钻孔灌注桩后压浆技术运用综述

1．概述

近年来高层建筑迅猛发展，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，钻孔灌注桩具有施工简单、造价经济等特点。但钻孔灌注桩存在着孔壁易坍塌、桩侧有泥皮、桩底沉碴难以处理、桩端被扰动破坏等缺陷。如何提高钻孔灌注桩的侧阻和端阻，提高钻孔灌注桩的单桩承载力，已经成为岩土工程领域迫切需要研究解决的问题。

2．工程概况

哈励逊医院旧居住区改造项目，位于衡水市中心地带。该工程项目总规划面积8．6万平方米，先期建设回迁住宅楼一栋，地上24层，地下2层，框剪结构，建筑面积2．8万平方米，基础面积1200平方米，初步设计拟采用800的钻孔灌注桩，有效桩长48米，柱身58米，共计布桩396~E，以第⑩粉土层作为持力层，根据JGJ94—2008建筑桩基技术规范，设计单桩极限承载力为3150KN，场地工程地质条件如下：为验证单桩极限承载力，在施工图设计前先进行三组试桩静载荷试验，试验结果均在27OOKN左右出现拐点，不满足设计承载力要求，经专家论证分析影响灌注桩承载力的主要原因是：桩底沉碴较厚，桩端承载力得不到充分发挥桩侧泥皮厚，导致侧摩阻力明显下降；尤其进入密实粉土较深的桩，孔壁土应力释放，抗剪强度降低，导致地基土的承载力下降。经专家论证，得出如下结论l''''1原设计方案桩长过长，基础成本较高，且不满足设计承载力要求，建议不采用。根据衡水市同类场地的灌注桩联合后压浆经验及静载荷数据分析得出，钻孔灌注桩注浆后单桩承载力增值范围在20％～30％之间。决定改用600~7L灌注桩联合后压浆工艺，有效桩长36米，以第㈣粉土层作为持力层。

3．联合后压浆技术的加固机理

在成桩过程中，于桩底或桩侧预置注浆管，待桩身混凝土达到一定强度后，采用高压注浆泵，通过注浆管，注入水泥浆液(或其他化学浆液)至桩侧或桩端的土层中，水泥浆液通过渗透、置换、劈裂和挤密作用，使得桩底及桩侧一定范围内原本松散的碎石、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体，从而改善桩与土间界面的几何与力学条件。桩端阻力及桩侧摩阻力都相应提高，从而提高钻孔灌注桩的单桩承载力

4．工程注浆参数的设定

4．1水灰比本工程采用纯水泥浆，水泥材料选用32．5级普通硅酸盐水泥，同时要求水泥新鲜、不结块。水灰比控制在0．45～0．60之间，搅拌时间不少于2min。

4．2注浆量经与设计沟通和现场试验确定本工程每根桩水泥总量不少于2t，距地面一24m桩侧注浆量为0．4～O6t，桩底注浆量处为1l4～16t。

4．3注浆压]本工程注浆压力控制在1．5MPa～3MPa，流速控制在4O～50L／min以内。应避免压力过大，扰动桩周土层，造成桩体上浮。

5．联合后压浆施工技术

5．1工艺流程．成孔f制钢筋笼、加工压浆管)——一一次清孔(下钢筋笼、安装压浆系统)——二次清孔——浇筑桩身混凝土——清水压通灌浆管路一一桩身混凝土养护(3～7d)——先桩侧后柱底压浆——施工记录、工序验签.

5．2注浆管的制作

5．2．1桩端压浆管在制作钢筋笼的同时制作注浆管，注浆管采用033．5mm壁厚3．25mm钢管2根(1#2#)，沿钢筋笼周圈对称布置，压浆管之间采用丝扣连接，连接处用防水胶带缠绕。压浆管底部超出钢筋笼底端300mm，在压浆管底部500mm范围内每隔1∞mm沿灌浆管四周钻4个6mm的灌浆孔眼。为防止孔眼堵塞，用条带状橡皮内胎包住孔眼。

5．2．2桩侧压浆管生距地面一24m的桩侧布置巾25mm镀锌压浆管1根(3})，绑扎在钢筋笼螺旋筋内侧。桩侧压浆管底部通过三通与一段高压PVC塑料管相连，PVC塑料管沿钢筋笼主筋转一圈，其上等间距地钻排6mm的TLBE，孔眼间距100mm，包好条带状橡皮内胎作好标记，孔眼开口朝桩周外侧。

5．3压水试验

在桩身混凝土浇灌后12～24h内，必须用清水疏通注浆管，水量不宜大，贯通后即刻停止灌水，压水试验不仅起到疏通管道的作用，而且可以根据压水试验结果对压浆参数做出相应的调整。

5．4注浆桩位的选择

为防止注浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出，注浆的桩应在混凝土灌注完成3～7d后，并且该桩周围10m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。

5．5注浆施工顺序

注浆作业要依据灌注桩施工完成顺序，进行跟踪施工。先施工周围桩位再施工中间桩。单桩注浆作业，先对埋深一24m处的粉土层进行桩侧压浆，浆液终凝后，再对桩端粉土层进行桩底压浆。注浆时应做好施工记录，记录的内容应包括施工时间、注浆开始及结束日寸间、注浆数量以及出现的异常情况等。5．6注浆设备选择根据要求，结合本工程实际情况，注浆泵选用泵压不低于7MPa的SGB6—10型高压注浆泵。地面输浆软管采用耐压值不低于10MPa的双层丝纺织胶管。

6．注浆施工中常见问题和应对措施

6．1注浆管堵塞

在桩底注浆时，如若发生压力达到1OMPa以上，仍然打不开注浆喷头，证明注浆管发生堵塞，可将全部的水泥浆量通过另一根畅通导管一次压入桩端。

6．2出现冒浆

注浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象，水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出，说明桩底已经饱和，可停止注浆i若从本桩侧壁冒浆，注浆量也接近了设计要求，可停止注浆；若从本桩侧壁冒浆且注浆量较少，可将该注浆管用压力水冲洗干净，等到第2天再重新注浆。

6．3补注浆措施

补注浆工作应在注浆工作结束后统一进行，其做法采用CXY一1型地质勘察钻机在桩周壁O．2～0．3m处钻进直径由110的孔。钻孔深度比桩端深0．4～0．5m，在孔内下入注浆导管，并用水灰I：LO．5水泥浆液(掺入早强剂)进行封口处理，待封孔水泥浆液固期达到3d后，可按正常工艺进行注浆。

7．联合后注浆试桩检测与效果分析

本工程为回迁住宅楼，工期紧，场地狭窄，经与设计沟通，在满足单桩极限承载力情况下，通过非破坏性静载荷试验，试桩、锚桩可作为工程桩出现。试桩选取35#213#321#桩进行了静载试验，受检桩的混凝土龄期为28天，受检桩的成桩工艺和质量控制标准与工程桩一致，试桩桩头按设计进行了加固处理。

7．1本工程单桩静载测试仪器采用JCQ一503AW，单桩竖向抗压极限承载力为3150KN，每级加载为预估单桩极限承载力的1／10～1115，每次加载315KN，首次加载取分级荷载的2倍；每级加载后隔5min、1Omin、15min各测读一次桩顶沉降量，以后每隔15min测读一次桩顶沉降量，累计1h后每30min测读一次桩顶沉降量。

7．2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0．1mm，且连续出现两次。通过试桩检测提供的试验数据，3组试桩试验结果均符合设计要求。Q—S曲线如下：可以看出，桩端注浆的Q—S曲线呈缓变形，说明注浆后桩的端承力可充分发挥，桩的沉降量明显降低。试验结果表明，联合后压浆灌注桩比普通灌注桩单桩竖向承载力明显提高。

8．结语

综上所述，通过本工程的钻孔灌注桩联合后压浆技术的应用，积累了一定的行之有效的工程经验。工程实践证明，泥浆护壁钻孔灌注桩采用联合后注浆技术，可以解决泥浆护壁钻孔灌注桩固有的工艺缺陷，具有缩短桩长，减少桩径，能大幅度提高单桩承载力，节约基础造价，具有较好的技术经济应用前景。