谈谈冲孔从某工程实例探析冲孔桩持力层复合注浆加固施工质量制约

摘要：在本文中，笔者介绍了某工程桩基础持力层复合注浆加固的施工方法，重点探索复合注浆加固施工过程中的质量控制要点。
关键词：复合注浆；持力层；施工质量

1前言
某办公楼工程冲孔桩施工后，经检测证实冲孔灌注桩持力层不符合设计要求，需要采取补强加固措施。为了确保桩基础加固达到设计和使用要求，必须对补强加固工程实施严格的监控，以严格的质量控制手段确保加固施工质量。作为基础分项工程施工质量缺陷的补救措施，加固效果直接影响到总体施工进度和项目经济效益。因此对桩基础加固施工的质量控制显得尤为重要。本文以某工程冲孔灌注桩持力层的加固施工为案例，探索复合注浆加固施工的质量控制。
2工程概况
某二十二层住宅楼，建筑面积约25835m2，框剪结构，地下一层，桩基础采用135根Φ800～Φ1600mm冲孔灌注桩，设计持力层为微风化岩，要求深入持力层0.5m。
3地质概况
本工程地质情况比较复杂，按地质成因从上至下分：①第四系表土：素填土；②残积土：粉土，局部为粉质粘土、角砾；③白垩系基岩三层：砂砾岩，其中大部分钻孔显示基岩层由强风化层直接过渡至微风化层，部分钻孔夹少量中风化岩。ZK15和ZK16钻探孔夹薄层状中、风化夹层和残积土夹层。住宅楼占地面积62×46m，基岩深度变化大，微风化岩面深度由1

2.10m至2

7.50m不等。

417#桩检测情况 ⑴之一孔0.00～11.22m为混凝土芯样完整，11.22～12.44m为强风化砂砾岩，半岩半土状、破碎状，12.44～1

4.90m微风化砂砾岩，呈短柱状。

⑵之二孔0.00～11.12m为混凝土芯样完整，11.12～12.15m为强风化砂砾岩，半岩半土状、破碎状，12.15～1

3.00m微风化砂砾岩，呈短柱状。

桩端持力层为强风化砂砾岩，不符合设计要求，需要采取补强措施。
5补强方案
本工程桩基础由加固经验丰富的加固单位根据17#桩的缺陷情况，制定了复合注浆的加固方案，经建设、勘察、设计及监理单位确认后实施。

5.1加固设计

⑴复合注浆孔数布置：5孔，新增3孔，孔径101mm；
⑵注浆材料：采用水泥浆液，水泥为4

2.5R；

⑶浆液水灰比：0.7:1～1:1。
⑷①高压旋喷参数：喷水压力≥25Mpa；喷水泥浆压力≥30Mpa；②提升速度：喷水

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10cm/min（复喷两遍）。喷浆10cm/min（复喷一遍）；③回旋速度20r/min～40r/min；④旋喷水泥浆液水灰比为1:1；⑤水泥用量600～800kg/m；
⑸静压注浆参数：①注浆压力位0.5～5.0Mpa；②注浆浆液水灰比：0.7:1～1:1；③视注浆量和终压压力情况，停止注浆（静压注浆量为每桩1000kg）。静压注浆终止条件：采用注浆量和注浆终压力双控制的方法，当注浆量达到设计值且注浆压力大于最小注浆压力0.5Mpa时，或注浆压力达到最大5.0Mpa时，停止注浆。

5.2加固施工方法

5.

2.1钻孔

利用已抽芯的两个钻孔，并新增三个注浆孔，新增注浆孔应钻至桩底以下三倍桩径以上且进入微风化岩层。
5.

2.2高压旋喷注浆法加固桩底

对一钻孔抽芯确认桩底持力层存在强风化软弱持力层的钻孔，先采用高压旋喷法对桩底软弱持力层进行加固处理。方法为通过抽芯钻孔下旋喷钻杆钻至孔底，以入微风化岩层位持力层，从桩底软弱夹层以下0.5m开始使用高压水旋喷，往上喷至桩底并确保已入桩身，复喷二遍（即共喷三遍水），然后自下而上喷水泥浆，复喷一遍（即喷二遍浆），喷水和复喷都是为了达到扩大旋喷加固范围的目的。
5.

2.3旋喷后再进行静压注浆加固桩底

高压注浆结束后，利用空口封口装置将孔口封住，利用旋喷钻孔对桩底进行静压注浆，浆液以42.5水泥为主剂。注浆施工参数严格按设计参数进行，静压注浆量需达到1000kg以上，且静压注浆要求在旋喷结束时立即进行。由于采用多次清水高压旋喷扩孔，再用水泥浆旋喷置换的技术处理手段，在水泥浆的凝结过程中，由于收缩，可能会出现工程桩与旋喷桩联接不密实的现象，因此，应在旋喷施工结束后3～4小时内，进行补浆。经静压注浆后，静压注浆浆液影响范围达到直径800mm以上，并能使大量浆液通过桩底往上渗透到桩侧而增加桩侧摩阻力，且可以防止旋喷浆液收缩。
6质量控制

6.1施工前控制

⑴施工方案审批：现场监理单位需对补强施工方案进行审批，审查施工方案是否明确施工步骤与具体工艺，参考规范为《既有建筑地基基础加固技术规范【JGJ123-2000】》；配备的施工人员、施工机具及投入材料等能否满足施工需要；施工组织是否科学可行；关键工艺的技术指标与参数是否明确等。如本案例中，注浆水灰比、旋喷压力值、提升速度、旋喷转速、静压注浆终止条件等均已明确。
⑵进场材料检验：对进场材料进行见证抽检。本案例主要对水泥进行见证送检。
⑶进场机械设备：检查进场的机械设备能否正常运转。本案例尤其要对高压旋喷机和静压注浆机的压力仪表进行检查，还需检查高压注浆管是否完好，连接口是否密实等。
⑷施工前技术交底：检查施工技术人员是否对操作工人进行技术交底。技术人员需与操作工人介绍施工工艺和施工关键要点。例如注浆压力值、浆液水灰比、旋喷深度、旋喷提升速度和旋转速度等。

6.2施工过程控制

⑴钻孔：钻孔位置必须按方案布置，并严格控制钻杆垂直度以防发生窜孔、出桩等情况。钻孔深度必须满足方案要求（本案例为到达桩底以下三倍桩径且进入微风化岩）。检查方法：检查芯样，测量其总长度是否满足要求。特殊情况：①如岩石破碎不能准确测量，需测量钻杆总长度；②如取出芯样横截面呈月牙形，则表示发生窜孔，需停止钻孔，以免发生卡钻；③如芯样出现一侧为砼一侧为土或岩，则表示已钻出桩外。由于桩径是一定的，若钻孔过程中发生布孔错误、窜孔或出桩的情况，补钻孔的难度十分大；若桩径很小但钻孔失败数量过多，有可能会导致有部分钻孔无位置可开钻，造成不能满足加固方案的局面。
⑵高压旋喷洗孔：开始洗孔前应测试高压旋喷机械以及高压管是否正常运作，如发现压力仪表损坏、高压管漏水、旋喷孔堵塞等情况需及时修理或更换方可进行下一步工序。高压旋喷洗孔时应保证水池中清水能持续补充，不发生中途停机。钻杆接杆时需密封钻杆间接口，观察接口是否漏水，如漏水需重新缠丝密封接口，以免压力从接口宣泄。通过计算钻杆总长保证旋喷钻头深度满足方案要求，方可开始洗孔，洗孔时要做好记录。观察钻杆旋转速度及提升速度是否满足方案要求，并确保洗孔次数满足方案要求。洗孔时应注意各钻孔均有泥浆水涌出方能保证桩底下各钻孔已贯通。
(3)静压注浆：由于收缩，可能会出现工程桩与旋喷桩联接不密实的现象，因此旋喷施工结束后3～4小时内，应进行补浆。静压注浆施工需在旋喷前已在钻孔孔口预埋封口用钢管，钢管均需套丝，高压管深入各钻孔底部加入水泥浆后，用盖密封其余钻孔，留出一个钻孔安装高压管。通过静压注浆机对钻孔注入足够水泥浆，或注入压力到达终止条件，则可停止加压。注浆过程需做好压力和注浆记录，保证水泥浆水灰比符合要求。当桩底地下水承压的情况下，静压注浆结束后可能会出现水泥浆从钻孔冒出的情况，此时需补灌浆并将所有钻孔封口。
7加固后检测结果
加固施工达到龄期后，对17#号桩进行抽芯检测。11.24～12.78水泥浆芯样连续，胶结好，抗压强度代表值为24.3Mpa；12.78～13.15水泥浆与岩石碎块胶结，胶结好，抗压强度代表值为2

5.2Mpa，满足设计要求。

图1加固前桩底持力层为强风化砂砾岩
图2加固后桩底上部为水泥浆置换强风化岩下部水泥浆与坚硬岩屑紧密胶结

图3水泥浆与岩屑固结紧密
8结语
⑴复合注浆加固是非常规施工，但可拆分为多个工艺环节采用相关的质量控制手段进行控制，从而控制整体加固施工质量。
⑵高压旋喷设备在复合注浆过程中起到至关重要的作用，保证设备正常运转，人员正常操作，才能保证施工顺利进行，进而保证施工质量。
⑶复合注浆加固施工中，钻孔和旋喷注浆两个环节质量控制尤为重要，如果此两环节出现施工质量问题，则可能引起工期延误、成本倍增甚至引发不可逆的施工结果。