后注漿施工指導手冊

1、鄭州市三環(huán)市快速化工程樁基后注漿設計施工與質量檢驗指導手冊鄭州市市政工程建設中心鄭州大學綜合設計研究院2012年8月23日目錄一、編制依據3二、工程樁基設計概況3三、后注漿灌注樁施工流程與作用機理4四、后注漿灌注樁施工與注漿設計要點5五、注漿失敗與處理10六、質量檢驗與控制要求12一、 編制依據1、建筑樁基技術規(guī)范（JGJ94-2008）；2、公路與橋涵工程地基基礎設計規(guī)范（JTG D63-2007）；3、公路橋涵施工技術規(guī)范（JTG-TF50-2011）；4、公路工程質量檢驗評定標準（JTGF80/1-2004）；5、建筑基樁檢測技術規(guī)范（JGJ106-2003）；6、鄭州市三環(huán)快速化工程后

2、注漿灌注樁試樁檢測成果報告 ；7、其他國家相關行業(yè)標準和地區(qū)經驗。二、 工程樁基設計概況三環(huán)線高架與立交工程采用的基礎形式為大直徑灌注樁，直徑一般為1.21.5m，少量為1.8m。鉆孔灌注樁具有施工簡單、對地層適應性強等優(yōu)點，但鉆孔灌注樁施工中葉存在因孔底沉渣難處理干凈而降低端阻及因泥漿護壁而降低側阻的缺點，從而使鉆孔灌注樁的側阻系數比打入式預制樁要低。三環(huán)快速化工程設計采用了樁側和樁端同時注漿的復合后注漿技術，以提高灌注樁的豎向承載力和減少沉降，并起到降低工程成本，節(jié)省樁基工程工期的作用。復合注漿技術系指對普通混凝土灌注樁，通過預埋管路與裝置對其進行樁端、樁側分別進行注漿的施工工藝。現行公路

3、與橋涵工程地基基礎設計規(guī)范（JTG D63-2007）中列入了對灌注樁樁端進行后注漿的工藝及設計計算方法；建筑樁基技術規(guī)范（JGJ94-2008）對灌注樁復合注漿技術進行了規(guī)定。以上形成了本工程設計施工的原則依據?？紤]到工程地域性和行業(yè)性特點，三環(huán)快速化工程引入了復合后注漿灌注樁技術，并進行了大規(guī)模的設計階段的試樁工作，共設計8組49根樁的豎向抗壓靜載測試工作和6根樁的水平承載力測試。其中，豎向抗壓承載力試驗采用分布式光纖配合振弦式應變計對樁側阻力與樁端阻力進行了測試，結果表明，與實驗報告提供的樁側阻力相比，復合注漿側阻的增強系數在1.52.0之間；對應樁端阻力增強系數為1.52.2。樁側阻力

4、系數略大于公路與橋涵工程地基基礎設計規(guī)范（JTG D63-2007）推薦值1.31.7，與建筑樁基技術規(guī)范JGJ94-2008 推薦值1.42.0較吻合；樁端阻力增強系數較建筑樁基技術規(guī)范JGJ94-2008推薦值2.22.8小，與公路與橋涵工程地基基礎設計規(guī)范（JTG D63-2007）推薦值1.52.0較接近。根據實驗階段的成果，各設計單位對樁基設計文件進行了優(yōu)化修改，優(yōu)化設計后的基本樁徑為1.5m、1.2m，樁長大多在28m45m之間。三、 后注漿灌注樁施工流程與作用機理1、 復合注漿灌注樁施工流程成孔預埋注漿管下鋼筋籠制作注漿管清孔澆灌砼成樁注漿管開塞壓力注漿觀測注漿壓力和注漿量（雙控

5、）記錄最大壓力和單（雙）管注漿量清理機具資料整理拌制水泥漿圖1 壓力注漿工藝流程圖灌注樁成樁與后注漿流程如以上框圖。2、 復合后注漿作用機理灌注樁復合后注漿的作用及其機理主要表現在以下幾個方面：1） 樁端注漿對樁端沉渣、樁端持力層進行加固，提高了樁端阻力的發(fā)揮系數值；2） 樁端注漿固化了樁側泥皮，提高了樁側土體抗剪強度，從而提高樁側阻力。3） 樁端承載力的提高減少了同荷載條件下樁端沉降量，在一定程度上可提高樁側阻力發(fā)揮度，從而大幅度提高整個單樁承載力。4） 后注漿樁樁身壓縮量相對較小，可以減少樁頂沉降量。5） 灌注樁后注漿由于對端部和樁側都進行了固化，從而提高了樁基礎抵抗動荷載作用和長期荷載作

6、用的能力。6） 樁端樁側后注漿還可以對有缺陷的工程樁客觀上起到加固處理的作用，從而提高了工程樁質量。四、 后注漿灌注樁施工與注漿設計要點1、 灌注樁清孔要求1） 試樁應嚴格按照相關規(guī)范進行二次清孔，二次清孔在下完導管后進行，二次清孔采用氣舉反循環(huán)或泵吸反循環(huán)，二次清孔后的孔底沉渣厚度一般應小于設計要求（本工程要求沉渣厚度小于100mm），二次清孔完成后，立即灌注水下混凝土。2） 對二次以上清孔后沉渣厚度仍大于100mm小于200mm的樁，應做好記錄，并在隨后的樁底注漿時適當增加注漿量。2、 注漿裝置制作與安裝1） 注漿裝置應按設計要求制作，加工時一定要逐根檢查，防止管內有雜物及管子破損裂縫。2

7、） 注漿裝置管路的所有焊接作業(yè)不得焊透，以防滲漏。3）樁端后注漿利用聲測管作底注漿管，聲測管布置3根，呈等邊三角形，聲測管為50鋼管，頂端高出地面500mm，并用堵頭封嚴，防止泥漿等雜物進入。超聲波檢測后進行樁端注漿。3根50鋼管綁扎布置在鋼筋籠內側，隨鋼筋籠一起下入孔底。選取兩根聲測管做注漿管，2根注漿管下部分別用三通聯接1根內徑&25帶鋼絲的柔性高壓塑料管，注漿噴頭管繞樁身環(huán)形布置，注漿噴頭管的外側打孔后纏防水塑料帶密封。兩根中一根作為備用管，主注漿管出現意外注漿失敗時啟用，見圖2。圖2 注漿管端頭構造圖4）樁側后注漿樁長45m及以上的設置3道側注漿閥，樁長45m一下的設置兩道，按

8、照以下原則布設側注漿閥：最下面一道距離樁底12m18m、最上面一道距離樁頂8m15m，每道側注漿閥豎向間距為12m。每道注漿閥對應一根注漿鋼管，注漿管采用DN25鋼管，鋼管綁扎布置在鋼筋籠外側，隨鋼筋籠一起下孔，注漿管端部用三通聯接注漿噴管，注漿噴管為1根內徑&25帶鋼絲的柔性高壓塑料管，繞樁身環(huán)形布置，沿鋼筋籠外側布置，在噴頭管的外側打孔后纏塑料袋密封。見圖3。圖3 樁側環(huán)形注漿管構造圖3、 開塞灌注樁后注漿施工中，采用樁底不填碎石方案、開塞時間提前的措施。開塞在混凝土澆筑后12h24h進行，開塞后用清水沖洗注漿管道，直至溢出清水，然后用堵頭重新封閉壓漿管。4、 后壓漿施工時間、順序

9、和速率1） 注漿作業(yè)宜于成樁3d后進行，不得遲于成樁14d后；2） 當需要在聲測完成后進行注漿時，應盡量縮短聲測齡期；如對注漿口采用單向閥等可靠措施，則注漿時間不受上述限制。3） 注漿和開塞作業(yè)與成孔作業(yè)點的距離宜大于10m；4） 復合注漿順序宜先樁側注漿，后樁底注漿，多斷面樁側注漿應先上后下，樁側注漿和樁底注漿時間間隔3h6h；5） 對于群樁注漿應先外圍后內部。5、 注漿壓力和注漿要求1） 注漿應滿足設計需要的壓力和持續(xù)時間要求，本工程注漿壓力為：樁側注漿壓力2MPa2.5MPa（直徑大、樁長短、注漿點埋深小、泥皮厚取低值，反之取高值）；樁底注漿壓力2MPa4MPa（密實黏土取高值）；持荷時

10、間要求：壓力達到設計值后持荷時間應不小于5min。為保證壓力監(jiān)測效果，注漿泵壓力表應經過標定；2） 為減少管路系統對注漿壓力的損失，注漿泵與注漿孔口距離不宜大于30m，并確保注漿過程中注漿管路不產生彎折；3） 規(guī)范要求注漿流量一般控制在為75L/min左右，為保證注漿效果，要求注漿泵最高額定壓力應大于10MPa，流量大于5m3/h。4） 當滿足下列條件之一時可終止注漿：（1） 注漿總量和注漿壓力均達到設計要求；（2） 對每一道注漿，注漿量達到設計值，但注漿壓力沒有達到設計值。此時改為間歇注漿，再注設計值30%水泥漿為止。（3） 對每一道注漿，注漿壓力達到設計值并在持荷5min后，注漿量小于設計

11、值，此時保證注漿量不低于設計值的80%即可。6、 注漿量（水泥用量）設計1）注漿量按建筑樁基設計規(guī)范JGJ94-2008第6.7.4條公路與橋涵工程地基基礎設計規(guī)范（JTG D63-2007）第5.3.6條計算確定，單樁注漿量估算： Gc =pd+snd對群樁初始注漿的數根基樁的注漿量應按上述估算值乘以1.2系數。以樁徑1.2m為例，按照本工程地層情況，試樁單樁注漿量按估算為：復合注漿：Gc =(pd+snd) ×1.2 = （1.8×1.2+0.8×2×1.2）×1.2 = 4.9t即對于樁徑1.2m的樁：樁側注漿水泥用量為1.2t/道；樁底

12、注漿水泥用量3t；注漿水泥總用量為兩道側注漿閥時單根樁5.4t，三道側注漿閥時為6.6t。即對于樁徑1.5m的樁：樁側注漿水泥用量為1.5t/道；樁底注漿水泥用量3.5t；注漿水泥總用量為兩道側注漿閥時單根樁6.5t，三道側注漿閥時為8t。即對于樁徑1.8m的樁：樁側注漿水泥用量為2t/道；樁底注漿水泥用量4.5t；注漿水泥總用量為兩道側注漿閥時單根樁8.5t，三道側注漿閥時為10.5t。表一 灌注樁復合注漿水泥用量（t）灌注樁設計樁徑d/m樁側單點注漿量樁端注漿量單樁總注漿量二道樁側三道樁側1.21.23.05.46.61.51.53.56.58.01.82.04.58.510.52）對沉渣

13、厚度大于100mm或泥皮厚度較厚樁，應根據沉渣厚度適當增加注漿量。7、注漿材料和水灰比1）配置注漿漿液采用P.O 42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥要求新鮮、不結塊，并按有關規(guī)定批次送檢，合格后方可使用；2）為保證水泥土強度并考慮泵送效果，漿液水灰比取0.550.6。8、水泥漿的制備水泥漿的制備應符合下列要求：1）水泥漿的配合比應采用經認證的計量裝置計量，材料摻量符合設計要求；2）選用的攪拌機應能夠保證攪拌水泥漿的均勻性；在攪拌槽和注漿泵之間應設置存儲池，并應進行攪拌以防漿液離析和凝固；攪拌后水泥漿有效使用時間不大于4小時。3）攪拌時間不少于3分鐘，漿液用3×3mm的濾網進行過濾，漿液采

14、用純水泥漿。9、常見問題處理1）正常注漿過程中經常出現的幾種情況（1）壓力逐漸上升，但達不到設計要求的壓力，這可能是漿液在粘土中形成脈狀劈裂滲透，或漿液濃度低、凝膠時間長，或部分漿液逸出；（2）壓漿開始后壓力不上升，甚至離開初始壓力值呈下降趨勢，這可能是漿液外逸。（3）壓力上升后突然下降，這可能是漿液從注漿管周圍溢走，或注速過大，擾動土層，或遭到空隙薄弱部位。(4)壓力上升很快，而速度上不去，表明土層密實或膠凝時間過短。(5)壓力有規(guī)律上升，即使達到容許壓力，壓漿速度也很正常（變化不大），這表明壓漿是成功的。(6)壓力上升后又下降，而后再度上升，并達到預定的要求值，可以認為是第(3)種情況的空

15、隙部位已被漿液填滿，這種情況也是成功的。2）間歇注漿出現注漿壓力長時間低于正常值或地面出現冒漿時改為間歇注漿，間歇時間為3060min，或調低漿液水灰比。3）后壓漿施工過程中應注意事項（1）注漿管加工時一定要逐根檢查，防止管內有雜物及管子破損裂縫；在壓漿管埋設時要嚴密組織，精心施工，盡量不要使壓漿管堵塞，壓漿管入孔時操作需小心謹慎，避免損壞；（2）注水泥漿前要先用清水打通通道，注水暢通后再注水泥漿；（3）壓漿前要檢查設備是否正常運轉，檢查攪拌的水泥漿的稠度及初終凝時間，配制的水泥量是否滿足壓漿需要；（4）施工過程中，發(fā)現異常應及時通知設計單位共同協商采取相應處理措施。五、 注漿失敗與處理1、

16、注漿失敗由于施工操作不當（如注漿單向閥門反向安裝）或土層本身性質導致注漿孔堵塞，引起后注漿施工中的預置的注漿管失效，導致設計的漿液不能注入，或管路雖通但實際注漿量達不到50%,且注漿壓力達不到終止壓力，視為注漿失敗。此時，應分析失敗原因并及時通知設計單位協商處理。2、 原因調查和分析應在調查各種注漿施工資料、局部地質情況、樁施工質量的基礎上，分析注漿失敗原因，總結經驗、避免重犯。3、 樁側注漿失敗處理在樁側重置注漿孔通過埋設的注漿管補充注漿，注漿量與注漿壓力宜超出正常注漿設計指的30%50%。4、 樁端注漿失敗處理1） 采用抽芯方法埋設注漿花管補充注漿，注漿花管應采用單向閥裝置（如圖4），花管

17、長度不小于500mm800mm（直徑大時取高值），注漿孔可設置在直徑1/3處并且不少于2處，對1.8直徑樁宜布置3個采用對稱布置。圖4樁端注漿花管噴頭布置圖5 樁端注漿花管噴頭位置設置2）花管噴頭出漿孔徑一般為5mm8mm，間距100mm、十字軸對稱布置間隔50mm，端部出漿孔與注漿管底距離為30mm50mm，出漿孔預先插入長桿圖釘封堵，外纏包裝膠帶鐵絲固定，注漿管底部焊死；3注漿壓力宜超出正常注漿設計值的30%。六、 質量檢驗與控制要求1、 注漿質量管理要求2） 應根據工程地質勘察報告、設計文件等編制后壓漿施工組織設計方案，注漿施工前應對操作工人進行詳細的技術交底；3） 大批量工程樁注漿施工

18、前，應進行實驗性注漿施工，及時分析和解決操作者存在的問題、積累經驗；4） 后注漿正式施工前應提供水泥材質檢報告、注漿泵壓力表檢定證書、試注漿記錄、設計工藝參數、后注漿作業(yè)施工方案、特殊情況處置預案等。對成孔、澆筑混凝土過程中有缺陷的樁，應適當調整注漿量、注漿壓力；5） 施工過程中對注漿裝置制作、安裝質量應進行檢查驗收；對開塞、水泥漿制配、注漿過程、注漿失敗的處理過程應進行旁站監(jiān)理，并對水泥用量、水灰比、注漿壓力等關鍵參數及時記錄簽證。2、 后注漿鉆孔灌注樁檢驗內容和要求1） 樁身混凝土所用的水泥、砂、石、水、外摻劑及混合材料的質量和規(guī)格必須符合有關規(guī)范的要求，按規(guī)定的配合比施工；2） 成孔后必須清孔，測量孔徑、孔深、孔位和沉淀厚度，確認滿足設計或施工要求后，方可灌注水下混凝土，具體要求見表2；表2 后注漿鉆孔灌注樁施工檢測項目項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和要求1混凝土強度（Mpa）在合格標準內試塊、聲測法2樁位（mm）群樁100全站儀或