复式后压浆技术在沈家小区高层建筑中的应用

摘 要：对于对基础承载力和沉降控制要求高的情况，只有把钻孔灌注桩的桩长、直径加大，才能达到目的，由此而来的是桩身混凝土体积将大大增加，十分不经济。如何有效地提高单桩承载力、缩短施工工期、减少支出、控制沉降，成为工程人员关注的热点。本文通过工程实例，介绍了沈家小区高层建筑地基钻孔灌注桩通过复式后压浆技术，很好的解决了承载力和沉降控制问题。该技术具有操作简便，可靠性好，附加费用低，承载力增幅大，注浆和成桩可交叉作业，节约建设资金等优点，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。

关键词：后压浆技术；高层建筑；应用

Application of compound grouting technology in Shen residential of high-rise building

Feng Xu-hui

（No.203 Institute of Uranium Deposit，Nuclear Industry Company，Xianyang 712000，Shaanxi，China）

Abstract： For the stuation in which stringent requirements on foundation bearing forcce capacity and sedimentation control， needs to increase diameter of the bored piles， but the volume of pile body concrete will increase dramatically and costs a lot. Engineering staff may care much more about improving the bearing capacity， shorten the construction period， reduce spending， and controlling sedimentation. In this paper， taking Shen residential for example of technology which high-rise building foundations bored through the double post grouting is to save the problems about bearing capacity and sedimentation control. The technology with lots of advantages， such as easy operation， high reliability， low additional costs， increasing the bearing， crossing and piling with grouting operation， saving funds ， above all ， it has important significance and broad prospect in conditions of project promotion of post grouting in construction technology.

Keyword： Post-grouting Technique； high-rise building； application

1.工程概况

沈家小区改造工程项目位于某市咸通南路以东，沈兴南路以西，南临滨河西路。拟建的沈家小区改造工程1#楼地上32层，地下一层，剪力墙结构，后注浆钢筋混凝土灌注桩基础，设计桩径600mm，桩长21.0m，设计单桩竖向抗压极限承载标准值为6200KN，设计桩身混凝土强度等级为C35。

2.场地工程地质条件

2.1地形、地貌

拟建场地地势总体西高东低，南高北低，地形基本平坦，地面标高介于388.80-390.16m之间，地貌单元属渭河I级阶地。

2.2地层结构及岩性特征

地层岩性结构特性描述如下：

序号 地层名称 时代 地层描述 本层厚度（m） 层底标高（m）

①-1 杂填土 Q4ml 呈黄褐杂色，含大量砖块、瓦片、灰渣、水泥块等建筑垃圾，混粘性土、土质松散。 0.30～2.40 387.62～389.86

①-2 素填土 Q4ml 呈黄褐色，以粘性土为主，含异色土块、白灰渣、炉渣、偶见砖块、瓦片。土质疏松。 0.30～2.90 386.7～389.60

② 黄土状

粉质粘土 Q4al+pl 呈黄褐～棕褐色，含云母、铁锰质、沙粒，偶见结核石，有虫孔、大孔隙、针状发育。 0.40～3.70 385.56～386.70

③ 黄土状

粉质粘土 Q4al+pl 呈黄褐～褐黄色，含云母片、铁锰质、蜗牛壳片，有虫孔、大孔隙、针状发育。 6.10～7.90 378.42～379.96

④ 粉质粘土 Q4al+pl 呈灰黄～灰色，含铁猛质斑点，云母片、蜗牛壳片、针状较发育。 4.20～10.20 368.66～374.31

⑤ 粉细砂 Q4al+pl 呈黄褐～灰色，矿物成分以石英、长石、云母为主，混少量园砾。颗粒较均匀。密实状态。 0.40～30.80 370.08～373.02

⑥ 中粗砂 Q4al+pl 呈灰黄～灰色，矿物成分以石英、长石、云母为主，零星有粒砂、圆砾、小卵石。局部有圆砾透镜体分布。最大粒径超过3cm。磨圆度好，密实状态。 1.00～8.50 363.26～372.20

⑥-1 粉质粘土 Q4al+pl 呈灰色，含氧化铁锰质斑点、云母，零星蜗牛壳片。针孔欠发育。 0.70～3.20 364.51～369.83

⑦ 中粗砂 Q3al 呈灰色，矿物成分以石英、长石、云母为主，零星有砾砂、圆砾、小卵石分布。局部有圆砾透镜体分布。最大粒径超过4cm。磨圆度好，密实状态。 16.20～20.10 344.33～345.83

⑦-1 粉质粘土 Q3al 呈灰色，含氧化铁锰质斑点、云母，蜗牛壳碎片。孔隙欠发育。 0.40～4.20 345.64～348.32

⑧ 中粗砂 Q3al 呈灰色，矿物成分以石英、长石、云母为主，混少量砾砂、圆砾、卵石。局部有圆砾、粘性土透镜体分布。颗粒级配较好，磨圆度良好，密实状态。 14.50～36.40 308.80～330.16

3.后压浆加固机理及工艺流程

3.1后压浆机理

钻孔灌注桩复式后压浆是指成桩时在桩底和桩侧预埋压浆管和压浆装置，待钻孔灌注桩成桩并达到一定强度后，利用压浆装置，将具有固化能力的浆液（如纯水泥浆、水泥砂浆、掺加外加剂的水泥浆等），压入桩端和柱侧。这些浆液经过渗透、填充、置换、劈裂、压密及固结等物理或化学形式单独或共同作用，改变了桩端及其附近桩侧土体的物理力学性，清除了桩底沉渣和桩周泥皮对桩的不利影响，改善了桩土界面条件，使桩的承载力和桩侧阻力得到不同程度的提高，桩的沉降得以减小，桩的承载性能得到改善，从而达到提高桩基承载力，减少沉降，降低造价的目的。

（1）减少沉渣厚度、加固桩端持力层。不管桩端土的性质如何，注入桩端的浆液都会对桩端沉渣进行加固，从而使沉渣厚度减少。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，进而提高桩端阻力。

（2）改善桩土界面特性。在桩端灌浆过程中，随着浆量和灌浆压力的增加，部分浆液沿着桩侧薄弱部位上升，使桩土结合紧密，改善了桩土接触地面的条件，使桩周土单位面积的侧阻力提高。

（3）增加桩周法向压力。由于桩端压力灌浆形成扩大头，挤压桩端使土层密实，增加了桩端及周围土层的侧向压力，法向压力的提高引起桩的侧阻力提高。

（4）桩端压力灌浆时，在压密桩端虚土的同时向上传递反力，桩顶由轻微的向上位移，相当于桩端施加了一个预应力，桩侧阻力有所提高。

3.2施工工艺流程（见图1）

4.压浆参数设计及压浆设备机具的选择

4.1压浆参数设计

（1）压浆水灰比0.45—0.65，注压终止压力控制在1.2—4MPa；

（2）压浆量控制水泥含量1.5t—2t/根；

（3）压浆流量控制为不易超过75L/min；

（4）压浆终止条件：

a.压浆总量和注浆压力已达到设计要求；

b.压浆量已达到设计值的75%，且注浆压力超过设计要求。

4.2压浆设备

（1）注浆泵：选择BW—150三缸单作用活塞泵，额定最大工作压力为7MPa，流量32—150 L/min；

（2）水泥浆搅拌机：强制式搅拌机容量350L；

4.3压浆机具

（1）储浆桶：容量为500L，附搅拌器；

（2）压浆管：用直径25mm×3.2mm的黑铁管，丝扣连接；

（3）地表输送管：25mm钢丝编织网管，耐高压10MPa；

（4）孔口压力表：5MPa；

（5）滤网：1.4mm不锈钢筛网。

5.注浆终止标准

（1）当注浆压力大于4MPa，注浆量不能满足设计要求，应采用稳压间隔式注浆工艺。稳定静止压力时间为20—30分钟，压力不减时，可停止注浆。

（2）当地面出现返浆时终止注浆。

（3）当单桩水泥注入量达到设计要求时终止注浆。

6.试桩施工中的应用

6.1应用

（1）注浆液为纯水泥浆，水泥采用秦岭牌PC32.5普通硅酸盐袋装水泥，浆液水灰比为0.45～0.65；

（2）注浆压力：注浆压力控制在1.2Mpa～4Mpa以内，桩端桩侧注浆管注浆时间间隔不得超过2小时；

（3）注浆流量控制在30～40L/min；

（4）注浆时间：混凝土浇筑成桩24小时后可进行注浆；

（5）注浆量：每根桩桩底注浆水泥用量2000-2100kg。

7.注浆效果分析

试桩施工了三组，经过静载试验分析，通过正常预埋管路注浆的三根试桩，根据现场试验数据分析见表1—表3

静载荷试验记录汇总表1

表1 工程名称：沈家小区改造工程 桩号：SZ1

序号 荷载

KN 历时（min） 沉降量（mm） 备注

本级 累计 本级 累计

1 1240 120 120 1.50 1.50

2 1860 120 240 1.65 3.15

3 2480 120 360 1.70 4.85

4 3100 120 480 1.82 6.67

5 3720 120 600 1.85 8.52

6 4340 120 720 2.02 10.54

7 4960 120 840 2.28 12.82

8 5580 120 960 2.46 15.28

9 6200 150 1110 3.35 18.63

静载荷试验Q--s曲线图 SZ1

静载荷试验s--Igt曲线图 SZ1

静载荷试验s--IgQ曲线图 SZ1

（图1）

静载荷试验记录汇总表2

表2 工程名称：沈家小区改造工程 桩号：SZ2

序号 荷载KN 历时（min） 沉降量（mm）

本级 累计 本级 累计

1 1240 120 120 1.59 1.59

2 1860 120 240 1.83 3.42

3 2480 120 360 1.92 5.34

4 3100 120 480 2.31 7.65

5 3720 120 600 2.58 10.23

6 4340 120 720 2.91 13.14

7 4960 120 840 3.91 16.33

8 5580 120 960 3.24 19.57

9 6200 120 1080 3.29 22.86

静载荷试验Q--s曲线图 SZ2

静载荷试验s--Igt曲线图 SZ2

静载荷试验s--IgQ曲线图 SZ2

静载荷试验记录汇总表3

表3 工程名称：沈家小区改造工程 桩号：SZ3

序号 荷载

KN 历时（min） 沉降量（mm） 备注

本级 累计 本级 累计

1 1240 120 120 1.57 1.57

2 1860 120 240 1.73 3.30

3 2480 120 360 1.95 5.25

4 3100 120 480 1.95 7.20

5 3720 120 600 2.09 9.29

6 4340 120 720 2.25 11.54

7 4960 120 840 2.48 14.02

8 5580 120 960 2.78 16.80

9 6200 120 1080 2.99 19.79

静载荷试验Q--s曲线图 SZ3

静载荷试验s--Igt曲线图 SZ3

静载荷试验s--IgQ曲线图 SZ3

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