灌注桩后压浆法施工工艺综括.doc

1、1灌注桩后压浆法施工工艺综括摘要：本文介绍了灌注桩后压浆法加固的加固机理、施工流程、施工重点，对灌注桩后压浆法施工有一定的指导意义。 关键词：灌注桩;后压浆法;施工工艺 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 1 概述 近年来我国桥梁工程对钻孔灌注桩桩基承载力的要求越来越高，为了满足设计承载力要求，桩基的持力层要求是较为完整的岩石层，桩长和桩径尺寸往往做的很大，使得桩基部分的工程造价较高，同时给施工带来很大的困难。为了解决这一工程问题，在设计和施工中经过多年的探索和实践，总结了一套钻孔灌注桩后压浆法加固桩端地基的方法，大大缩短了桩长，取得了良好的经济效果。 2 钻孔灌注桩基础后压浆的

2、应用 某大桥采用 1.5m 钻孔灌注桩群桩基础，后卯中桥采用 1.2m 钻孔灌注桩群桩基础，由于桩基的持力层为砂泥软石土层，且土粒与软石为轻微胶结，为提高桩基的承载能力，对钻孔灌注桩采用桩底后压浆进行加固处理。 3 加固机理 在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设，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2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

3、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。 3.1 改善持力层条件、

4、提高桩的承载力。钻孔灌注桩成孔过程中，土体扰动、桩底沉碴和桩周泥皮对桩基承载力产生严重负面影响。为了改善和提高桩基承载能力，桩底压浆使浆液在高压作用下对沉碴及桩周土劈裂、渗扩、填充、压密、固结等作用使桩端持力层在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，从而改善持力层的物理力学性能，恢复和提高持力层土体强度。 3.2 提高桩侧摩阻力。钻孔灌注桩与桩周土体间空隙降低了桩侧摩阻力，桩周泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合，降低了摩擦系数，同样降低了桩侧摩阻力。桩底压浆在高压作用下，浆液沿桩土界面上返，通过3渗扩、填充、胶结综合作用对桩周泥土置换和空隙充填，在桩周形成脉状结合体，使桩侧摩

5、阻力大幅度提高，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，从而改善持力层受力状态和荷载传递性能。 4 压浆参数的设定 压浆参数主要包括压浆水灰比、压浆量以及终止压浆压力。在桩基施工前，应根据以往工程的实践经验，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。 4.1 水灰比应根据土的饱和度、渗透性确定。对于饱和土，水灰比宜为 0.450.65，对于非饱和土，水灰比宜为 0.70.9（松散碎石土、砂砾宜为 0.50.6） ，低水灰比水泥浆宜参入减水剂。注浆少，压力大，可调大水灰比。 4.2 压浆总量与持力层的孔隙率以及桩间距

6、有关，在砂泥软石土层软石含量为 50%70%，桩间距为 45m 的条件下，压浆量一般为115210t。 4.3 桩底终止压浆压力应根据土层性质及压浆点深度确定，对于风化岩、非饱和粘性土及粉土，压浆压力宜为 310MPa，对于饱和土层压浆压力宜为 1.24MPa，软土宜取低值，密实粘性土宜取高值。 5 后压浆施工工艺 5.1 施工准备 5.1.1 材料准备。a.水泥宜采用硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥，按规定批次进行抽检和报检。b.水泥浆配合比设计及试验。严格按照规4范要求，进行水泥净浆配合比设计，确定理论配合比，并进行相关的检验。泌水率最大不得超过 3%，拌合后 3h 的泌水率宜控制在 2%，2

7、4h 后泌水应全部被浆吸收。水泥浆液从拌制到使用的最长时间，应通过试验来确定，一般不得超过 23h。c.压浆管和压浆阀。压浆管采用内径为 5cm的白铁管，超声波检测管可兼使用。压浆阀应能承受 1MPa 以上的净水压力，压浆阀外部保护层应能抵抗砂石等硬物的刮撞面不致使压浆阀受损，且具备逆止功能。 5.1.2 设备准备 a.压浆的机械设备主要有高压清洗机、注浆泵（额定泵压应大于设计最大压力的 1.5 倍） 、压力表、水泥搅拌机、储浆筒（容积不小于0.5m3，顶口加盖滤网） 、水泵、安全阀门、电焊机、气割设备等。b.压力表必须经过有资质的计量单位检验校核，量程不小于压浆设计最大压力的 1.3 倍，一

8、般为 1015MPa。 5.2 施工要点 a.压浆管的布置：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5泥

9、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。 每根需要实施桩底压浆的钻孔灌注桩设置 3 根压浆管（超声波检测管可兼使用） ，长度需满足桩底压浆的要求，下端伸出桩底 35cm，上端高出桩顶（或工作面）50cm，对称布设于钢筋笼上，管与管之间采用丝牙连接。压浆管与钢筋笼采用铅丝绑扎或用“U”形钢筋焊接固定，应均匀、牢固。桩端压浆管固定在加筋箍内侧，布置在两根主筋之间，每道加筋箍设一个固定点，桩侧压浆管固定在螺旋箍筋外侧，按 1.5m 间距固定。管底段安装单向阀，单向阀安装时应用防水胶带固定缠裹密封，缠裹应结实严密，且满足正常压浆压力作用下能顺利打开。在

10、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，单向阀部分应加混凝土垫块保护，不得摩擦孔壁以免造成压浆孔堵塞，确保管路畅通。b.压水试验：成桩 3 天后先用压浆泵从 1#压浆管内压入清水，冲洗孔底泥浆，直至 2#、3#压浆管冒出清水为止。压水试验不仅可以疏通压浆通道，而且可以根据压水试验结果对压浆的有关参数做出相应调整。c.压浆桩位及压浆时机的选择：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 14 天（混凝土强度达到 80%）后，并且该桩周围至少 8 米范围内没有钻机进行钻孔作业，此外，该范围内的桩基混凝土灌注完成均应在 3 天

11、以上。d.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%，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6样就能保证同一根桩各压浆管压浆时间间隔 3060 分钟以上，给水泥浆一个在土体中扩散的时间。e.压浆施工：钻孔灌注桩成型 14 天，混凝土强度达到 80%后，进行超声波检测，而后进行桩底压浆。将配制好的水泥浆液经压浆泵加压输入到压浆管内，高压浆液通过管底的单向阀门进入桩底的土中。在正式压浆前，应检验配制好的水泥浆液的流动性、

12、稳定性、均匀性、水泥浆液凝固时间，浆液浓度调整时机等施工控制参数。 5.3 压浆施工中出现的问题和相应措施 a.当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。b.若遇压力达到 10MPa 以上仍然打不开压浆阀，说明压浆阀部位已经损坏，不要强行增加压力，可在另一根管中补足压浆数量。c.压浆作业必须连续进行，若因故中断，应按以下原则进行处理：尽可能缩短中断时间，尽快恢复压浆

13、作业，若中断时间超过 30分钟时，应立即冲洗设备和管路，以防浆液固化。恢复压浆后，应先用大水灰比浆液压浆，当管路畅通后，再恢复到正常的水灰比。 5.4 质量检验 后压浆完工后，应提供水泥、水和外加剂的材质检验报告，压力表检定证书、试压浆记录、设计工艺参数、后压浆施工记录、特殊情况处理记录等资料。桩底密实度、桩底浆液均匀性、桩底浆液有效深度在现场进行实测，每处检测不少于 2 根桩，每根桩须一个钻芯取样，确保压7浆质量。 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。 参考文献 1中华人民共和国行业标准建筑桩基技术规范JGJ94-2008S.中国建筑工业出版社，2008，10. 2公路桥涵施工技术规范 JTG/T F50-2011S.人民交通出版社，2011，8.