保证初灌时导管埋深在左右；然后转入正常速度灌注，灌注过程中保证导管埋深在2~8m左右，导管要勤拔不能埋置太深，每次拔管长度不超过；混凝土超灌高度为设计桩顶以上；灌注结束，拔导管不能过快，并要上下多窜动几次，最后再轻轻拔出护筒。灌注过程必须连续浇筑，质检员认真填写混凝土灌注记录。

（十一）试块的制作与养护

每根桩制作三组试块，一组做28天标养强度试验；一组同条件养护，做7天强度试验，以确定桩底后压浆时间；一组备用。

现场设置标养池，专人负责混凝土试块的养护工作。 （十二）桩底后压浆：

桩体混凝土强度达到C20时，可进行桩底后压浆工作。 （1）注浆材料：采用的水泥配制浆液，水灰比； （2）注浆压力：~； （3）水泥用量：根；

（4）注浆过程采用注浆量进行控制，达不到要求时采用压力法进行控制：

a：注浆量控制：水泥用量达到时，可停止注浆；

b：压力控制：压力超过3MPa时，注浆量未满足设计要求，要采用间隔方式注浆，间隔10~15min，仍注不进去，即可停止注浆。

六、劳动组织 劳动组织见下表。

灌注桩后压浆劳动组织一览表

序号 1 作业班组 钻机组 内容 钻成孔、清孔 人数 8 备注 2 3 4 5 6 合计 灌注组 钢筋组 注浆组 吊车司机 维修班 灌注混凝土 制作、安装钢筋笼 注浆管制作、安装，注浆 吊运钢筋笼 机械、设备维修 4 6 4 2 2 26 包括焊工 七、机具设备 使用机具设备见下表。

灌注桩后压浆施工机具设备一览表

序号 1 2 3 4 6 7 8 9 10 机具名称 冲击钻机 装载机 汽车吊 切割机 套丝机 电焊机 泥浆泵 泥浆运输车 导管、漏斗 规 格 CZ-22 ZL40G NK250BE GQ-40 Z1FBL1-50A BX3-500 单位 台 台 辆 台 台 台 台 辆 套 数量 2 1 1 1 1 1 2 3 1 备 注 钻成孔 平整场地 吊钢筋笼、导管 制作钢筋笼 注浆管套丝 制作钢筋笼 泥浆循环 运输泥浆 灌注混凝土 八、质量控制与检验 （一）关键工序控制措施 1、测量放线

测量放线由两名测量员进行测量，测量结束后，要互换进行复核，然后请监理检验，填写测量记录表，保证测量的准确性。

2、成孔

（1）桩位：钻机在埋设护筒与开钻前，防止碰动“十”字线栓桩，导致桩位偏差过大。发现碰动要重新用全站仪复核、调整，保证桩位的准确性。

（2）孔深：钻机钻进到设计孔深后，提钻后由技术、质检人员用测绳复核。

（3）孔径：开钻前检查钻头直径，发现钻头小于Φ700mm，要及时补焊。在钻进过程中抽检钻头直径，发现异常及时补焊。

（4）垂直度：钻机就位时，要压实场地，保证钻机平稳，钻进中随时检查，发现孔斜要及时调整。

（5）泥浆：随时使用已有仪器（具）检查泥浆性能，不满足要求时予以调整。

3、钢筋笼制作与安放

（1）原材及焊件检验合格方可进行加工制作；

（2）每间隔3m设一层保护层，每层3块，在钢筋笼堆放运输过程中发现保护层缺失要及时补焊，以保证钢筋笼置于桩孔中心。

（3）钢筋笼安放要缓慢，防止注浆管损坏或者变形。 （4）钢筋笼顶标高采用吊杆控制，根据计算出的空桩深度，控制下放吊杆长度。

4、水下灌注

（1）根据孔深确定导管长度，用短节导管调节总长度，保证导管距孔底~，初灌混凝土量不少于。

（2）拔导管前必须测量混凝土面深度，避免拔脱导管或导管埋深过多，保证导管埋深2~8m左右。

（3）混凝土供应及时，保证混凝土灌注的连续性以及其和易性、流动性及坍落度符合要求。

（4）混凝土试块制作要规范，同时要做好现场养护。 5、灌注事故的预防及处理措施

（1）混凝土进场后，检查其性能及质量，不合格混凝土禁用； （2）放料速度要合适，导管埋置深度要控制好；

（3）灌注混凝土换车时，一定要强搅3min左右，直至均匀，防止离析；

（4）一旦发生导管堵塞，可采取以下措施： a:用钢筋捅堵塞部位或快速提放导管上下窜动；

b:上述措施无效的话，测准混凝土面深度后，拔出导管，清理后，把导管再下入原混凝土面以下以上，用小泵抽净导管内的浆液，重新灌注或采用二次剪球法处理。

6、桩底后压浆

（1）下放注浆管时，连接部位一定要密封、牢固；

（2）注浆管下入孔内后，注清水检查是否畅通；若不通，则提出孔外修理重新安放，最后管顶用丝堵封闭，防止泥土进入管内发生堵塞；

（3）注浆前再次进行注水检查，如不通，使用直径为10mm的铝塑管插入注浆管内反复捅插，直至畅通；

（4）检查注浆泵、搅拌筒是否正常，特别是注浆泵上的压力表必须处于完好状态，一切就绪，方可注浆；

（5）水泥浆严格按水灰比配制，搅拌至均匀；

（6）注浆量控制：根据情况分一次或两次注浆，只要水泥量达到，不管压力高低，即停止注浆；

（7）压力控制：桩底注浆压力达到3MPa以上，但注浆量达不到设计要求时，间隔10~15min后采用间断式注浆，仍注不进去时，可以停止注浆。

（二）质量检验 1．钻成孔及清孔检验 （1）孔深 检验标准： 按设计孔深校核； 检验方法：

检查钻孔施工记录表和实测检验,或用测绳复测孔深及沉渣厚度。

（2）成孔垂直度 检验标准：＜1% 检验方法：

用测套管或钻杆，或用超声波探测； （3）孔径

检验标准：≥设计直径； 检验方法：

用井径仪或超声波检验；或检查成孔钻头直径。 （4）清孔

检验标准：孔底沉渣≤100mm 检验方法：

沉渣厚度用沉渣仪测量或用重锤测量。 2．钢筋笼制作、安放及混凝土灌注 按照JGJ94－94规定执行。 3．成桩检验

（1）单桩竖向承载力设计值 检验方法：

静载荷试验，试桩数量宜为设计桩数的1%，且不少于3根。 （2）桩身完整性及混凝土强度 检验标准：以桩身结构图为准；

检验方法：采用低应变动力测试法，按国家有关规定执行，检验混凝土28天强度。

九、安全措施及现场文明施工 （一）安全措施

施工中，认真贯彻“安全生产，预防为主”的方针以及“安全生产，人人有责”的精神，实行安全责任制，作好安全生产工作。

1、项目部成立安全管理小组，建立安全保证管理体系，设置专职安全员，严格要求，杜绝人身和机械等事故的发生。

2、严格遵守有关建筑安全交底制度及安全条例、法规，实行岗前教育，做好记录；执行安全检查，并定期评比总结。

3、施工人员进入现场必须身着工装、佩戴安全帽。 4、设立电工值班制度，电工应随时检查电路、电器情况，及时排除隐患。

5、严禁酒后作业及串岗作业。

6、机械操作工、电气焊工、电工等特殊作业人员应持证上岗。

7、夜间施工要有足够的照明度。

8、本工程使用大型机械设备，各工序交叉施工。因此全体施工人员在现场施工或行走时要高度注意，避免发生机械碰撞或伤人。

9、泥浆池要设置围栏，夜间设信号灯警示。 （二）现场文明施工

1、现场临设、料具堆放布置要合理，材料应做到定位并归类码放整齐，现场道路应平整畅通。

2、钢筋加工场地应清洁无污水。

3、施工现场严禁随地大小便，严禁打架斗殴。 4、泥浆要定向排放，严禁泥浆溢流。

5、驶出现场的车辆要清洗好车轮，防止带泥土上路影响市容。

6、各种车辆禁止高音鸣笛、乱哄油门，设备不作业时应熄火停机；施工人员禁止大声喧哗，减小噪音污染。

7、施工现场主干道清扫干净，车辆缓慢行驶，减少粉尘污染。

8、现场严禁使用明火，应设置消防器材，并保证消防器材有效。

9、宿舍区及食堂要保持干净、卫生，经常进行必要的消毒，预防流行病传播。

10、加强环保意识，营造文明施工氛围。 十、技术经济分析

按同等设计承载力4000KN，单根支盘扩底桩与普通钢筋混凝土灌注桩经济指标分析如下： 后压浆桩 普通混凝土桩 桩径 桩长 注浆管 （m） （m） （ф） 22 39 32 水泥用量 （T） 混凝土量 （m3） 混凝土单方 承载力 （kN/m3） 476 267 单价 元/m3 1000 900 总价 （元） 8460 13500 由上可见，使用后压浆桩可比普通钢筋混凝土灌注桩节约混凝土量%左右，总造价节约%，以上分析未计钢筋含量的比较， 综合考虑，使用后压浆桩可节约造价30－50%，工期缩短40%左右。

十一、工程实例

迎泽家园二期工程14#、15#、16#高层住宅楼地基处理采用了灌注桩后压浆桩，工程自2004年8月26日开工到10月15日结束，灌注桩后压浆单桩设计承载力标准值4000kN，桩径700mm，桩长22m，桩顶标高为，共计267根。经3组试锚桩静荷载试验及根桩低应变完整性检测，试桩加载8000kN，最大沉降，小应变试验检测根（占总桩数20%），Ⅰ类桩为50根，占总数的%，Ⅱ类桩为4根，占总数的%，均检测合格，符合规范和设计的要求。与普通钢筋混凝土灌注桩相比较，节约资金220万左右。桩基施工验收分部工程质量优良，经济和社会效益显著。