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注浆技术交底

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2020年4月19日
文档仅供参考
安全技术交底
施工单位：中铁十八局集团第二工程有限公司 工程名称：海口东海岸如意岛跨海大桥项目
监理单位：上海建科工程咨询有限公司 合 同 段：第一合同段
单位工程
跨海大桥
分部（项）工程
桩基
交底内容
桩基注浆
接受交底班组

交底内
容

交底内容

交底内容

灌注桩后压浆施工工艺
后压浆工艺原理及作用
概述
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经过预埋于桩端或桩侧的压浆管高压注入纯水泥浆或其它特制的水泥浆，从而达到改进成桩工艺，提高桩端或桩侧的承载力，减少工程沉降量。
钻孔灌注桩后压浆技术是在成桩过程中，在桩基或桩侧预置压浆管路，待桩身砼达到一定强度后，经过压浆管路采用高压注浆泵注入特殊配方水泥浆液，使桩底沉渣及桩周之间的泥皮隐患得到根除，桩身强度得到补强，桩底、桩侧周围土体得到密实，桩与桩周土粘结力得到提高，从而使钻孔灌注桩承载力获得提高的一种先进科学的技术方法。
经过对桩端和桩侧压注水泥浆液，在高压注浆泵的压力作用下，水泥浆液渗透至桩端残渣疏松土体和桩侧壁土体，使桩端和桩侧土体形成一种较土体强度高的复合土体，使桩端和桩侧土体的结构密实，增强桩端土体的抗击强度，增大桩侧土体摩阻力从而提高单桩承载力。
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、下的限制，桩底粗粒土质优于细粒土质。
后压浆提供桩基承载力的原理
1、用泥浆护壁钻进的钻孔灌注桩存在的一大弱点，就是成桩后桩底残留软弱沉渣，这沉渣极大地降低桩的承载能力，增大沉降，而桩底浆能够处理掉这些沉渣，使其压密、脱水、变薄。
2、固化桩侧土体，同时压浆时还可压密桩底周围土体，并形成扩大头，这都会极大地提高桩端承载力。另外，破坏和消除泥皮，填充桩侧间隙，提高桩土粘结力，提高侧摩阻力。
主要机理：
1、沉渣和泥皮的固化效应；
2、渗入胶结效应；
3、劈裂加筋效应；
4、扩底扩径效应；
5、消除泥皮，提高桩侧摩阻力。
后压浆作用
1、固化灌注桩的沉渣（虚土）和泥皮，加固桩底桩侧一定范围的土体，使侧摩阻力和端承力的提高。
2、胶结孔底沉渣，消除桩身过大的沉降。
3、修补桩身缺陷部位，保证设计承载力。
4、减少桩基建筑物的不均匀沉降。
设计要求
（1）桩端、桩侧后压浆导管采用Φ60mm钢管壁厚4mm，连接采用套管焊接，焊接后应密闭，不得有空隙，且导管不能用作钢筋笼吊点。导管高出作业地面500mm，上端预先封堵。压浆导管与钢筋笼加劲箍固定采用14＃铁丝十字绑扎。
本项目试桩共2根需要注浆，每根桩均安装4根桩底注浆管和4根桩侧注浆管，其中桩底注浆管伸出桩底200mm。
对于直径70m桩长的试桩，桩侧注浆阀的位置分别在距桩顶20m、35m和50m处，且沿桩边环形均匀布置6个注浆阀，对于桩长53m的试桩，桩侧注浆阀的位置分别在距桩顶18m、28m和38m处，且沿桩边环形均匀布置6个注浆阀。高出地面的注浆管应做好保护措施和标示清楚是什么位置的注浆管。
（2）后压浆管阀应能承受1MPa静水压力，管阀外部应有防砂石冲撞保护层，管阀应具有逆止功能。
（3）混凝土灌注完成后12～24小时内利用清水开塞，保证注浆管畅通。
（4）确定合理注浆顺序，复合注浆时应先注桩端再注桩侧，桩侧注浆应先下后上，桩侧桩端注浆间隔时间不宜少于2h，桩端注浆对同一根桩的各注浆管应依次实施等量注浆。
（5）钢筋笼入沉放过程中不宜重复向下冲撞和扭动，钢筋笼应沉放到底，严禁悬吊。
（6）压浆水泥采用P.O.42.5普通硅酸盐水泥。浆液水灰比宜控制在0.5~0.7，压浆控制采用双控法，以水泥压入量控制为主，压力控制为辅,注浆量不宜超过75L/min。施工时要作好详细记录。当采用桩侧注浆时，应先桩侧后桩端注浆。
（7）注浆开始时间为成桩后2~5天。桩底注浆压力宜为 2—8Mpa，桩侧注浆压力一般为桩底注浆压力值的一半，每根桩的注浆量约为4吨水泥，由现场根据实际情况控制。
（8）后注浆采取注浆量和注浆压力双控原则，以确保注浆效果。
（9）水泥浆性能：初凝时间3～4h，稠度17～18s，7天强度大于等于10Mpa。
（10）外加剂：采用微膨胀剂含量≤5％。
（11）压浆结果标准：采用注浆量和注浆压力两项指标双控，以注浆量为主，当注浆量达到设计值后，可停止压浆。当压浆量达到设计值80％以上，且压力达到8MPa以上，亦可停止注浆。
质量控制标准：
（1）严格按照设计图纸要求施工；
（2）桩基施工、验收按照以下规程、规范：
a《建筑桩基技术规范》（JGJ94- ）；
b《建筑地基基础设计规范》（GB50007- ）；
c《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202- ）；
d《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106- ）。
拟投入到桩基后压浆施工的主要机械、设备
注浆机械选型：
本工程注浆压力要到达2~8Mpa，且注浆量较多，选用型号为SGB6-10型注浆泵，其具体参数如下：
型号参数
单位
NSB100-30A
型式

三缸单作用活塞泵
排量
r/min
100
最高压力
MPa
10
活塞直径
mm
60
活塞行程
mm
85
活塞往复次数
min-1
152
排水口直径
mm
50
吸水管内径
mm
50
电动机

Y180M-4 18.5kW YB180M-4(KB) 380/660V
18.5kW 1470r/min
重量(不包括动力机)
kg
750
外形尺寸(长*宽*高)
mm
1890*860*620
产品图

主要机械设备投入：
SGB-10三缸注浆泵（额度注浆压力10Mpa、排浆量100L/min）：1台
D2W60双缸注浆泵（额度注浆压力8-14Mpa、排浆量60-110L/min）：1台；
HJB-200灰浆搅拌机 ： 2台；
储浆桶（含二次搅拌）：2个；
储水罐 ： 2个；
水泵 ：4个；
电焊机：2台；
25t汽车吊：1台；
运输汽车：1台。
拟投入到桩基后压浆施工的主要人员
就本工程桩基后压浆施工我项目部部已做如下施工安排和部署： 压浆采用专业压浆队伍投入下管工4人，压浆泵手4人，压浆操作人员12人，辅助杂工6人，专业负责人三名。
后压浆施工工艺
施工工艺流程
桩基后压浆施工工艺流程见图5-5-1。

图5-5-1 桩基后压浆施工工艺流程图
施工准备
根据后压浆技术设计要求，采取有力的技术措施，加强技术管理，质量管理，保证压浆质量。
压浆前的调查准备
(1)注浆区的地质构造及浆液可能流失的通道和空洞；
(2)地质分层及需要注浆处理地层的土质或岩性特征；
(3)调查需要处理地层的强度或渗透程度；
(4)调查构筑物的损害程度和注浆会对周围构筑物的影响；
(5)调查注浆过程中，废浆排放对环境的影响、注浆后地下水位的变化 对环境的影响。
注浆材料选择
土质条件是决定浆材的关键，其次是环境条件、注浆目的和要达到的预期效果等因素。
理想的注浆材料应该满足以下一些要求：
（1）浆液粘土低，流动性好，可注性好，能够进入细水孔隙和粉细砂砾层；
（2）浆液凝固时间能够准确控制；
（3）浆液的稳定好；
（4）浆液无毒、无臭、不污染环境；
（5）浆液对注浆设备、管路损伤小，而且容易清洗；
（6）浆液固化时收缩小，并能牢固与岩土粘结；
（7）浆液结石率高，易于形成结合体；
（8）结合体耐态化性能好；
（9）注浆材料的粒度较细，易于扩散流动；
（10）浆液配置方便，操作容易掌握，原材料来源丰富，且价格便宜。
（11） 水泥、外加剂等材料准备充分，压浆前运抵现场，每盘外加剂计量好，装进塑料袋，保证其掺量的准确性。注浆水泥制成的浆液，水泥采用Po42.5MPa无结块的双检水泥，水中注浆采用低碱水泥；浆液水灰比0.5-0.7；外加剂为U型微膨胀剂，膨润土，特效减水剂。
本工程注浆采用水灰比0.6的纯水泥浆，对渗透性好的地层可掺入膨胀剂或注水泥砂浆。
压浆设备进场调试
压浆设备（每班组）：注浆泵（两台，一台注浆，一台清洗），浆液搅拌机，贮浆桶，压浆12Mpa压力表，球阀，溢流阀，16目纱网。注浆必须配备卸荷阀，限定压力8～9Mpa。注浆泵流量不大于60L/min，为确保压浆过程中不因机械事故而停顿，压浆设备必须有备用件。

设备配置：流量表，实时监测注浆数量
技术准备
施工前做好技术准备工作，确定注浆量、注入率、注浆压力和注浆速度 。
注浆压力是注浆施工效果好坏的关键因素之一。注浆压力的确定要考虑下列三个方面：
1）终注浆压力要小于桩上抬的摩阻力，即注浆时不能使桩向上严重位移；
2）最终注浆压力要尽可能使桩端、桩身混凝土少破坏；
3）最终注浆压力要使注浆量达到设计要求，形成扩大头，使桩端加固明显。
根据设计文件、规范要求做好技术交底工作。
压浆管制作与安装
根据设计要求利用声测管作为注浆管，型号为为Ф60*4mm钢管，顶端高出地面500mm，并用堵头封严，防止泥浆等杂物进入。超声波检测后进行桩端注浆。
钢管绑扎布置在钢筋笼内侧，随钢筋笼下至孔底。选取2根声测管做注浆管，2根注浆管下部分别用三通连接一根内径φ25带钢丝的柔性塑料管。注浆喷头管绕桩身环形布置，注浆喷头管的外侧打孔后缠防水塑料带密封。两根中的一根作为备用管，主注浆管出现意外时启用。
本着便于施工、易于控制、从实际情况出发的原则，钢筋笼分段制作完成后将注浆管分别与钢筋笼加劲箍采用14＃铁丝十字绑扎在对应的位置，在下放钢筋笼是一定要注意不能碰撞注浆管甚至将注浆管碰破、碰断；管与管连接采用外接短套管焊接，焊接后应密闭，不得有空隙，且导管不能用作钢筋笼吊点；注浆管接到地面并高出地面约500mm，管顶端口采用软木塞封闭。

注浆管与喷头的连接：采用丝扣连接注浆喷头的制作是直接关系到后面能否顺利开塞、注浆的关键工序，注浆喷头是一个带有逆止功能的单向喷头，后压浆管阀应能承受1MPa静水压力，管阀外部应有防砂石冲撞保护层。
压浆管路应编号并挂牌明示，压浆管路按编号顺序与浆液分配器对应连接牢固。
桩底压浆管的设置与制作：
钢筋笼加工成型后，在钢筋笼内侧均匀布设压浆管，按设计要求安装。压浆管接头焊接密实，与钢筋笼绑扎牢固（甚至焊接牢固）。压浆管顶端必须高出地面50cm，底端必须到达桩底。在钢筋笼入孔前安装注浆阀，每根管底设好注浆阀门，钻机成孔后，用吊车吊装在保证钢筋笼不变形的前提下方可进行压浆管的焊接处理，压浆管焊接牢固可靠后方可继续安装钢筋笼，准备灌注。
注浆阀：在桩底注浆管底部30cm范围内每隔10cm钻4排直径10mm的喷浆孔，并用胶带封闭，注浆管底端焊死封闭，上端5cm范围内套国标螺纹扣，并配相应直径的管箍，防止补浆管螺纹损坏。
后注浆阀应具备的性能：
a注浆阀应承受1Mpa以上的净水压力，注浆阀外部保护层应抵抗砂石等硬质物的刮撞而不致阀管受损。
b注浆阀具备逆止功能。
c灌注碎石
桩砼灌注之前，为了便于桩底注浆，应经过导管灌注2—4cm碎石，灌注量为30—50cm厚度，碎石必须完全压盖桩底注浆阀。
压浆管布设原理：
（1）保证压浆的均匀性
（2）便于安装和保护
（3）根据上述原则，建议压浆管均沿钢筋笼布置，并帮扎在钢筋笼内侧
（4）钢筋笼安防前向孔内投少量碎石；安放后投50cm高碎石，埋住花管。

利用声测管进行中间部位的桩侧注浆袖阀管大样
压浆管与喷头的连接：
采用丝扣连接注浆喷头的制作是直接关系到后面能否顺利开塞、注浆的关键工序，注浆喷头是一个带有逆止功能的单向喷头，后压浆管阀应能承受1MPa静水压力，管阀外部应有防砂石冲撞保护层。

水泥浆液的配制
1) 桩端压浆浆液水灰比控制在0.6左右；
2) 水泥必须控制在42.5Mpa以上，同时要求现用现拌、不得结块；
3) 浆液配制程序：先放水，再加外加剂，搅拌均匀后加水泥。经配制好的水泥浆液加入适当的减水剂和早强剂等，外加剂放于搅拌桶内充分搅拌。
4) 严格控制浆液配比，搅拌时间不少于2min，浆液应具有良好的流动性，不离折、不沉淀，浆液进入贮浆桶时必须用16目纱网进行2次过滤，防止杂物堵塞压浆孔及管路。
5) 水泥送试验室进行试验，按7天结石强度大于或等于10Mpa，确定配合比，依据试验室确定的配合比配制水泥浆液。
浆液浓度控制原则为：依据压水试验情况一般先用稀泥浆、随后渐浓，最后压浓浆。在可灌的条件下，尽量多用中等浓度以上的浆液，以防浆液无效扩散。在本工程桩施工中，拟采用0.5—0.8的浓度。

储浆桶内设搅拌器，防止水泥浆沉淀

浆液进入储浆桶前要过滤，防止大颗粒物堵塞压浆管
开塞及压力试验
桩基成桩后，为确保注浆顺利，首先对声测管进行注入清水开塞。
注浆管清水开塞一是为了疏通注浆通道、提高桩端可灌性，同时还是一次注浆前的压力试验，经过压水试验，能够在实施桩端注浆前了解桩端的可灌性，而且压水试验结果，还是选择注浆工艺参数的重要依据之一；因此压力试验是后注浆施工中必不可少的重要工序。
钻孔灌注桩成桩12~24小时内，向注浆管注入清水开塞。开塞压力一般控制在3~7Mpa，压水量一般控制在0.6m3左右；水能不断注入，同时压力也能稳住说明己开塞成功。
试注浆:一般情况下，只要冲开阀门即停止压水，在压水试验后，将配制好的水泥浆经过高压泵和预埋的管道注入到砂层中去。初注时压力较小，浆液亦由稀到稠，初注时要密切注意压浆压力、压浆量和压浆管的变化，并注意压浆节奏。进行试注浆后，优化并最终确定注浆参数。
压浆
开始压浆时间
当桩身混凝土强度到达100％后，开始压浆。首先在在出浆端设置可封闭阀门，然后经过地面压力系统经桩端压力注浆装置向桩端土层压浆，当出浆口排出的水泥浆浓度满足配合比要求时，关闭出浆口阀门，并加压注浆，直至满足压浆完成标准。
泥浆护壁钻孔灌注桩压浆时间可在灌注砼后2—30天内进行。压浆过早，将会因为桩体强度、桩侧阻力过低而导致浆液溢出地面造成压浆失败；压浆太晚，会因桩身泥皮硬化而影响向上泛浆挤入桩周体而导致浆液向远处流失达不到最佳压浆效果。注浆作业起始时间、顺序和速率的规定：
1、注浆作业宜于成桩2—10d开始。
2、注浆作业离成孔作业点的距离不小于8—10m。
3、对于群桩注浆宜先外围，后内部。
注浆压力及注浆量控制
本工程桩端注浆压力控制在2~8MPa；在注浆过程中，桩端可灌性的变化直接表现为注浆压力的变化，浆液的扩散直径、影响范围与注浆压力的大小密切相关，较高的注浆压力能使一些微细孔隙张开，有助于提高可灌性，还有助于挤出浆液中的多余水分，使浆结合体的强度得到提高；可是，一旦注浆压力超过桩的自重和摩阻力，就有可能造成桩身上抬致桩悬空。因为注浆压力与地层的密实度、渗透性、初始应力、钻孔深度、浆液浓度及注浆顺序等都有关联，因此桩底后注浆施工，一般都以注入水泥量为主要控制因素，以注浆压力为辅助控制。
压浆要求：
1) 压浆必须连续进行，中途停待不得大于30分钟。
2) 经细化水泥浆液达到其设计浆液的一定量时，方可压浆
3) 桩端压浆水泥浆量达到设计要求后即告终止。
4) 桩端压浆其泵压控制在1~5Mpa之间，压浆量控制在30～40L/min以内。
5) 当泵压浆达到8Mpa，而水泥量达80％以上时，可视为压浆合格。
6) 认真做好压浆记录，并要求及时、真实、准确。
7) 桩端压浆管路完全不通时，视为不合格，需采取补压浆措施。
为减少管路系统对注浆压力的损失，注浆泵与注浆孔距离不宜大于30米，并确保注浆过程中注浆管路不产生弯折。
规范要求注浆量一般控制在不超过70L/min左右，为保证注浆效果，要求注浆泵最高额定压力应大于10Mpa，流量应大于5m3/h。

注意：现场设置压力表、流量表，实时监测注浆数量。
压浆节奏：
为了使有限浆液尽可能充填并滞留在桩底有效空间范围内，在压浆过程中还需掌握压浆节奏，实行间歇压浆，间歇时间的长短需依据压水试验结果而定，并在施注过程中依据压浆压力变化判断桩底的灌注性加以调节。间歇压浆的节奏要掌握的恰到好处，既要使压浆效果明显，又要防止因间歇时间过长堵塞通道而使浆液沿桩周上冒现象，在注入一定浆液后暂停一段时间，待桩周浆液凝固后，再施行压浆，可达到设计要求的压浆量。
出现下列情况之一时应该选择间歇压浆
a、注浆压力长时间低于正常值；
b、地面出现冒浆或周围桩孔串浆。
间歇时间宜为30—60min，或调低浆液水灰比。
终止压浆的确定
1、最终压浆压力的确定要考虑下列三个方面因素：
1)最终压浆压力要小于桩上抬的摩阻力，即压浆时不能使桩向上过大位移；
2)最终压浆压力不能破坏桩端与桩身砼；
3)最终压浆压力要使压浆量达到设计要求，形成扩大头，使桩端加固明显；
桩底、桩侧后压浆不但使桩端阻力因土层加固而提高，还使桩侧阻力提高，这是因为桩入持力层一般有一定深度，桩底压浆使“嵌岩段”侧阻力明显提高，另外，浆液沿桩壁泥皮向上渗透也使部分桩侧土得到加固。
当满足一下条件之一的可终止注浆：
1）注浆总量和注浆压力均达到设计要求；
2）对每一道注浆来说压浆量达到设计值，但压浆压力没有达到设计值。此时改为间歇注浆，再注设计值的30%水泥浆为止；
3）对每一道注浆来说，注浆压力达到设计值并在持荷5分钟之内，注浆量少于设计值，此时保证注浆量不低于设计值的80%即可。
注浆顺序
确定合理注浆顺序，复合注浆时应先注桩端再注桩侧，桩侧注浆应先下后上，桩侧桩端注浆间隔时间不宜少于2h，桩端注浆对同一根桩的各注浆管应依次实施等量注浆。桩群注浆应先外围、后中间。注浆作业与成孔作业点的距离不宜小于8~10m。
注浆记录
为达到精确记录注浆量和注浆压力的要求，采用一套记录系统。
每一个注入量、压力和流量的实时数据均记录下来，进行进一步分析。在注浆的各个阶段将记录以下参数：
1）各阶段的开始和终止的日期和时间；
2）注浆泵编号；
3）注浆的孔号、深度；
4）各注浆段的累积容量；
5）冲破橡胶套阶段和其间的最后30秒的压力、平均压力和最终压力；
6）最后30秒的流量、平均和最终流量；
7）停泵的原因，自动或手动压力和流量与时间对应的曲线。
注浆记录样式：

工程名称 设计单位 总包单位 打桩单位
桩型 桩持力层 注浆头做法 桩身混凝土标号
设计水灰比 外加剂 注浆水泥量 （kg）注浆压力控制 （MPa）
序号
桩号
桩长m
注浆管号
注浆管埋设是否正常
成桩日期
开塞灌注日期
清水开塞压力/Mpa
注浆最大压力/Mpa
注浆维持压力/Mpa
单管注浆水泥量/kg
单桩累计注浆量/kg
备注

管1

管2

管1

管2

特别注意事项
（1）避免压浆管在钢筋笼的安装下放过程中损坏
（2）检查压浆管密封性
（3）压浆前要压水开塞
（4）储浆桶内要设搅拌器
（5）注浆口安装浆液逆止阀
（6）专人负责记录
压浆后期保养龄期
所谓压浆的保养龄期即桩底压浆后多少时间后能够做静载试验或作为工程桩使用的龄期，在桩身砼达到设计要求的条件下，承载力检验应在后注浆15d后进行，一般要求压浆后保养25d左右。
后注浆施工完成后应提供的资料：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。
常见问题处理措施
（1）喷头打不开
若压力达到1Mpa依然打不开注浆喷头，说明喷头部位已经损坏或堵塞，不要强行增加压力，可在另一根管中补足注浆量。若两根管都无法开塞，群桩：可在其相邻周边桩均匀地增加注浆量；单桩：重新引管注浆。
（2）出现冒浆、或逆喷
注浆时时常会发生水泥浆沿着桩侧或其它部位冒浆的现象，若水泥浆液是在其它桩或者地面上冒出，说明桩底已经饱和，能够考虑停止注浆；若从本桩侧壁冒浆且注浆量也满足设计要求，也能够停止注浆；若从本桩侧壁冒浆且注浆量较少，可将该注浆管用清水或压力水冲洗干净，等已经注入的水泥浆液固化、堵塞冒浆的毛细孔道后再重新注浆（间歇注浆），间歇时间宜为30~60min，也可视情况适当调低水灰比。
（3）单桩注浆量不足：
注浆时最好采用整个承台、群桩，一次性注浆，注浆时先注周圈的桩，形成一个封闭圈后再注中间的桩，这样就能保证中间桩位的注浆量，和发挥注入浆液最大能效；出现个别桩注浆量达不到设计要求的，应适当增加周围相邻桩的注浆量，单桩：重新引管注浆。
（4）压力过小：
注浆量达到设计要求但压力很小（一般在注浆初期遇到），应适当增加注浆量、或采取间歇注浆。
（5）桩身上抬（粘土层）：
注浆中桩身上抬（桩体上抬不能大于3mm），及时减小注浆压力或停止注浆。
正常压浆过程中出现的几种情况：
a压力逐渐上升，但达不到设计要求的压力，这可能是浆液在粘土中形成脉状劈裂渗透，或浆液浓度低，凝胶时间长，或部分浆液溢出。
b压浆开始后压力不上升，甚至离开初始压力值呈下降趋势，这可能是浆液外逸。
c压力上升后突然下降，这可能是浆液从注浆管周围溢走，或注速过大，扰动图层，或遇空隙薄弱部位。
d压力上升很快，而速度上不去，表明土层密实或胶凝时间过短。
e压力有规律上升，即使达到容许压力，压浆速度也很正常（变化不大），这表明压浆时成功的。
f压力上升后又突然下降，而后再度上升，并达到预定的要求值，能够认为是第a种情况的空隙部位已被浆液填满，这种情况也是成功的。
（6）浆液流失
采用速凝浆液，即在水泥浆液中加入速凝剂；
采用水泥—水玻璃双浆液；
控制水灰比，增加水泥用量。

海口市如意岛项目跨海大桥

桩基注浆技术交底
（注浆施工队）

中铁十八局集团第二工程有限公司
如意岛项目跨海大桥项目部