钻孔压浆灌注桩

钻孔压浆灌注桩（共10篇）

钻孔压浆灌注桩 篇1

后压浆钻孔灌注桩施工技术是采用高压注浆泵通过预埋注浆管注入水泥浆液, 通过浆液的劈裂、填充、压密、固结等作用提高桩端及桩侧土承载力而达到提高单桩竖向抗压承载力的目的。已有的研究资料表明, 与普通钻孔灌注桩相比, 后压浆灌注桩可提高单桩竖向抗压承载力1.3倍～1.7倍, 这种优势使其越来越广泛地应用于建筑工程、交通工程、水利水电工程等各项工程建设, 对其从不同角度的研究有着较强的实际意义。本文结合工程实例 (以该小区3号楼为例) 对该桩型的检测提出了一些意见和看法, 不到之处请批评指正。

1 概况

拟建的该小区住宅楼工程由11栋高层住宅楼、1栋低层客服楼及地下车库组成, 其中3号楼层数33层 (高度98.75 m) , 单位荷载680 kPa, 结构类型为剪力墙结构, 筏板基础, 基础埋深6.0 m。

1.1 工程地质概况

本工程设计桩长范围内主要地层分布如下:①层人工填土、②层粉土、③层粉质黏土、④层粉细砂、⑤层粉质黏土、⑥层粉土、⑦层粉土、⑧层中砂。

1.2 基桩设计概况

本工程3号楼基桩设计采用后压浆钢筋混凝土钻孔灌注桩, 总桩数210根。桩身混凝土强度等级为C30, 桩身主筋为HPB335型钢筋, 直径18 mm, 共18根。灌注桩桩径800 mm, 以第⑧层中砂为桩端持力层, 有效桩长不小于18.0 m, 且进入第⑧层中砂不小于1.5倍桩径, 采取桩端和桩侧复式压浆, 压浆后单桩竖向抗压承载力特征值不小于2 250 kN。

2 检测方法

2.1 单桩竖向抗压静载试验

单桩竖向抗压静载试验采用慢速维持荷载法。试验装置为锚桩横梁反力装置, 以试桩为中心均布的4根工程桩作锚桩。

由于是用工程桩作锚桩, 试验前除先按排采用低应变法对试桩和锚桩进行检测外, 对锚桩钢筋抗拉强度、单桩竖向抗拔承载力分别按式 (1) , 式 (2) 进行验算:

M=S×M* (1)

其中, M为钢筋抗拉强度值, kN;S为钢筋截面面积, mm2;M*为钢筋单位截面积抗拉强度, MPa。

Uk=∑λiliqiui (2)

其中, Uk为桩极限侧阻力, kPa;ui为桩横截面的周长, m;li为第i土层的厚度, m;qi为桩侧表面第i层土的极限侧阻力, kPa;λi为抗拔系数。

验算结果表明, 用4根以试桩为中心均布的工程桩作锚桩进行静载试验, 其主筋抗拉强度及抗拔承载力均满足试验要求, 安全系数在1.5以上。实际工作中应对锚桩上拔量进行监测。

现场试验时采用JCQ-503C型全自动静载测试仪, 可自动完成加载及沉降观测。 静载试验加荷等级划分、读数时间间隔、稳6 成果定标准、终止试验条件及卸载观测等均按JGJ 106-2003规范严格执行。

2.2 低应变法

低应变法检测桩身质量是应用弹性波在一维杆状介质中的传播特性和振动的频率特性。当在桩顶施加一瞬时动力冲击后, 就有弹性波沿桩身向下传播, 并满足一维波动方程。当弹性波在传播过程中遇到弹性介质的突然变化界面时, 例如:桩身断裂、夹泥、缩颈、扩径、离析、桩底等, 都将产生弹性波反射。依据规范, 由实测曲线的时间、相位、频率、振幅等特征, 就可对桩身结构完整性做出评价。

现场检测时采用美国生产的PIT桩身完整性检测仪, 测试时应注意以下几点:

1) 应剔除被检桩桩顶浮浆、混凝土残渣。用电动砂轮或斧头将传感器安装点及竖锤敲击点打磨平整。2) 传感器粘贴材料可选用黄油, 测试点一般为3个, 必要时可适当增加。3) 每根桩每个测点的测试次数不少于3次。4) 正式检测工作开始前应对测试方式、激振方式等进行试验确定, 应对被检桩桩径进行测量。5) 注意收集施工及地勘资料。

3 检测数量

按规范要求, 静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值时, 其试验数量为每单位工程同条件下的基桩总数的1%, 且不少于3根桩, 当桩总数在50根以内时, 不应少于2根;低应变法检测桩身完整性时, 设计等级为甲级, 或地质条件复杂、成桩质量可靠性较低的灌注桩, 抽检数量不应少于总桩数的30%, 且不得少于20根。据此, 布置本工程单桩竖向抗压静载试验数量为3根桩 (占总桩数的1.4%) , 低应变法检测数量为63根桩 (占总桩数的30%) , 实际工作时低应变法共检测70根桩。

4 检测结果分析

4.1 单桩竖向抗压静载试验结果分析

本次静载试验完成的3根桩, 试桩编号分别为1号、2号、3号。试验在有效桩顶标高处进行, 由试验结果可知, 各桩施加的最大荷载均为4 500 kN, 其Q—S曲线均为缓变型曲线 (见图1) , 说明各桩在最大荷载作用下均未达极限状态, 但最大加载量均已达到设计要求的数值, 故停止试验。依据JGJ 106-2003规范, 以最大加载值作为各桩单桩竖向抗压极限承载力, 故本次静载试验各桩单桩竖向抗压极限承载力均为4 500 kN, 特征值均为2 250 kN, 满足设计要求。

静载试验时, 对每一根锚桩的上拔量均进行了监测, 结果在最大荷载 (4 500 kN) 作用下, 各锚桩上拔量在1.73 mm～2.54 mm之间, 较小, 分析认为不影响其作为工程桩的正常继续使用。

本工程后压浆钻孔灌注桩在静载试验未做出其真正极限承载力时, 其在4 500 kN及前所呈现出的是桩土体系的弹性特征, 这一阶段其表现出的承载机理和性状与其他钻孔灌注桩没有明显的区别。

4.2 低应变法检测结果分析

本工程用低应变法实际共检测70根桩, 检测率为33.3%, 经过处理分析, 本工程低应变反射波法所测70根桩中, 判定Ⅰ类桩66根, 占检测桩总数的94.3%;Ⅱ类桩4根, 占检测桩总数的5.7%;无Ⅲ类、Ⅳ类桩。本工程灌注桩桩身波速在3 400 m/s～4 000 m/s之间, 平均波速为3 685.7 m/s。

低应变法典型实测波形图见图2。

从实测结果可看出, 后压浆钻孔灌注桩低应变法实测曲线与低应变法本身的理论及其他类型灌注桩实测曲线没有明显区别。对于完整桩, 其实测波形除了桩底反射外不存在桩中反射。对于轻度缺陷桩, 其实测波形除了桩底反射外还存在桩中反射。

5 结语

1) 常规的静载试验与低应变法相组合的检测方法组合能够满足工程实际需要, 必要时也可再考虑其他检测方法进一步解决复杂的工程问题。

2) 在本工程具体情况下, 后压浆钻孔灌注桩静载试验下的承载机理和性状、低应变法波形特征与普通钻孔灌注桩没有明显区别。

3) 本工程是为满足实际需要而进行的试验检测, 如需对该桩型做更进一步的研究, 还有许多复杂的工作需要做。

参考文献

[1]陈凡, 徐天平.基桩质量检测技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.

[2]JGJ 106-2003, 建筑基桩检测技术规范[S].

[3]薛小民.后压浆钻孔灌注桩施工工法[J].山西建筑, 2009, 35 (6) :110-111.

钻孔压浆灌注桩 篇2

1、适用的地质条件

施工方法适用于灌注桩的持力层应为碎石层，碎石含量应在50%以上，充填土与碎石无胶结或者为轻微胶结，碎石的石质要坚硬，碎石分布均匀，碎石层厚度要满足设计要求，

2、加固机理

在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设，桩混凝土强度满足要求后，将水泥浆液通过钢管由压力作用压入桩端的碎石层孔隙中，使得原本松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体。水泥浆液在压力作用下由桩端在碎石层的孔隙里向四周扩散，对于单桩区域，向四周扩散相当于增加了端部的直径，向下扩散相当于增加了桩长;群桩区域所有的浆液连成一片，使得碎石层成为一个整体，从而使得原来不满足要求的碎石层满足结构的承载力要求。在钻孔灌注桩施工过程中，无论如何清孔，孔底都会留有或多或少的沉渣;在初灌时，混凝土从细长的导管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成“虚尖”、“干碴石”;孔壁的泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合，降低了摩擦系数，以上几点都影响到灌注桩的桩端承载力和侧壁摩阻力。浆液压入桩端后首先和桩端的沉渣、离析的“虚尖”、“干碴石”相结合，增强该部分的密实程度，提高了承载力;浆液沿着桩身和土层的结合层上返，消除了泥皮，提高了桩侧摩阻力，同时浆液横向渗透到桩侧土层中也起到了加大桩径的作用。以上几点均对提高灌注桩的单桩承载力起到不可忽视的作用。

3、压浆参数的设定

压浆参数主要包括压浆水灰比、压浆量以及闭盘压力，由于地质条件的不同，不同工程应采用不同的参数。在工程桩施工前，应该根据以往工程的实践情况，先设定参数，然后根据设定的参数，进行试桩的施工,试桩完成后达到设计的强度，进行桩的静载试验，最终确定试验参数。

(1)水灰比：水灰比一般不宜过大和过小，过大会造成压浆困难，过小会使水泥浆在压力作用下形成离析，一般采用015～017。

(2)压浆量：压浆量是指单桩压浆的水泥用量，它与碎石层的碎石含量以及桩间距有关，取决于碎石层的孔隙率，在碎石层碎石含量为50%～70%,桩间距为4～5m的条件下，压浆量一般为115～210t。它是控制后压浆施工是否完成的主要参数。

(3)闭盘压力：闭盘压力是指结束压浆的控制压力，一般来说什么时候结束一根灌注桩的压浆，应该根据事先设定的压浆量来控制，但同时也要控制压浆的压力值。在达不到预先设定的压浆量，但达到一定的压力时就要停止压浆，压浆的压力过大，一方面会造成水泥浆的离析，堵塞管道，另一方面，压力过大可能扰动碎石层，也有可能使得桩体上浮。一般闭盘的最大压力应该控制在018MPa。

根据预先设定的参数，进行试验桩的施工，再根据试桩的静载试验结果，最后确定工程桩的压浆参数，就可以进行工程桩的施工了，

4、后压浆施工工艺

4.1施工工艺流程

灌注桩成孔钢筋笼制作压浆管制作灌注桩清孔压浆管绑扎下钢筋笼灌注桩混凝土后压浆施工

4.2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碎石层中，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)压浆桩位的选择根据以往工程实践，在碎石层中，水泥浆在工作压力作用下影响面积较大。为防止压浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出，压浆的桩应在混凝土灌注完成3～7d后，并且该桩周围至少8m范围内没有钻机钻孔作业，该范围内的桩混凝土灌注完成也应在3d以上。

(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，给水泥浆一个在碎石层中扩散的时间。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。

5、压浆施工中出现的问题和相应措施

(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，可在另一根管中补足压浆数量。

(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。

钻孔压浆灌注桩 篇3

关键词：钻孔灌注桩；施工工艺

一 开钻前应注意的事项

开钻前，在护筒内多加一些粘土。地表土层松疏时，还要混和加入一定数量的小片石，然后注入泥浆和清水，借助钻头的冲击把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护筒角。为防止冲击振动使邻孔坍塌或影响邻孔已灌注砼的凝固，必须等邻孔砼灌注完毕并达到一定的强度后方可开始钻孔。冲击钻孔时宜用小冲程，当孔底在护筒脚下3～4m后，可根据实际情况适当加大冲程。在钻孔桩上部淤泥段，考虑采用冲抓钻：一方面可防止坍孔，另一方面可以适当加快施工进度。

钻机安装处事先整平夯实，以免在钻孔过程中钻机发生倾斜和下陷而影响成孔的质量钻机必须固定牢固，严禁在钻孔过程中钻机移位。钻孔时，随时察看钢丝绳的回弹情况，耳听钻锥的冲击声，以判别孔底情况，掌握其松动，少量松绳的原则；孔内水泥浆水平面须高出护筒脚至少0.5m以上，以免泥浆面荡漾损坏护筒脚孔壁，但比护筒顶面低0.3m，防止泥浆溢出。

及时向孔内补浆或补水，如向孔内投放粘土自行造浆，在抽渣后随着冲击投放粘土，不宜一次倒进很多，防止粘结。抽渣筒放到孔底后，要在孔底上、下提放几次，使其多进些钻渣，然后提出。钻头刃口在钻井中不断磨损，直径磨耗不得超过1.5cm，抽渣时及每班开钻前检查钻头直径、及时补焊，不宜中途修补，以免卡钻。准备备用钻头，轮换使用和修补。

二 检测孔深、倾斜度、直径和清孔

钻孔完成后，必须检测孔深、直径和倾斜度，其中孔径和孔深须达到设计要求，倾斜度不得大于1%。清孔就是在吊放钢筋笼之前，对孔内的石渣、泥浆进行必要的清理，做到孔内含泥量、含渣量和孔底沉渣符合设计及图纸要求。

三 泥浆排放

对钻孔、清孔、灌注砼过程中排出的泥浆，根据现场情况引入到适当地点进行处理，以防止对河流及周围环境的污染。

四 钢筋笼的制作和吊装就位

（1）钢筋笼的制作

钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量。制作钢筋笼时，对钢筋的调直、除锈、截断、弯折与焊接均按设计图纸和技术规范要求进行。钢筋笼的主筋尽量为整根，需要对接时，宜采用搭接焊接头，搭接的长度不小于5d，末端不设弯钩。成品钢筋笼保证其顺直、尺寸准确，其直径、主筋间距、箍筋间距及加强箍筋间距施工误差，均不大于20mm。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底梁上的。

（2）钢筋笼的安装

钢筋笼吊装时对准孔位，尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落，无效时，立即停止下落，查明原因后再安装。不允许高起猛落，强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。入孔后牢固定位，容许偏差不大于5cm，并使钢筋笼处于悬吊状态。

五 灌注砼

（1）砼材料要求和导管、漏斗、储料斗的配备

为确保成桩质量，要严格检查验收进场原材料的质保书（水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告），对不合格的材料严禁用于砼灌注桩。导管、漏斗和储料斗的配备。水下砼一般用钢导管灌注，导管内径为200～350mm，视桩径大小而定，导管分节长度应便于拆装和搬运、并小于导管提升设备的提升高度，中间节两端焊有法兰、以便用螺栓互相连接。上下两节法兰间垫以4～5mm厚橡胶垫付圈，其宽度外侧齐法兰盘边缘，内侧稍窄于法兰内缘。漏斗用2～3mm厚的钢板制成圆锥形或棱锥形，在距漏斗上口的15cm处的外面两侧对称地焊吊环各一个，插入导管的一般长度均设15cm。储料斗采用3mm厚钢板及加劲肋制做，底部做成斜坡，出口设闸门，活动溜槽设在储料斗出口下方，溜槽下接漏斗。

（2）砼的拌合

在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度，混凝土坍落采用18～22cm，拌制砼配料时，各种衡器应保持准确。放入拌和机内的第一盘砼材料应含有适量的水泥、砂和水，以覆盖拌和筒的内壁而不降低拌和物所需的含浆量。搅拌时间从所有材料装入拌和筒加水到排出，不小于2～2.5min，在下盘材料装入前，搅拌机内的拌合料全部倒完。如果搅拌机停用超过30min时，将搅拌机彻底清洗后才能拌合新砼。

（3）钻孔桩砼灌注

砼灌注工作开始后，必须连续不断地进行并且每斗砼灌注间隔时间尽量缩短，拆除导管所耗时间严格控制，一般不超过15min，不能中途停工；在灌注砼过程中，随时探测砼高度，及时拆除或提升导管，注意保持适当的埋深，导管埋深一般保持在2～4m，最大埋深不大于6m；灌注砼注意的几个问题：导管下端距桩底控制为0.3～0.4m；导管埋入砼的深度在任何时候不小于1.0m；水下灌注砼的实际桩顶标高应高出桩顶设计标高0.5～1.0m左右；严禁导管漏水或导管底口进水（即封不住底）而造成断桩事故，保证施工质量。当砼灌注完毕后，待桩上部砼开始初凝，解除对钢筋笼固定措施，保证钢筋笼随着砼的收缩而收缩，避免粘结力的损失。

（4）清理桩头

等桩头砼强度达到设计值的25%时，立即拆除护筒并凿除桩头多余砼。达到桩顶设计标高，凿除桩头砼采用人工手工凿除，不采用爆破或其他影响桩身质量的方法进行。

参考文献

[1] 李世忠.钻探工艺学[M].北京：地质出版社，1989.

钻孔灌注桩沉渣的压浆处理 篇4

1 沉渣的定义

使用正反循环钻机进行泥浆护壁钻孔灌注桩施工时，被切削的岩土碎屑以及松散土层塌落的块体与泥浆混合在一起，沉淀于孔底部，虽经反循环清洗孔底，但仍未能全部清除而残落在孔底部的物质，即为沉渣。

2 沉渣的压浆处理

当桩底沉渣厚度较大时，桩端阻力受沉渣强度控制。由于桩端强度的降低，桩端阻力最大损失可达80%以上，沉渣厚度对超长桩上部桩侧土层摩阻力发挥影响较小，但桩身下部桩侧土层摩阻力损失而降低，沉渣越厚，该部分侧阻损失越大，最大损失可达70%以上。因此如何解决桩端虚土及桩身泥皮过厚的问题成为钻孔灌注桩提高单桩承载力的关键。

压浆法是利用压力将能固化的浆液通过钻孔注入岩土孔隙或建筑物的裂隙中，使其物理力学性能改善的一种方法。

2.1 压浆原理

通常后压浆桩的注浆压力比较低，注浆压力随着浆流遇到的阻力增大而增大，浆液注入后为流动状态。根据地质条件、注浆压力、浆液对土体的作用机理、浆液的运动形式和替代方式，将灌注桩后压浆技术可以分为三种：

1）渗透压浆。

所谓渗透压浆是指在压浆压力作用下，浆液克服各种阻力而渗入土体的孔隙和裂隙中，在压浆过程中，地层结构不受扰动和破坏的注浆形式。

2）压密压浆。

根据美国土木工程师协会压浆委员会所讲的定义，压密压浆就是压浆塌落度小于25mm的压浆。国内所谓的压密压浆与上述定义有较大的差别，亦即按浆液在土体上的流动特征，凡是能对土体产生压密效应的压降皆可称为压密压浆。事实上，国内的压密压浆将液体多为速凝型浆液或水泥稠浆。一般而言，压密压浆固结体在土体中呈似球体或块体状分布。

3）劈裂压降。

浆液由压浆泵加压后通过连管进入压浆管内，再通过压降管聚集在压降孔口附近的地层中。当压力达到一定程度时(启裂压力值)，加压就沿地层的结构面而产生初始劈裂流动，此时，由于泵的供浆量小于该时的吃浆量，因此压力自动降落到供浆量与吃浆量平衡。续后的压浆使裂缝不断向外伸展，浆液在土层中形成条、脉、片、状固结体，从而达到增强地层压强、降低地层渗透性的目的。

2.2 压浆提高桩基承载力的作用机理

钻孔灌注桩压浆技术之所以能够提高钻孔灌注桩单桩承载力，其主要机理如下：

在灌注桩桩侧压浆以提高桩与土之间的表面摩擦力，提高灌注桩承载力的机理是：在桩侧压注水泥浆液，水泥浆液充填桩身与桩周土体间的间隙，并清除泥皮的影响，使桩身与桩周土的胶结力得到提高，从而提高桩侧摩阻力;在桩侧压注水泥浆液，在压浆泵的高压作用下，水泥浆液在桩侧处挤压密实或劈裂桩周土体，形成竹节状的浆泡或网状浆脉结石，具有竹节桩效应，提高桩侧摩阻力。

对钻孔桩的底部进行压浆，可以增强桩底土体的力学性质。桩底压浆不但可提高桩侧摩阻力，而且可提高桩端承载力，主要反映在以下几个方面：1)桩底处压注水泥浆液，水泥浆液与桩底沉渣相混合，形成水泥土，消除了桩底沉渣的影响;2)在桩底处压注水泥浆液，水泥浆液在压浆泵的高压作用下，充填由于离析而形成的“虚尖”、“干渣石”等，提高了桩尖混凝土强度;3)在桩底处压注水泥浆液，水泥浆液在压浆泵的高压作用下，不仅使桩底处的土体得到密实，而且可渗透至桩底土体内或发生劈裂，提高桩底土体强度，又可以在桩底处形成一个扩大头，增加桩底承压面积，提高钻孔灌注桩桩端承载力：不管桩端土性如何，注入桩端的浆液都会对桩端沉渣进行加固，从而使沉渣厚度减小。同时，浆液会沿着桩端持力层的孔隙进行扩散和渗透，使桩端土层强度得到明显提高，从而提高桩端阻力。桩端浆液对桩端土体的加固可以通过化学胶凝作用、充填固结作用、离子交换作用、加筋作用、固化作用等来完成。

2.3 压浆技术功效的影响因素分析

2.3.1 地层特征的影响

不同工程类别的土，其渗透系数不同，产生的后压浆作用机理也就不同。例如浆体能够直接以渗透方式进入的土层，仅包括中砂、粗砂、砾石等少数土层。由于该种渗透方式对浆材的扩散较为有利，可以使浆材渗入土体后较均匀地生成结石体，增加灌注桩的桩径、桩长及桩端截面积等，因此较大幅度地提高桩的承载力。对于颗粒粒径比砾石更大的土层，如卵石、碎石土等，其密实度如果过小，会由于浆液渗透系数过大而产生流动，在这种土层中压浆，浆材的走向随机性较大，无法有效控制，因而不宜设作压浆土层。而对于细粒土，则不容易直接渗透到土层，注浆往往以劈裂、挤密、推排充填等方式注入。同时，由于土层中存在的如渗透系数的各向异性等各种不均匀的地质构造，也使浆液的渗透方式、加固范围等具有了很大的随机性，从而造成预估桩身承载力的困难。

2.3.2 工艺参数的影响

工艺参数对注浆效果是有很大影响的。一般在浆液水灰比适宜的前提下，注浆压力越大，注浆量越多，桩的承载力也就提高得越多。但在实际工程中，还必须注意到桩身的安全和桩土体系的影响，因为随着桩端压力的增大，桩的上抬量也越大，而桩的上抬量过大会导致桩周土体的剪切破坏，使桩身摩擦力大幅度降低。水灰比对于渗透范围的影响也是非常显著的，特别是在使用较稀的浆液时，水灰比的较小变动也会导致压浆量、压浆时间的巨大变化。压浆管的布置位置的不同直接影响最终形成的结石体的形状。因而，对不同的工程地质情况、不同的桩长和注浆形式，其注浆工艺参数也应有所不同，应进行合理选值和调整。这同时也造成了对使用后压浆技术的灌注桩承载力预估的困难。

摘要：钻孔灌注桩桩底沉渣的存在会影响单桩承载力, 钻孔孔底沉渣的存在, 直接影响钻孔灌注桩能否达到设计要求的承载力以及能否保证其沉降不超过允许限度。因此, 国家现行的有关标准、规范均对此有明确的规定。

关键词：沉渣,压浆,承载力

参考文献

[1]公路桥涵地基与基础设计规范, JTJ (024一85) [M].人民交通出版, 1985.

钻孔压浆灌注桩 篇5

关键词：灌注桩后压浆技术；超高层建筑；应用

目前，钻孔灌注桩已经广泛应用于我国铁路、公路、建筑等各项建设工程中，尤其是在高层、超高层建筑中，已经成为主导桩型。但随着建筑物规模的不断扩大，传统钻孔灌注桩的施工工艺受到限制，已经难以满足不断提高桩基承载力的要求，工程造价也难以控制，给施工造成困难。这种情况下，灌注桩后压浆技术作为一种改良方法就得到了广泛的应用。

1 灌注桩后压浆技术概述

1.1 灌注桩后压浆技术的基本原理

灌注桩后压浆，是先将压浆管预先埋置在桩身或庄周，待灌注桩成桩且达到预定强度后，利用预埋置的压浆管将浆液直接压入桩端持力土层或桩身周围的土体中。浆液主要起胶结固化的作用，通过渗透、压密等物理、化学变化，使土体的物理性质和力学状态发生改变，通过不同程度的提高桩端阻力、桩侧摩阻力来减小桩的沉降量，并提高桩的承载力。

1.2 灌注桩后压浆法的优势特点

灌注桩后压浆技术能有效提高单桩承载力，降低桩身沉降量，在施工中具有十分明显的经济效益：

（1）适用广泛。灌注桩后压浆技术既适用于渗透性较大的地基土质土层加固，如砂卵石层，也适用渗透性较差的软弱土层，如地基土质为粉土和粘土、淤泥、粉细砂层等，甚至对存在地下溶洞的岩溶地层土层也能进行加固。

（2）在不影响成桩质量的前提下扩散浆液作用范围。灌注桩后压浆技术能够使压浆浆液既对喷射流程破坏范围以内的土地加固，也能对喷射流程破坏范围以外土体加固。对前者加固，主要是通过渗透、挤密、充填和劈裂等方法实现；对后者加固，主要是通过压缩粘结置换的方式来实现。

（3）状态可控。应用灌注桩后压浆技术，浆液扩散的方向、深度和扩散的具体位置都能够控制，能够根据设计要求调解浆液固化后的旋喷桩体与桩身混凝土所形成的固结体强度，来提高桩基承载力；施工时浆液凝固的时间也能够调解，有效控制建筑物附加沉降和差异沉降。

另外，灌注桩后压浆技术所需注浆管孔径小，对已有建筑物基础与地面损害小，施工安全、简便，对施工现场没有要求，既适合狭窄施工场地，也适合基础需要加固补强的施工现场，且无噪音和材料污染。总之，灌注桩后压浆是一种简便、安全、环保的适用性广泛的建筑施工技术。

2 工程概况

2.1 基本概况

北京市某建筑工程地处繁华商务区，拟建工程为超高层写字楼项目，地下4层，地上60层，高度为265m。建筑结构来兴为钢—混凝土混合结构，地基基础设计等级甲级、建筑桩基安全等级甲级，主楼核心筒结构，周边设有纯地下车库，属于一类超高层建筑，楼下采用的钻孔灌注基础桩。

本工程基础桩（桩径分别为800mm和1000mm）共计538根，桩长范围13.7m～37.9m。为了满足超高层建筑结构承载力和沉降要求，采用灌注桩桩端桩侧后压浆技术，以提高性能，满足要求。其中主楼区域基础桩采用桩端桩侧后压浆技术，纯地下室部分采用桩侧后压浆技术。

2.2 水文地质条件

根据岩土工程勘察报告，实测到4层地下水，具体情况见下表：

根据钻探勘察与测试结果，按地层沉积年代及其成因类型，将拟建工程场地地层划分为人工堆积层及第四纪沉积层两大类，并按地层岩性及物理力学性质指标进一步划分为17个大层，以标高-9.51～-12.37m以下的细砂、中砂层和卵石层作为桩端持力层。

3 后压浆设计与参数确定

3.1 后压浆装置的设置

根据本工程项目的具体条件设计后压浆装置：桩端桩侧后压浆均设置两根直径为25mm的焊接钢管，焊接钢管绑扎于钢筋笼上，在每个钢管底端都安装一个单向压浆阀，伸出钢筋笼底100mm；桩侧压浆在地面以下卵石层中设压浆阀一道，其压浆导管为焊接钢管，下端通过三通与花瓣形加筋PVC压浆管阀相连接。

3.2 后压浆装置的要求

3.2.1 压浆管

在制作钢筋笼时，同时采用直径25mm的焊接钢管制作压浆管，采用丝扣连接接头，两端也用丝扣堵封严。在钢筋笼外侧对称布置压浆管并绑扎。吊装安放钢筋笼时不得扭转弯曲，以免压浆管丝扣连接处松动；为避免摩擦压浆管的孔壁使压浆孔堵塞，压浆喷头也需要用混凝土垫块保护起来。

3.2.2 压浆导管的连接

压浆导管的连接采用一般有管箍连接和套管焊接两种方式，本工程中采用套管焊接方式，焊接时必须连续且密闭，不能出现孔隙和砂眼。

3.3 后压浆参数确定

根据设计要求与现场具体地质条件，确定本工程桩压浆技术参数：

（1）压浆参数：压浆材料为普通硅酸盐水泥浆液，压浆水灰比选择为0.70，注浆流量控制在 50L/min 左右。

（2）采用压浆量和压浆压力双控方法来对后压浆质量进行控制，以压浆量控制为主，以终止压力控制为辅。桩径800mm和1000mm的单桩桩端压浆量分别为水泥1.4t和1.8t，终止泵送压力均≮2.0MPa；单桩桩侧压浆量均为0.5t，终止泵送压力均≮1.0MPa。

（3）在后压浆作业开始前，按照上述要求注入水泥浆，并进行现场压浆试验，具体的参数确定以现场试验结果为标准来最终确定。

4 基础灌注桩后压浆施工工艺

4.1 工艺流程

成孔、清空→制作钢筋笼、加工压浆管→布置压浆管→吊装钢筋，安装压浆阀笼→检查压浆管质量→二次清孔→灌注混凝土→配置水泥浆，实施压浆。

4.2 后压浆管件设置

后压浆导管采用国标低流体输送用焊接管，壁厚要≮2.0mm。后压浆管件设置应遵循如下药店：

（1）压浆导管上端均设有管螺纹、管箍和丝堵；下端设有G3/4"螺纹和用以插接桩侧压浆阀的三通。

（2）压浆导管与钢筋笼绑扎固定时，采用12号铅丝用十字绑扎法固定，应绑扎牢固，绑扎点均匀。

（3）压浆导管上端低于桩施工作业地坪下200mm；钢筋笼上压浆导管与孔口部位压浆导管接口位于钢筋笼最上一道加筋箍下20cm处；桩端压浆导管下端口据钢筋笼底端380mm。

（4）预先焊接好孔口段压浆管，与钢筋笼一次起吊入孔。起吊钢筋笼入孔前旋接压浆阀，入孔时插接桩侧压浆阀。

（5）吊放钢筋笼时不得冲撞、扭动，应沉放到底，不得悬吊。

（6）灌注完毕回填后，设置明显保护标识，以防车辆碾压。

4.3 质量保证

在基础灌注桩后压浆施工中，为了确保后压浆质量控制，本工程采用压浆量和压浆压力双控方法，以水泥注入量的控制为主要质量控制方法。其质量保证的关键是压浆装置的选择和各道工序成品的保护以及水泥浆压入操控等全过程控制，并及时反馈监测信息。

结语

在本工程项目中，后压浆技术在超高层建筑基础中的得到了成功应用。通过钻孔灌注桩桩端、桩侧后注浆技术，能够提高桩基承载力、增强群桩稳定性，有效控制桩基沉降，实践證明，灌注桩桩端桩底后压浆技术在工程实践中具有很高的应用价值。

参考文献：

[1] 葛明军.钻孔灌注桩桩端后压浆技术在昆山高层建筑中的应用[J].西部探矿工程，2010（01）

[2] 邱玲智，王健.浅析钻孔灌注桩后注浆技术在河流冲积地层高层建筑中的应用[J].中国勘察设计，2012（08）

钻孔压浆灌注桩 篇6

在钻孔桩灌注施工过程中, 因操作不当或机械故障等原因, 会造成某些桩在成桩后检测发现有缺陷, 还有的桩因为卡钻、坍孔后难以完全处理, 被迫灌注混凝土而人为留下缺陷, 常见的缺陷有夹泥、软弱夹层、蜂窝、缩径、鼓肚、卡钻等。在处理这些问题时, 如方法不当, 往往费时费力, 且效果达不到要求, 使工程陷于被动。因此, 对于处理方案必须认真研究、慎重选择。工程实践中, 常根据基桩缺陷产生原因及缺陷情况的不同, 采用相应的措施进行处理。目前, 旋喷压浆是基桩缺陷处理常用的有效方法。

1 几种缺陷桩的形成

1.1 断桩断桩是严重的质量事故。

对于诱发断桩的因素, 必须在施工初期就彻底清除其隐患, 同时又必须准备相应的对策, 预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面:

1.1.1 灌注混凝土过程中, 测定已灌混凝土表面标高出现错误, 导致导管埋深过小, 出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。

因此, 应严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度, 并认真核对, 保证提升导管不出现失误。

1.1.2 在灌注过程中, 导管的埋置深度是一个重要的施工指标。

导管埋深过大, 以及灌注时间过长, 导致已灌混凝土流动性降低, 从而增大混凝土与导管壁的摩擦力, 在提升时使导管破裂而产生断桩。

1.1.3 由于配料引起混凝土配合比在执行过程中的误差大, 使坍落度波动大, 拌出混合料时稀时干。

坍落度过大时会产生离析现象, 使粗骨料相互挤压阻塞导管;坍落度过小或灌注时间过长, 使混凝土的初凝时间缩短, 加大混凝土下落阻力而阻塞导管, 都会导致卡管事故, 造成断桩。

1.1.4 因工程地质情况较差, 在灌注过程中, 井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥沙性断桩。

这类现象在本工程的断桩中占有相当大的比例, 较为严重。

1.1.5 导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行, 突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。

因此应认真对待灌注前的准备工作, 这对保证桩基的质量很重要。

1.2 缩颈在钻孔过程中, 由于钻锥磨损或焊补不及时, 或者地层中遇到膨胀性软土、粘土、泥岩等, 容易产生缩孔现象。

1.3 灌注时发生井壁坍落成孔后灌注水下混凝土时发生坍孔现象, 若坍塌不止, 应将导管拔出, 以粘土回填重新成孔。

轻微坍落在施工中不易被察觉, 声测时发现局部裹泥或夹砂现象。

2 旋喷压浆法处治基桩缺陷的实践

2.1 旋喷压浆法的一般工序

2.1.1 钻孔抽芯。

根据检测出的缺陷位置钻孔抽芯, 直至缺陷为止。成孔后在孔口安装套管及阀门。如果缺陷范围较大, 应至少钻3个孔以便进行循环排渣。对于桩底有钻头的情况, 一般会沿钢筋笼布置一定数量的预留管。但由于桩底情况复杂, 在处理时仍要在桩中心区域钻3个孔, 以保证能彻底清渣。

2.1.2 高压喷射切割, 气举循环清渣。

以泵压30MPa左右的高压清水射流, 逐孔对缺陷段自下而上进行切割, 使缺陷段内的软弱部分被切割破坏呈泥浆状。喷射器提升速度不大于15cm/min, 旋转速度不大于18转/min, 喷射长度应自缺陷段顶、底面各延长50cm, 必要时再重复切割。如缺陷范围大, 各管相互连通, 则在喷射的同时, 选择另一孔以0.5—0.6MPa的风压进行气举清洗, 其他孔出渣。如果各孔之间没有连通, 则在同一孔内先后进行切割和气举清渣。当切割、清渣到一定程度, 出渣孔喷出的水由浊变清时, 再换其他孔轮流处理。对于没软弱夹层的缺陷 (如蜂窝) , 可不进行切割处理。

2.1.3 喷浆与压浆。

用水灰比为1:1, 并掺有缓凝剂的水泥浆从注浆孔进行自下而上的喷射。喷射流泵压为20—30MPa, 喷射器上提速度不大于15cm/min, 转速不大于18转/min, 喷射段长度与高压切割段一致。当出浆口流出的浆与注入的浆比重基本相同时, 证明孔内清水已被置换成水泥浆, 即可完成这一步操作。然后逐孔向孔内压浓水泥浆, 水灰比为0.5:1。当出浆口的浆液比重上升到与注浆一致时, 关闭出浆口。当泵压达到2MPa时, 即可终止压浆作业。

2.1.4 检测结果。

经上述处理后, 水泥与石的固结体28d强度应达到18—20MPa。填充体的强度与完整性可通过抽芯法及超声波法进行检测。

2.2 特殊情况的缺陷处理

2.2.1 桩底注浆时, 如处在完整的岩层内, 压浆效果会比较理想。

如果有裂隙, 则容易产生漏浆现象。为此, 可在高压注浆前进行一次低压注浆 (大约2—3MPa) , 浆内加入水玻璃, 以起到堵漏作用。如仍不能奏效, 则要在检测后进行二次旋喷压浆处理。

2.2.2 在处理钻头埋在孔底时, 有些情况需要注意, 如牙轮钻往

往有一块厚钢板, 钻压浆孔时必须钻穿钢板才能处理到钻头下方的空间;冲击锤锤体厚实, 预留抽芯管时, 要探准锤瓣间的空档位置;有时为了避开巨大的钻头, 或桩顶不便于摆放抽芯钻机时, 可从桩外钻斜孔进入被埋钻头下方进行处理。

2.2.3 当钻头不是卡在孔底或者卡钻时孔底尚未达到设计标高

时, 抽芯孔应钻穿钻头直到桩底持力层, 在判别地质情况和孔底空间大小后, 再来确定处理方案。如果钻头与孔底之间距离有几米高, 或孔底经高压切割清洗后留下较大空间, 则可考虑在设置好压浆管后向这个空间投入小碎石再喷射压浆。这样有利于形成充实的有较高强度的桩底。

2.2.4 人工凿孔处理缺陷。

如果缺陷范围大, 而且发生在护筒内或者当桩径大于2m时, 可以考虑人工凿孔处理。

护筒内的缺陷可通过完全凿除缺陷部位以上的桩身混凝土来解决。大直径桩的缺陷在护筒以下时, 可在桩中心用风镐凿孔直达缺陷部位, 孔的直径应保证人员能正常操作 (建议1.2m以上) , 然后人工清除软弱部分, 再喷水清洗孔壁, 抽干水并清除杂物后用串筒浇筑混凝土。如果在凿孔过程中发现严重漏水, 可在桩外旋喷水泥帷幕, 形成强度后再继续施工。由于要堵水, 旋喷孔的间距应适当加密。人工凿孔处理可以较为彻底地清除缺陷处的软弱部分, 而且是干浇混凝土, 质量比较有保障, 成本也不高, 适合于处理位置较集中的缺陷。

2.3 补强措施对于桩底处混凝土与基岩结合不好的管柱, 可采用以下的补强措施:

2.3.1 利用质量检查的钻孔, 在管柱底与基岩夹层标高处进行

辐射方向的高压射水 (射水管可利用钻取芯样的钻杆, 底端装置喷嘴) 把砂土冲入管孔内, 用钻杆提筒将砂子提出。该向工作需反复进行, 直至砂土清除干净为止。

2.3.2 砂土提取干净后, 仍利用射水管进行水下压浆, 水泥灰浆采用的水灰比为1:

0.5。压浆时压浆嘴的辐射方向控制在正对柱底夹层空隙位置, 徐徐转动钻杆, 使压浆均匀。但初期射入水中的灰浆要被水稀释, 须压注一定时间, 使后注入的灰浆将稀浆挤向钻孔上部, 直至稀浆排出顶面后停止压浆。

2.3.3 压浆完毕后迅速提出压浆管, 立即下一根钢锭, 钢锭直径

小于芯样直径, 长度随钻孔深度而定, 一般为2m以上, 钢锭表面车毛或打毛, 钢锭锚入柱底基岩内不少于50cm, 以增强承载力和水平力。下钢锭要认真探测, 如中途有阻, 可利用钻杆压送, 保证达到要求的位置。

3 钻孔灌注桩的质量控制

钻孔灌注桩的施工质量直接影响到上部结构的稳定与安全。《公路工程质量检验评定标准》对钻孔灌注桩的质量作了严格的要求, 明确规定了钻孔灌注桩进行无破损检测, 这一结果需由设计单位确认。对钻孔灌注桩的质量控制, 我们认为在现时代仍应强调以下几点:

3.1 对质量控制应注重预防为主, 即在施工前做好充分准备工作, 制定相应的防范措施, 并做到责任到人。

3.2 严把高质量施工队伍进场关, 只有从严把关, 使一流队伍、先进的工艺、过硬的设备进场施工, 才能使工程质量得到保证。

3.3 严把检测关。

桥梁钻孔灌注桩无破损检测是确保施工质量的一个重要技术检测手段, 应对逐根桩作超声波法检测;对处理后的缺陷桩做二次声测, 若声测仍有缺陷, 则该桩再辅以承载试验 (大应变) , 以确保成桩质量及工程的安全性。

4 结束语

随着我国交通基础设施建设的快速发展, 钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。桥梁灌注桩属于隐蔽工程, 但由于影响灌注桩施工质量的因素很多, 对其施工过程每一环节都必须要严格要求, 对各种影响因素都必须有详细的考虑, 如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严, 就会在灌注中产生质量事故, 小到塌孔松散、缩颈, 大到断桩报废, 给国家财产造成重大损失, 直至延误工期并对整个工程质量产生不利影响。

在工程实践中, 处理基桩缺陷的方法还有许多, 无论采用何种方法, 都应该认真分析, 综合考虑处理效果, 从实际条件入手, 制定有效可行的基桩缺陷处理措施。

摘要：钻孔桩灌注桩常见的缺陷有夹泥、软弱夹层、蜂窝、缩径、鼓肚、卡钻、桩底与基岩接触不良等, 工程实践中常根据基桩缺陷产生原因及缺陷情况的不同, 采用相应的措施进行处理。本文着重结合实际工作中遇到的缺陷现象, 分析其形成原因, 并将几种较成功的处理方法作介绍, 供同行交流。

关键词：钻孔桩,基桩缺陷,旋喷压浆

参考文献

[1]中华人民共和国交通部.JTJ041-2000.公路桥涵施工技术规范.北京.人民交通出版社.2000.

[2]刘茹霞.桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的防治与处理实践.中国水运 (学术版) .2007 (4) .

[3]史佩栋.实用桩基工程手册.北京.中国建筑工业出版社.1999.

[4]张奇, 岳丽甫等.钻孔灌注桩桩底压浆试验与效益综述.湖南交通科技.2002 (2) .

钻孔压浆灌注桩 篇7

钻孔灌注桩后压浆技术 (国际通用名的英语为External grouting, 我国习惯用Post-grouting) 是土体加固技术与桩工艺技术的有机结合。分为桩身后注浆 (shaft grouting) 与桩端后压浆 (base grouting) 。要点是在桩身砼达到预定强度后, 用注浆泵将水泥浆或水泥与其它材料的混合浆液, 通过予置于桩身中的管路压入桩周或桩端土层中, 桩周 (身) 压浆会使桩土间界面的几何和力学条件得以改善, 桩端压浆将使桩底沉渣、施工桩孔时桩端受到扰动的持力层得到有效的加固或压密, 进而提高桩的承载能力。

2后压浆技术分类

2.1 桩端后压浆施工工艺分类

可归纳为两大类:一类是在桩底予置柔性注浆腔 (囊) , 通过桩内予置的导管向腔中压入水泥浆形成扩大头, 并挤压加密周围土体, 简称桩底封闭式后注浆法。另一类是在桩底由予置管式单向阀与内导管组成后压浆装置, 简称开式后压浆工法。

无注浆容器的开放式桩端后压浆工法是在长螺旋成孔基础上, 在桩底设置固定式隔离钢板, 用钢管与PVC管的组合管为注浆管, 其承载力可提高1倍～2倍。对于无容器开式桩底注浆工法, 压入桩底的浆液可直接进入土体, 固化沉渣。而且通过渗透注浆 (粗粒土) 、或劈裂注浆 (细粒土) 作为对桩底一定范围的土体相应的加固, 但其缺陷是浆液注域可控性低, 护壁泥壁厚时, 易出现桩壁有夹泥带现象。

2.2 桩侧压力注浆工艺分类

按桩侧注浆管设置分为沿钢筋笼纵向设置和沿钢筋笼环向设置两类。由于侧壁注浆在实际应用中, 对承载力增幅远底于桩端后压浆工法, 即使设置3道环形注浆管的情况下, 其效果也不及仅设桩端后注浆工法, 因此较少采用。

从注浆技术的要求考虑, 如果土体注浆工法需满足定向、定域与定量“三定”要求, 即注浆机理要明确, 是渗入充填注浆、压密胶结注浆还是劈裂注浆, 浆液流动方向及注浆域可控, 注入量在予计量±20%为好。按上述要求, 有容器闭式注浆工法应是桩端注浆首选工法。

3施工要点

3.1 注浆压力

对有容器封闭式后注浆工法, 它是按照渗入充填/压密混合注浆理论进行的。即注入浆液是在有压作用下流动, 它首先克服管路等的阻力而渗入腔内充填碎石等物质的孔隙中。浆液注入压力宜控制在受灌碎石体结构的不致破坏, 只能使胶腔被充满, 同时桩端沉渣体中的水份被挤走为宜。此时, 胶腔体的强度是能够满足不致胀破。某煤炭铁路专用线里沟桥桩基后压浆试桩实例:桥试桩桩长10.15 m～10.25 m, 设计桩径0.5 m, 地基土为轻微湿陷性黄土, 孔隙比e=0.823, 液性指数IL=0.37, 湿陷系数δs=0.02, 厚度达到15 m, 采用有胶腔的封闭式桩端后压浆工法, 完成试桩3根, 有关试桩的资料列于表1或图1 (a) 与 (b) 。

注: () 内数值为实际成孔值。

根据测微计、钢筋计等测试原件实测得出的桩顶位移S与桩侧平均摩阻力Pf, 桩端阻力Pe的关系曲线 (见图2、图3) , 从图示形态可看出, 各桩的Pf, Pe与桩顶位移S的关系没有本质的区别, 桩顶位移只需几毫米时, 就可使桩侧阻力得到充分发挥, 并很快达到极限状态。只是经过桩端后压浆的A、B两桩的Pf值较常规桩C为大。对于端阻力Pe, A、B两桩最终趋于极限值, 而C桩未达到极限。即是A、B端阻率较C桩大, 其值分别为16.6%、17.0%与12.9%。

需重视的是各桩达到极限荷载时, 桩顶位移值差别很大, 未压注浆的C值最大沉降量为48.88 mm (相应的桩顶最终加载量为2 000 kN) 。而A、B两桩的相应沉降值分别为75.26 mm和76.67 mm。 (桩顶荷载值分别为3 000 kN与3 200 kN) 产生的最主要的原因是由于桩底压注浆液时, 胶腔发生破裂, 浆液中的水渗入黄土中, 造成桩端持力土体局部增湿, 土层局部软化, 强度降低, 引起沉降所致。因此, 压浆时不应产生胶腔破裂是很重要的。胶腔材质要求:抗拉伸强度≥14 MPa, 拉断伸长率>400%。

注浆终止压力:关于封闭式胶腔桩端后注浆工法的理论, 采用Vesic提出的球体空腔扩张理论 (或称膨胀理论) , 向桩端柔性胶腔注入水泥浆, 浆液与腔内的填充骨料密实结合, 并向外扩挤, 形成向腔周围土体施加的压力。在这种均布径向膨胀力的作用下, 腔外一定厚度的空心球形区域达到塑性平衡状态。随着压力增长, 塑性平衡区也不断膨胀, 直到腔体压力达到抗剪强度极限压力 (见图6) 。分析表明, 注浆极限压力的大小是由以下因素确定的:①桩端周围土体的强度指标C、Φ;②桩端周围土体的变形指标Es、γ;③桩端周围土体所承受的上覆压力q;④桩端周围土体的平均体积应变△。

上述诸因素中, 以及一般假定体变△的平均值为零, 对于无粘性土, 最主要的影响因素是桩端的埋置深度 (即桩长) 和桩端持力层的内摩擦角。对于粘性土和粉土, 内摩擦角是最主要的因素。对于中密以上的砂、砾 (卵) 石土, 目前常用的注浆压力为2 MPa～3.5 MPa, 高时可达到4 MPa, 对于粘性土与粉土, 压力一般均小于3 MPa, 压浆压力过大时, 会使桩端土体接近于, 甚至超过极限压力, 对于将来承受基础荷载是不利的。

3.2 桩顶抬升

随着浆液逐步压入胶腔, 会使腔体的周围呈幅射状扩压, 挤压腔周地层, 并通过均压桩端预置于胶囊顶部的钢板, 使桩体产生微量抬升, 一般控制抬升量在0.5 mm～1.5 mm, 不应超过3 mm。钢板应有足够刚度, 据试验规定, 其厚度为2.5 mm～3.0 mm。

3.3 水泥浆体

当水灰比小于0.8特别是达到0.5～0.6时, 水泥浆体是塑性体而非牛顿体, 在小管径管内流动时比较困难, 需要克服较大的阻力, 要求加大供浆泵压。虽然压力大了易于流动, 但是会使浆液在浆管出口及渗入胶腔中的流动状态和条件出现变化, 如紊流等, 这将不利于渗入注浆与压密扩腔作业。因此, 国内外许多注浆工法都建议, 对水灰比小于0.的浆液注浆时, 注浆管径不小于30 mm。

再者, 根据采用水灰比为0.55～0.6水泥浆的经验, 为了增加浆液的流动性, 加入适量的木钙等减水剂是可行的。同时加入少量的浆液悬浮稳定剂。

关于浆液结石率, 一般为85%～88%, 平均为86%, 在腔内充填粒料设计合理, 浆液中加必要的防止失水收缩的微膨胀剂时, 会取得更好的注浆结石效果。

3.4 注浆用水泥材料

建议使用PO型普通硅酸盐水泥或高早效强水泥, 而不选用PS型矿渣水泥, 后者早期强度低, 干缩性大, 且抗碳化能力差。在多个工地进行两类试块的测试, 平均结果如表2。

4承载性能机制分析

(图4、图5) 分别为各试桩的轴力分布, 桩侧摩阻力分布, 及其发挥过程。从试验曲线可看出, 加荷初期 (前两级荷载) , 桩侧摩阻力的分布是上大下小, 这是由于靠桩顶部分桩身压缩量大, 桩土间产生相对位移, 从而桩侧摩阻力得以发挥, 而下部桩土相对位移小, 摩阻力较少发挥。随着荷载的增加, 桩身下部的桩土间相对位移量增大, 桩侧摩阻力得以较充分发挥, 如C桩, 当桩顶荷载P为1 600 kN, 地面下7 m深处桩侧摩阻力达到138.7 kPa;而当桩顶荷载P达到极限荷载1 800 kN, 相应于7m的桩侧摩阻力达到161.3 kPa。桩端附近桩侧摩阻力更大。 (9m深度也是如此, P=1 600 kN, f=174.2 kPa;P=1 800 kN, f=183.21 kPa) 。对桩端后压浆桩的桩端附近, 侧摩阻力增大为更明显。见图5之a、b) 。这是由于桩底下土层压实过程产生予压实, 径向扩张与握裹作用的效果 (见图4) 。可用极限滑动面理论表述。

当桩端的土体在压力腔作用下产生压缩时, 超过一定限度后地基中产生剪切滑动面, 由于桩埋置较深, 滑动面不会延伸到地面, 又因为桩的对称性滑动面所含的土体应是一个心形体, 通过桩轴线的任一截面所截得的图形如 (图7) 所示, 这也就是梅耶霍夫在求解深基础时所取的破坏图式。

从图7可知, 当桩端处的I区受压向下滑动时, 将通过Ⅱ区和Ⅲ区的土体向Ⅳ区的土体施加压力和剪力, 最终迫使Ⅳ区的土体压密并对桩体产生握裹作用, 从而使得桩的摩阻力加大。另外由图7也可知道这种摩阻力加大的现象仅发生在桩的下部。

5 结语

综上所述, 采用后压浆工法对提高基桩竖向承载力的效果是显著的。提高幅度与采用的工艺参数、方法、持力地层条件与桩的长度 (入土深度) 等因素有关。据本地区20余项后压浆桩基工程的数据, 承载力提高幅值为同条件常规桩的1倍～1.5倍, (需说明的是试桩一般只加荷至设计值的两倍或略超, 并未真正达到极限值) , 而桩顶沉降有大幅降低, 一般降低率有40%～60%, 相应的沉降值为10 mm～15 mm。

参考文献

[1]JG J94-1994.建筑桩基技术规范, 1995-7

[2]GB50007-2002.建筑地基基础设计规范, 2002 (04)

[3]钟才根, 张锦栋, 李海鹏.桩底压浆钻孔灌注桩高应变检测分析[J]工程勘察, 2004, (06) .

[4]黄生根, 龚维明, 张晓炜, 苏沛东.钻孔灌注桩压浆后的承载性能研究, 岩土力学[J], 2004, (08)

[5]周宏, 陈兰云, 姜欣.用后注浆技术提高钻孔灌注桩单桩承载力, 建筑技术[J], 2007, (02) .

钻孔灌注桩后压浆技术的工程实践 篇8

关键词：钻孔灌注桩,后压浆,技术要点,试验结果

沿海地区广泛分布着较厚的软土地基,在软土地基上建造高层建筑及大跨度厂房,常用钻孔灌注桩基础。钻孔灌注桩具有施工简单,对地层适应性强和造价经济等优点,但钻孔灌注桩施工中也存在因孔底沉渣难以处理干净而降低端阻及因泥浆护壁而降低侧阻的缺点,从而使钻孔灌注桩的侧阻系数和端阻系数比打入式预制桩要低。因此,如何提高钻孔灌注桩的侧阻和端阻是工程中迫切需要解决的研究课题。对桩侧灌浆和桩端灌浆是提高桩承载力的有力措施之一[1]。

桩侧灌浆是在钻孔灌注桩桩身通过预先埋置的压浆管将水泥浆压入桩侧土体,通过挤密桩侧土体,使桩周土侧压力增大,从而增加桩侧摩阻力。桩端灌浆是通过灌浆管将水泥浆压入桩端,其作用是加固了沉渣和桩底土体形成扩大头增加桩底面积,同时随着浆液沿桩周土体向上入渗,也改善了桩底以上相当长的一段桩周土体,使桩的承载力得以提高[2]。本文就盐城某机床厂改扩建工程,采用钻孔灌注桩后压浆技术,大幅度提高单桩承载力的工程实例进行阐述。

1 工程概况

盐城市某机床厂改扩建工程,地基土岩性比较复杂,上部为素填土、黏土、厚度不等的淤泥层,下部为粉土和中粗砂,桩端持力层为中粗砂。根据场地的工程地质条件,ϕ600 mm钻孔灌注桩,其单桩竖向承载力仅能达到600 kN,为使单桩竖向承载力达到设计值1 100 kN,采用后压浆增强技术,选用通过预埋在桩内的注浆花管对桩端、桩侧进行压浆的施工方案。

2 后压浆钻孔桩的施工工序

钻孔灌注桩后压浆技术是成桩时在桩顶和桩侧预置压浆管路和压浆装置,待桩身达到一定强度后,通过压浆管路,利用高压注浆泵压注以水泥为主剂的浆液对孔底沉渣和桩侧泥皮进行固化,从而消除传统灌注桩施工工艺的缺陷以提高桩的承载力,减少沉降量,并提高桩身质量和承载力可靠性的一种科学先进的技术方法。后压浆灌注桩施工工艺流程见图1。

3 后压浆灌注桩的技术要点

压力注浆的目的是把有限的浆液材料输送到桩端及桩周一定的有效范围内,使之对该范围介质起加固作用。但是桩端及桩周对浆体而言是开放空间,后压浆灌注桩属隐蔽工程,目前的监测手段十分有限,要实现上述目标则主要依赖于好的注浆工艺,好的注浆工艺建立在对桩底机制的正确认识上,它要求因地制宜,严密设计,优质施工,适时调控。

3.1 压浆管的布置

桩端压浆管:沿桩周对称布置ϕ32冷轧铁管两根,从桩底连接至桩顶。底段为注浆花管,伸出钢筋笼300 mm,并向内弯曲10°,预先焊在钢筋笼上,其底部焊死,侧面开排孔,每排5个,孔间距100 mm,孔径8 mm。在下孔前内用薄膜皮包住孔眼,以防混凝土灌注时堵塞压浆管,压浆管之间用丝扣连接,下入时绑扎在钢筋笼上。

桩侧压浆管:在桩侧布置ϕ25冷轧导管一根,绑在钢筋笼外侧。注浆管为高压PVC软管,设置在距桩底2.5 m处,水平缠绕在钢筋笼外侧,用三通与导管连接,PVC注浆管等间距钻ϕ8 mm孔眼,孔间距100 mm,孔眼用防水胶布包扎封好。

3.2 浆液的制备

不同浓度的浆体其行为有所不同:稀浆(水灰比约为0.8∶1)便于输送,渗透能力强,用于加固预定范围的周边地带;中等浓度浆体(水灰比约为0.6∶1)主要用于加固预定范围内的核心部分,在这里中等浓度浆体起充填、压实、挤密作用;而浓浆(水灰比约为0.4∶1)的灌注则对已注入的浆体起脱水作用。

浆液浓度的控制原则一般为:依据压水试验情况选择初注浓度,通常先用稀浆,随后渐浓,最后注浓浆。在可灌的条件下,尽量用中等浓度以上浆液,以防浆液作无效扩散,该工程使用水灰比为(0.5～0.7)∶1的浓浆,在浆液中加入水泥重量0.25%的木钙作减水剂,并加入1%～2%水泥重量的UEA微膨胀剂。

3.3 桩压浆量的确定

合理的压浆量应由桩端、桩侧土层类别、渗透性能、桩径、桩长等因素确定,经过计算,本工程每根桩的桩侧压浆量为0.25 m3,桩端压浆量为1.1 m3,如出现以下两种情形:1)注浆量未达到设计值,桩顶已经冒浆;2)成孔施工时曾大量漏泥浆,注浆量已达到设计值时,可采用多次压浆法以确保设计质量。

4 试验结果和经济效益

该工程完工后,进行了高低应变试验,部分灌注桩的施工参数及试验成果见表1。

试验结果表明:普通钻孔桩和后压浆钻孔桩单桩竖向承载力均满足设计要求,对钻孔桩采用后压浆增强技术,可以提高单桩承载力40%以上。

工程原设计全部采用600 mm普通钻孔灌注桩,单桩竖向承载力为600 kN。后经修改设计,对部分桩基采用后压浆增强技术,从而减少灌注桩150多根,节省了投资近百万元,其经济效益十分显著。

5结语

通过合理控制后压浆钻孔桩的施工工序及技术要点,压力注浆可明显改善桩端持力层和桩周条件,提高桩端承载力和桩侧摩阻力,改善桩的荷载传递性能,使桩的综合承载力得到大幅度提高。

参考文献

[1]张宏.灌注桩检测与处理[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]史佩栋.深基础工程特殊技术问题[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]桩基工程手册编委会.桩基工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

钻孔压浆灌注桩 篇9

1 桩点定位质量控制。

1.1桩点定位抄测。根据地质报告质料, 设计文件, 规划控制点为依据进行轴线、桩点抄测记录。1.2桩点定位。按照桩点平面图的尺寸要求反复核对桩点数量、位置。经核对无误后进行定位, (用Φ40钢管按桩点中心打探30cm, 并灌满白灰后, 在中间插一根Φ6.5钢筋做为标记。

2 机械成孔质量控制。

2.1钻孔机械一般采用XU1000型地质钻机, 配Φ40cm直径的螺旋钻杆, 钻头选用硬质合金焊接, 主机变速箱液压给进成孔。施工控制要点:一是桩点轴线位移, 群桩间距不大于50mm;二是控制钻桩长度, 一般桩的钻探不小于设计桩长加30cm。2.2人工配合清淤护孔。成孔前, 随着机械的转动有部分混浆沿看螺施钻杆被排出, 这时人工要进行桩口维护, 并对中空钻杆内注入水泥浆, 浆液从钻头排出并实施桩孔护壁, 从而防止钻进拔出时扎壁坍落。2.3桩的垂直度要求:单桩垂直一般应控制在0.5/200数值内, 尽可能保证桩的垂直, 提高承载力。

3 压力注浆。

3.1注浆材料选择。压力注浆可采用32.5R或42.5R普通硅酸盐水泥。使用前先进行质量检查, 进行二次检试验, 其安定性必须符合要求。施工用水清洁, 无污染。3.2水泥浆配置质量控制。在搅拌器中将投入的水泥与水进行充分搅拌, 以尽量提高水泥颗粒在水中的分散度, 水泥浆的水灰比一般应控制在0.50-0.60之间, 过小水灰比流动性小施工困难, 水灰比过大, 会产生流浆和离析现象, 使水泥强度降低满足不了设计强度要求。3.3钢筋笼加工制做质量控制。进场钢筋要进行观感检验, 按检验批量做冷拉冷弯试验, 合格后方可使用, 主筋长度、根数、箍筋的间距, 长度进行检查。

4 采取泵吸反循环钻进成孔和扩底工艺, 导管水下灌注混凝土成桩技术。

配置GPS-15型和GPS-20型反循环工程钻机。工程护壁采用泥浆护壁, 根据泵吸反循环工艺特点和施工场地条件, 地面泥浆循环方式采用自流回灌式循环系统。泥浆性能要求。粘度:16~25s;比重1.1~1.2 (卵石层可增大到1.25) ;含沙率6%;PH值7~9。成孔期间注意保持孔内水头高度, 防止垮孔。4.1成孔工艺护筒埋设。护筒用6~8mm钢板卷制焊接而成, 护筒直径比桩径200mm, 上部开一个益浆口。护筒埋设时先开挖比护筒直径大0.2mm~0.3mm、深1.3m左右的基坑, 吊入护筒, 按桩位中心线找正后四周到人粘土压实, 并认真进行复测以确保护筒中心与桩位中心一致。要求护筒中心与设计桩位中心控制在50 mm以内, 护筒顶端应高于地面1.2m。4.2钻头与钻进参数。根据桩基设计, 场地底层和设备性能, 设计采用双腰带笼式钻头。钻进参数:4.2.1第四系粘土及砂土层钻进压力15~20k N, 钻数13~23r/min。4.2.2强风化层钻进:20~30k N, 钻速13r/min。4.3钻进。4.3.1钻机安装是否平稳水平。天车、转盘和桩位中心三者应在同一铅锤垂线上。4.3.2据土层岩性、孔径、孔深和泥浆消耗量来确定钻速:a.在护筒下1m范围内, 宜慢速钻速不得大于2.0m/h;b.或淤泥质土层中, 钻速不得大于m/min;c.层中, 钻速不得大于3.0m/min;4.3.3操作要点及注意事项:a.开钻时, 应稍提钻杆, 在护筒内旋转造浆, 开始泥浆泵进行循环, 待泥浆均匀以后以抵挡慢速开始钻进。钻至护筒脚下1.0m后, 方可按正常速度钻进, 再放下钻头旋转。钻进过程中必须保证钻孔的垂直。b.在钻进过程中, 对不同的土层, 采用不同的钻进方法, 在粘土中钻进, 中等转速, 大泵量稀泥浆, 进尺不得太快。在砂土或软土层中, 钻进时要控制进尺, 抵挡慢速大泵量, 稠泥浆钻进, 防止排量不足, 钻渣来不及排除而造成埋钻事故。c.钻进过程中, 要随时观察孔内水位及进尺变化情况, 钻进的负荷情况, 以便判断坍孔或漏浆。d.在硬层中或岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准。e.经常观察钻机平台是否平稳, 发生倾斜, 立即纠正。f.施工期间护筒内的泥浆面控制在高出地下水位1m以上, 在受水位涨落影响时, 泥浆面控制在高出最高水位1.5m以上。g.钻速不要太快, 在孔深4m以内不要超过2m/h, 往后也不要超过3m/h。h.钻进过程中, 经常注意泥浆指标变化情况, 并掌握好泥浆面高度, 发现变化后及时调整。i.上下钻时发现阻力大的易缩颈孔段, 应采取上下来回反复划圆扫孔以保证孔径达到要求。j.操作人员要求严格执行操作规程, 注意钻进中每一环节的细小变化, 并详细记录。4.3.4入岩判断。孔底反渣取样根据地质资料反映的持力层埋深提前50cm取样, 并以每钻50m取样一次, 以方便工勘部门入岩判断使用。每孔留取2个岩样保存到待工程验收完毕。4.3.5扩孔。当笼式钻头至桩持力层, 经确认终孔并清孔后, 即换入扩底钻头进行扩底:a.强风老化岩层扩底采用。合金扩底钻头基本结构为三翼下开式, 刀齿为硬质合金, 主要部分包括扩底翼, 如压翼、底盘、连杆等, 其扩孔钻头下入孔底, 钻杆下降时, 有钻杆的自重上、下回转杆续而通过连杆加压翼支持开刮土合金底翼, 当驱动回转钻杆市便实现扩孔功能。b.地面进行张、收试验时, 准确测量以下数据:具体方法为:用吊车吊起扩底钻头, 使其完全收拢, 量取钻头中长度H1然后下放使上下回转杆之间通过一定的行程, 使扩底翼片扩张达到设计扩底直径再量取其总长度H2 (H1-H2) 即为扩底钻头行程。c.扩底采用低速回转的技术参数。钻速按不大于0.01m/min进行控制。4.3.6扩底成孔检测。扩完底第二次清孔, 在灌注混凝土前为了了解钻孔大头直径、形状、沉渣厚度、孔深、垂直度等情况, 可通过CDJ-1超声波桩孔检测仪对桩孔进行自检, 抽检率5%~10%。4.3.7清孔。清孔方式选择:采用泵吸反循环清孔。利用泵吸反循环钻进成清孔, 具有泥皮薄、沉渣少、桩控质量优等优点。清孔次数:第一次清孔:钻进达到设计深度后, 先将钻头提离孔底约50cm, 进行换浆清孔, 回流泥浆比重控制在1.20左右。第二次清孔:扩成完成后, 即进行第二次清孔。第三次清孔:在下人钢筋笼、灌注导管后, 灌注混凝土前换泥浆, 进行第三次清孔确保沉渣厚度满足设计要求。即不大于50mm。

5 混凝土灌注。

5.1下导管。使用Φ250mm游轮式连接的灌注导管。导管下人长度按管底离开控底0.5m计算, 逐根丈量, 数据必须准确可靠。下人孔内的每根导管要认真仔细检查, 管壁不小于4mm, 分节导管平直, 内壁光滑平整, 最底端一节4~5m下口呈斜口并加厚。每根管接头处加“0”型密封圈并抹黄油作进一步密封。5.2初灌混凝土。5.2.1由于底部扩大头, 桩底容量大, 初灌时应确保初存量使导管人混凝土中0.8m。初灌前, 将充气球塞放人导管内, 漏斗底用密封板装盖压, 然后倒入混凝土, 待混凝土量满足初灌要求时, 拉开密封板, 混凝土即压住球胆冲人孔底, 完成混凝土初灌。初灌斗宜选用大斗, 保证埋管深度。5.2.2关注首批混凝土时, 导管理入混凝土内的深度不小于0.8m。5.2.3第一斗混凝土灌注后, 应立即观察孔内返浆是否畅通, 并设专人测量导管内外混凝土面高度, 掌握导管在混凝土内的埋深, 正常灌注中每灌注二斗混凝土后应测量一次导管内外混凝土上升高度, 并应随时观测导管内混凝土下降速度和孔口返浆情况, 如发现不下降、不返浆时应暂停灌注, 待解决后方可继续灌注。5.3连续灌注混凝土。5.3.1首批混凝土灌注正常后, 应连续不断灌注, 严禁中途停工, 在灌注过程中, 应经常测锤探测混凝土上面的上升高度, 并适时提升, 逐节拆卸导管 (也可分二节拔一次) 保持埋管2~6m之间, 不可多埋更不宜少埋。探测次数一般不宜少于所使用的导管的节数, 并应在每次起升导管前, 探测一次管内外混凝土面高度。遇特别情况 (局部严重超径、缩径、漏失层位和灌注量特别大的桩孔等) 应增加探测次数, 同时观察返水情况, 以正确分析和判定孔内的情况。5.3.2在拔管前要经常反插增加混凝土密实度。并且注意拔管要勤, 每个孔段特别是柱顶都必须反插。5.3.3混凝土浇注上升速度不得小于2m/h。5.3.4要注意导管的密封程度, 必要时在浇注混凝土前要做导管密封水压试验。5.3.5要随时掌握每根桩混凝土的浇注量, 预防坍塌现场出现。要控制混凝土的浇注量不少于桩的充盈量1, 特别是扩大头部分的混凝土量关注要测准。5.3.6混凝土灌注接近结束时, 由于导管内混凝土高度减少, 压力差降低, 如出现混凝土顶升困难时。方向孔内适当加些水稀释泥浆, 使灌注工作顺利进行。灌注最后一根导管时, 不要急于拔动导管, 先活动数次后再提高, 最后提升导管的高度不得大于6m。5.3.7水下混凝土灌注情况, 如灌注桩号, 灌注时间, 混凝土用量, 混凝土面上升与灌注量的关系, 导管起拔拆除以及灌注过程中发生的各种异常现象等都应有专人负责详细记。

摘要：针对钻孔压浆灌注桩基础施工方法注意事项展开论述。

钻孔压浆灌注桩 篇10

1 桩底后压浆作用机理

桩底后压浆提高灌注桩承载力的机理:桩底后压浆是通过预埋在桩内的钢管, 把浆液灌入桩底预先装满1 cm～3 cm卵石的橡胶注浆腔内。胶囊用弹性很好的优良橡胶制作, 在浇筑的桩身混凝土前预设在桩底, 桩内埋设的橡胶管同注浆腔连接。当桩身混凝土达到预定强度后, 注浆开始。随着灌浆压力的逐渐升高及注浆量的逐渐增加, 橡胶注浆腔不断膨胀, 桩底的沉渣及桩底周围的土体的高压下会排走一部分水分, 沉渣与土体被压密、脱水、变薄。随着灌注量的逐渐增加, 浆液和预埋在橡胶灌浆腔内的卵石混合在桩底形成一个扩大桩头, 并压密桩周围的土体, 这就大大提高了桩底土层的强度, 使桩端阻力与侧阻力同步甚至超前发挥。扩大的桩头又增加了桩端支撑面积, 从而使桩的承载力有大幅的提高。

2 工程实例

湖南常德某建筑地上22层, 地下1层, 剪力墙结构, 采用钻孔灌注桩, 桩径800 mm, 并进行后压浆施工, 以提高桩端的承载力。全部施工前进行了成桩试验, 共进行3组试验, 以确保成桩后压浆施工质量。其工程地质状况见表1。

3 钻孔灌注桩后压浆施工技术工艺

3.1 后压浆钻孔灌注桩设计要求和特点

后压浆钻孔灌注桩, 桩长22.5 m, 混凝土强度C30, 桩进入第⑤土层, 桩顶标高-5.75 m～-6.15 m;单桩竖向抗压极限承载力标准值为7 200 kN。桩配筋:主筋8ϕ14 (二级) , 箍筋为ϕ8-100/200。施工前分别以标号1、2、3#桩进行试验, 以测试确定其施工效果。

3.2 钻孔灌注桩后压浆施工工艺

1) 根据桩位图放出桩轴线和桩钻孔灰线。

2) 钻孔灌注桩采用长臂螺旋钻机钻孔, 钻孔深度达到设计深度后, 在孔内放置钢筋笼, 钢筋笼固定好后压浆并用镀锌管封好口 (一根直通孔底, 两根在桩侧) , 钢筋固定后向桩孔内投放C30混凝土并振捣, 直至桩顶。

3) 后注浆设备及材料要求:设备为SHC-H300型水泥注浆车, 压浆采用纯水泥浆, 用强度等级42.5 MPa硅酸盐水泥, 水灰比为0.45～0.60, 在注浆时发现上部有水泥浆溢出地面, 停止注浆作业。

4) 新建综合楼靠近相邻建筑物, 无法先开挖土方, 只好在原地貌上进行后压浆钻孔灌注桩施工, 桩顶标高比设计标高高出2.2 m～3.2 m。

4 钻孔灌注桩后压浆施工质量控制措施

从上述工程试验桩可以看出, 由于后压浆技术存在隐蔽性, 试桩资料不足, 灌浆施工工艺缺乏统一的标准, 土层差异较大, 人为因素也较大。笔者认为应从注浆前压水试验、注浆量、注浆压力、注浆后桩体上抬量几个方面予以控制, 就可以取得良好的效果。

4.1 注浆前压水试验

注浆前应用清水对注浆管进行冲洗, 待从溢浆管中出来的水变清水后, 停止冲洗。

4.2 注浆量的控制

桩底后注浆注浆量 (水泥用量) 的大小是由桩端、桩侧土类别与状态、桩径、桩长、承载力要求增幅等因素决定的。但注浆量的大小还没有成熟的公式可预先计算, 而是根据上述诸因素估计、经试验确定 (见表2) 。笔者认为, 上述诸因素对其影响程度各不相同。承载力增幅要求, 地层条件 (地层的可灌性) 与桩长对其影响更显著。

4.3 桩体强度与最佳注浆时间

因后注浆是通过高压实现的, 这就要求桩身一定的强度。在桩基设计中桩身混凝土强度等级比普通桩高1个～2个等级, 且不低于20 MPa。桩底后注浆最佳注浆时间宜在成桩后10 d～20 d之间。因注浆过早, 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注浆失败;注浆过晚, 会因桩身泥皮硬化而影响浆液向上泛浆挤入桩周土体而导致浆液向远处流失达不到最佳注浆效果。

4.4 注浆压力及注浆后桩体上抬量

桩端后压浆压力一般控制在2.0 MPa～4.0 MPa, 注浆后桩体上抬量一般控制在2.0 mm～3.0 mm。

5 钻孔灌注桩后压浆成桩检测

5.1 单桩静载

单桩静载仪器:RS-JYB。

加载分级:每级加载为预估单桩极限承载力的1/10～1/15, 每次加载350 kN, 首次加载为700 kN。

5.1.1 沉降观测

每级加载后隔5 min, 10 min, 15 min各测读一次桩顶沉降量, 以后每隔15 min测读一次桩顶沉降量, 累计1 h后每30 min测读一次桩顶沉降量。

稳定标准:在每级荷载作用下, 桩顶的沉降量在每小时内小于0.1 mm, 且连续出现两次。

5.1.2 单桩竖向抗压极限承载力试验结果

单桩竖向抗压极限承载力试验结果见表3

具体试验结果见图1～图3

5.2 低应变动力检测

检测采用FEI-C型桩基动测分析系统, 加速度传感器采用BW16100-0270。

5.2.1 试验情况

1号桩, 2号桩和3号桩逐级加载到7 200 kN时, 桩顶累计沉降量分别为18.90 mm, 14.52 mm和12.79 mm并稳定, 终止加载。加载试验结束后, 全部进行卸载回弹试验, 卸载后残余变形量分别为总变形量的36.08%, 43.38%和45.11%。

5.2.2 钻孔灌注桩低应变检测结果

钻孔灌注桩低应变检测结果见表4。

6 结语

综上所述, 后压浆是一种较新的钻孔灌注桩基础处理技术, 理论和实践都已充分证明, 桩端压浆通过渗透、劈裂、挤密作用, 使桩端持力层在一定范围内形成浆液和土的结合体, 从而改善持力层的物理力学性能, 恢复和提高桩端土的强度, 对于大范围桩端压浆, 由于相邻桩加固的相互作用形成一个近似深部大底板的的承载体, 使持力层整体强度得到充分发挥。同时, 根据需要可直接对桩侧的局部或全部进行压浆, 置换桩侧泥皮, 加固桩周土体, 从而提高桩侧阻力。但是, 由于后压浆技术还没有出台统一的标准规范, 各地土层千差万别, 桩长差异也较大, 在实际工程中应针对不同的情况, 认真制订适合该项工程的注浆技术措施 (注浆量、注浆压力、注浆次数、水泥浆的水灰比、压浆管理置深度、压浆时间、限制桩顶位移等) , 通过精心设计、精心施工才能达到预期的效果。

总之, 通过设计和施工人员的精心努力, 钻孔灌注桩后压浆工艺必将在工程中得到越来越多的应用, 成为钻孔灌注桩不可缺少的配套工艺, 随着经济建设的发展, 必将产生更大的经济效益。

参考文献

[1]JGJ106-2003, 建筑基桩检测技术规范[S].

[2]JGJ94-94, 建筑桩基技术规范[S].

[3]GB50007-2002, 建筑地基基础设计规范[S].