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钻孔灌注桩后压浆法在工程中的应用
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摘 要：叙述了钻孔灌注桩后压浆法的加固机理、参数的确定、施工工艺及在实际工程中的应用。
关键词：钻孔灌注桩；后压浆技术。
近年来我国的高层建筑迅猛发展,对地基承载力的要求越来越高,钻孔灌注桩在各类建筑工程中的应用越来越广泛，但由于钻孔灌注桩施工过程中泥浆护壁及清孔不彻底，常在桩周形成"软套子"，在桩底形成"软垫子"，使得钻孔灌注桩摩擦力及端阻力未能有效地发挥，造成钻孔灌注桩承载力偏低，桩材没有充分的利用。国内外的试验研究和工程实践表明，对钻孔桩进行后压力灌浆加固能够有效地提高桩的承载力。
1、后压浆技术加固原理
（1）提高桩侧摩阻。浆液的固结作用消除了桩周泥皮的影响，另一方面和桩周土体发生作用，加固了周围土体，增强桩侧摩阻，增大了桩的平面几何尺寸。
（2）提高桩端阻。浆液与桩底沉渣的固结作用，形成较坚硬的水泥土，消除了沉渣对桩端承载力的影响，同时适当增大桩的纵向尺寸。
（3）对持力层的加固作用。桩底注浆后在持力层形成了扩大头，大大增加了支承面积，提高桩的端承。
2、后压浆施工工艺
2.1施工工艺流程
灌注桩成孔?圯钢筋笼制作?圯压浆管制作?圯灌注桩清孔?圯压浆管绑扎?圯下钢筋笼?圯灌注桩混凝土?圯后压浆施工
2.2施工要点
(1)压浆管的制作。在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25mm的黑铁管制作,接头采用丝扣连接,两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出55cm,在桩底部长出钢筋笼5cm,上部高出桩顶混凝土面50cm 但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm制作成压浆喷头(俗称花管) ,在该部分采用钻头均匀钻出4 排(每排4个) 、间距3cm、直径3mm的压浆孔作为压浆喷头;用图钉将压浆孔堵严,外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严,这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置:当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂、图钉弹出,水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入土层中,而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。
(2)压浆管的布置。将2 根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼,在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护,钢筋笼不得扭曲,以免造成压浆管在丝扣连接处松动,喷头部分应加混凝土垫块保护,不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。
(3)泥浆制备工艺。桩的承载能力大小，与孔底沉渣和成孔泥浆有直接的关系。控制沉渣和成孔泥浆，是提高深基础钻孔灌注桩承载力的关键。
①根据地层情况，要配制好适当的泥浆密度，钻进中严加控制水量，防止坍孔，扩大孔径；
②本地地层自然造浆能力较强，亦采用原土造浆钻进保护孔壁工艺，设专人管理泥浆，用泥浆计定期测试泥浆性能和携砂能力，并做好记录，将孔内沉渣及时携带出孔。
③废浆要及时排出；
④终孔后，要稀释替换泥浆，比重降低到1.15-1.20以内，粘度降到28s以内。
(4)压浆施工顺序压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆,压浆先施工周圈桩位再施工中间桩;压浆时采用2 根桩循环压浆,即先压第1根桩的A管,压浆量约占总量的70 %(111～114t 水泥),压完后再压另1根桩的A管,然后依次为第1根桩的B管和第2根桩的B管,这样就能保证同一根桩2根管压浆时间间隔30～60min以上,给水泥浆一个扩散的时间。压浆时应做好施工记录,记录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。 3、压浆施工中出现的问题和相应措施
3.1喷头打不开。压力达到10MPa 以上仍然打不开压浆喷头,说明喷头部位已经损坏,不要强行增加压力,可在另根管中补足压浆数量。
3.2出现冒浆。压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象,若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出,说明桩底已经饱和,可以停止压浆;若从本桩侧壁冒浆,压浆量也满足或接近了设计要求,可以停止压浆;若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少,可将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净,等到第2、天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。
3.3单桩压浆量不足。压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆,压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈,再施工中间,能保证中间桩位的压浆质量,若出现个别桩压浆量达不到设计要求,可视情况加大临近桩的压浆量作为补充。
4、工程实例
某学院中心大楼设计要求单桩竖向承载力特征值1200kN，施工时采用后压浆技术，桩径Φ600，扩大头直径D=1200mm。依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-94，我们根据工程勘察报告提供的资料，用内插法计算了该工程的单桩竖向极限承载力值，又根据该地区的施工经验进行了修正，得到了修正值，然后同实测值进行对比，结果如表一：
由上表可见，一个扩底盘（无压浆）比无扩底盘时理论计算修正值提高了23.5%，实测值提高了11%；有扩底盘有后压浆比无后压浆承载力提高34-40%，效果显著。
6、结语
不同的工程地质条件有很大的差异,不可能有相同的压浆参数,预先设定的压浆参数往往参考相似工程的经验,压浆参数的最终确定要依赖于试验桩的结果,而全国可以借鉴的经验并不多,有待进一步的积累,再加上理论的探讨,最终形成一个成熟的技术。灌注桩后压浆具有提高单桩承载力,提高生产率,节约建设资金的优点,所以,在具备条件的工程中推广后压浆施工工艺有着重要的意义和广阔的前景。
来源: 《建筑中文网》.
关键词：钻孔灌注桩；后压浆技术。
近年来我国的高层建筑迅猛发展,对地基承载力的要求越来越高,钻孔灌注桩在各类建筑工程中的应用越来越广泛，但由于钻孔灌注桩施工过程中泥浆护壁及清孔不彻底，常在桩周形成"软套子"，在桩底形成"软垫子"，使得钻孔灌注桩摩擦力及端阻力未能有效地发挥，造成钻孔灌注桩承载力偏低，桩材没有充分的利用。国内外的试验研究和工程实践表明，对钻孔桩进行后压力灌浆加固能够有效地提高桩的承载力。
1、后压浆技术加固原理
（1）提高桩侧摩阻。浆液的固结作用消除了桩周泥皮的影响，另一方面和桩周土体发生作用，加固了周围土体，增强桩侧摩阻，增大了桩的平面几何尺寸。
（2）提高桩端阻。浆液与桩底沉渣的固结作用，形成较坚硬的水泥土，消除了沉渣对桩端承载力的影响，同时适当增大桩的纵向尺寸。
（3）对持力层的加固作用。桩底注浆后在持力层形成了扩大头，大大增加了支承面积，提高桩的端承。
2、后压浆施工工艺
2.1施工工艺流程
灌注桩成孔?圯钢筋笼制作?圯压浆管制作?圯灌注桩清孔?圯压浆管绑扎?圯下钢筋笼?圯灌注桩混凝土?圯后压浆施工
2.2施工要点
(1)压浆管的制作。在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25mm的黑铁管制作,接头采用丝扣连接,两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出55cm,在桩底部长出钢筋笼5cm,上部高出桩顶混凝土面50cm 但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm制作成压浆喷头(俗称花管) ,在该部分采用钻头均匀钻出4 排(每排4个) 、间距3cm、直径3mm的压浆孔作为压浆喷头;用图钉将压浆孔堵严,外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严,这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置:当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂、图钉弹出,水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入土层中,而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。
(2)压浆管的布置。将2 根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼,在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护,钢筋笼不得扭曲,以免造成压浆管在丝扣连接处松动,喷头部分应加混凝土垫块保护,不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。
(3)泥浆制备工艺。桩的承载能力大小，与孔底沉渣和成孔泥浆有直接的关系。控制沉渣和成孔泥浆，是提高深基础钻孔灌注桩承载力的关键。
①根据地层情况，要配制好适当的泥浆密度，钻进中严加控制水量，防止坍孔，扩大孔径；
②本地地层自然造浆能力较强，亦采用原土造浆钻进保护孔壁工艺，设专人管理泥浆，用泥浆计定期测试泥浆性能和携砂能力，并做好记录，将孔内沉渣及时携带出孔。
③废浆要及时排出；
④终孔后，要稀释替换泥浆，比重降低到1.15-1.20以内，粘度降到28s以内。
(4)压浆施工顺序压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆,压浆先施工周圈桩位再施工中间桩;压浆时采用2 根桩循环压浆,即先压第1根桩的A管,压浆量约占总量的70 %(111～114t 水泥),压完后再压另1根桩的A管,然后依次为第1根桩的B管和第2根桩的B管,这样就能保证同一根桩2根管压浆时间间隔30～60min以上,给水泥浆一个扩散的时间。压浆时应做好施工记录,记录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。 3、压浆施工中出现的问题和相应措施
3.1喷头打不开。压力达到10MPa 以上仍然打不开压浆喷头,说明喷头部位已经损坏,不要强行增加压力,可在另根管中补足压浆数量。
3.2出现冒浆。压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象,若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出,说明桩底已经饱和,可以停止压浆;若从本桩侧壁冒浆,压浆量也满足或接近了设计要求,可以停止压浆;若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少,可将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净,等到第2、天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。
3.3单桩压浆量不足。压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆,压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈,再施工中间,能保证中间桩位的压浆质量,若出现个别桩压浆量达不到设计要求,可视情况加大临近桩的压浆量作为补充。
4、工程实例
某学院中心大楼设计要求单桩竖向承载力特征值1200kN，施工时采用后压浆技术，桩径Φ600，扩大头直径D=1200mm。依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-94，我们根据工程勘察报告提供的资料，用内插法计算了该工程的单桩竖向极限承载力值，又根据该地区的施工经验进行了修正，得到了修正值，然后同实测值进行对比，结果如表一：
由上表可见，一个扩底盘（无压浆）比无扩底盘时理论计算修正值提高了23.5%，实测值提高了11%；有扩底盘有后压浆比无后压浆承载力提高34-40%，效果显著。
6、结语
不同的工程地质条件有很大的差异,不可能有相同的压浆参数,预先设定的压浆参数往往参考相似工程的经验,压浆参数的最终确定要依赖于试验桩的结果,而全国可以借鉴的经验并不多,有待进一步的积累,再加上理论的探讨,最终形成一个成熟的技术。灌注桩后压浆具有提高单桩承载力,提高生产率,节约建设资金的优点,所以,在具备条件的工程中推广后压浆施工工艺有着重要的意义和广阔的前景。
来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200811/13891.htm
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