某住宅小区钻孔灌注桩后压浆技术的应用

摘要：在建筑工程中使用后压浆技术对灌注桩进行加固后，能显著增强该结构的承载能力，尤其是当桩的长度范围中有砂层时承载力改变的效果更为明显。本文结合工程实例，分析了桩端后压浆施工技术的应用，可为类似工程提供一定参考。

关键词：钻孔灌注桩；后压浆技术；承载力；施工

Abstract: Reinforcement of pile grouting technology used in building engineering after, can significantly enhance the bearing capacity of the structure, especially the sand when the pile length range of bearing capacity of the effect of the change is more obvious. This paper combining with the engineering example, analyzes the application of pile tip pressure grouting construction technology, it can provide some reference for the similar engineering.

Key words: bored pile; post grouting technology; bearing capacity; construction

中图分类号：U443.15+4文献标识码：A文章编号：

1 前言

桩底、桩侧后压浆技术是通过压浆，使桩周及桩底松软土体的强度得到有效加强，从而大大提高灌注桩的桩侧阻力和桩端阻力，达到增加灌注桩承载力的目的。其作用机理是在桩体形成后，由桩端和桩侧的预埋管压入水泥浆，通过浆液的渗扩、挤密和劈裂压密等方式，消除泥皮和桩底沉渣的固有缺陷，改善桩土界面，使桩周一定范围内的土体得到加固、土体强度增加，增大桩侧摩阻力和桩端承载力，从而大幅度地提高单桩极限承载力和减少沉降量，具有很高的技术、经济效益。

2工程概况

某住宅小区工程（1～8 栋），该工程基础采用钻孔灌注桩，设计总桩数为768 根，桩径分别为Φ800、Φ900、Φ1000、Φ1100、Φ1200、Φ1400mm，有效桩长10～18m。经过多个设计方案论证，桩基工程采用后压浆钻孔灌注桩，桩荷载形式为端承—摩擦桩，其中该工程工程地质条件( 见表1)。

表1工程地质描述

3钻孔灌注桩后压浆技术设计与计算

3.1 注浆管及压浆器的设计

桩端压浆导管选用内径Φ32 mm 的国际标准黑铁管，桩侧压浆导管选用内径Φ20mm 的国际标准黑铁管，两端加工连接螺纹。为提高注浆质量，沿钢筋笼周边均匀设置三根注浆管( 见图1) ，注浆管采用无缝钢管，注浆管的接长采用丝扣连接，注浆管下端伸出钢筋笼底端0.50 m，在0.50 m 段钻Φ8 mm 的孔眼, 孔眼按四行呈梅花型排列成花管( 计孔眼38 个) 。管底部用60°锥型铁棒焊接封堵。注浆管的上端埋入地表面0.20m～0.30m ，平时用管帽盖好以免杂物掉入管内堵塞而影响注浆。花管部位用橡胶环密封，最下面的一个环用铁丝绑扎牢固。

图1注浆管示意图

3.2 注浆材料的配比

在钻孔灌注桩后压浆技术中，浆液的配比是一项重要的工作，该技术应用效果的好坏在很大程度上取决于水泥浆液的配比。水泥浆液的结石强度随着水灰比的降低而提高，但是，如果水灰比过小，浆液的流动性差，既难于泵送，又不易渗透到致密的地层中。因此，浆液的水灰比需要根据地层条件的不同而改变。为了改善水泥浆液的性能，可以在水泥浆液中掺入适量的外加剂。施工中，注浆材料一般选用P.O 42.5 水泥，受潮结块变质的水泥不允许使用。浆液水灰比可选用1 ∶ 1， 0.8 ∶ 1 ，0.6 ∶ 1，0.5 ∶ 1 四个配比( 重量比) 。注浆原则上从稀浆开始灌注，到浓浆结束。起始灌浆浓度的选择视现场具体情况调整。

3.3 注浆压力的计算

注浆开环压力比较大，理论计算上由于影响因素比较多，难于精确计算，一般凭经验估计为2.0 MPa～4.0 MPa，必要时还可采用更高的压力强行开环，最高可达到8.0 MPa，注浆压力系指克服浆液流动阻力进行扩散的压强，通常按注浆深度确定，采用下式计算:

P0 =( 0.2～0.23) H/ 10 。

其中，P0 为注浆终压，MPa ；

H 为注浆深度，m。

注浆时压力表一般安装在注浆泵的出口，因注浆管路的压力损失，一般表压比计算值偏大。

3.4 注浆量预估

注浆属隐蔽性工程，注浆参数的准确计算尚有一定困难，故多采用经验公式来确定，单

根注浆管的注入量采用下式计算:

q =π·R·n·H·C

其中，R—浆液有效扩散半径，m；

n—砂卵石层孔隙率；

H—注浆段高，m；

C—修正系数，一般取1～3 。

多根注浆管总注入量按下式计算:

Q = N·q

式中: N —注浆管数量。

浆液注入量与用料计算只是一个估计值，与实际情况有很大的出入，最终以实际情况调整注浆压力和延长注浆时间使注浆量达到钻孔灌注桩的设计要求。

4注浆施工及工艺

4.1 注浆管预埋

下钢筋笼的同时安放注浆管，注浆管下的花管必须伸出钢筋笼底端0.50 m。最下面的一根注浆管与钢筋主筋绑焊连接，绑焊不少于两处，再与钢筋笼点焊并用12 号铁丝绑扎，点焊间距一般为2.0 m。螺纹处应缠生胶带，并拧紧螺纹密封，每下完一节钢筋笼后，必须在压浆导管内注水检查其密封性。当管内注满水，水面能保持稳定且不下降，证明其密封性可靠，否则，应提起钢筋笼检查漏水原因，待查明原因并处理后，再下钢筋笼并注水检查，直至满足密封性要求后可下下一节钢筋笼。压浆导管不宜露出地表，应低于地表20cm～30cm，以免施工时碰断压浆管，用管帽将注浆管的上端盖好。

4.2 注浆工艺流程( 图2)

1—供水管；2—双层搅拌桶；3—吸浆管；4—注浆管；5—四通；

6—高压注水浆胶管；7—孔内注浆管；8—高压回浆阀；9—回浆胶管；10—高压阀门

图2- 注浆工艺流程图

1) 注浆泵采用SNS 系列高压注浆泵，主要技术参数见表2 。

表2SNS 系列高压注浆泵主要技术参数

2) 搅拌机采用YJ-340 泥浆搅拌机。该机为双层搅拌机，分上下两层，容积均为340 L，利用上层制浆进行第一次搅拌，经筛网过滤放入下层进行第二次搅拌。灌注过程中，水泥浆始终在搅拌，保持不沉淀。

3) 高压胶管采用钢丝编织的高压胶管，沈阳第四橡胶厂生产的飞宇牌2-25-14 胶管满足要求，其内径为25 mm ，工作压力为14MPa。高压胶管、注浆泵、高压阀门与孔内注浆管宜用快速接手连接。

4) 注浆前应做好一切准备工作。包括注浆材料水泥的准备、搅拌机、注浆泵的试运转、注浆管路的检查等工作。

5) 压注浆时间及先后顺序。混凝土凝固后在成桩1d～3d 内, 开始注清水，冲开压浆管底、

侧堵头，并进行清水洗孔，在3d～7d 内开始注浆，先注孔侧以便孔壁泥皮上返，然后从下往上注浆，最终达到将桩上部密封，提高桩侧摩阻力，然后再进行孔底压浆。也有根据设计要求只进行桩端或桩侧注浆的。

6) 注浆。开环采用清水，用高压冲开花管上的橡胶密封环，接着注入水泥浆。水泥浆的浓度本着先稀后浓的原则，依据单位时间的注入量进行浆液浓度的变换。注浆过程中，每隔10min～20min 记录一次浆液注入量和注浆压力( 表压力)，在设计注浆压力下，掌握好注浆延续时间，使浆液注入量达到设计要求，即可结束注浆。

7) 每次注浆结束，应及时用清水清洗搅拌机、高压注浆泵及高压注浆管，为下一次注浆做好准备。

5 补救措施

5.1 当压浆量达不到设计要求而泵压很高无法压浆时，将起用备用的压浆管压浆，满足设计压浆量；

5.2 如发现桩侧壁有漏浆时，应立即停止压浆，并用清水把压浆管洗净，待水泥浆液初凝后，再进行压浆；

5.3 当上述措施仍不能满足设计压浆量，或者因其他原因堵塞、碰坏压浆管无法进行压浆时，将采用在离桩侧壁20cm～30cm 处打小孔(150 mm) 作引孔，埋置好压浆管，进行补压浆，直至压浆量满足设计要求，此时补压浆应不小于设计压浆量。

6结语

由于成功运用对钻孔灌注桩进行桩端、桩侧后压浆工艺，有效地消除钻孔灌注桩因施工工艺原因所造成的不良隐患，提高单桩承载力，确保工程质量，降低成本，具有明显的经济社会效益，值得深入地研究探讨。

参考文献:

[1] 岩土工程手册编写委员会. 岩土工程手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社，1994.520-570.

[2] 桩基工程手册编写委员会. 桩基工程手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社，1995.9-785.

[3] 工程地质手册编写委员会. 工程地质手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社，1995.269-285.

[4] 程骁，张凤祥. 土建注浆施工与效果检测[M]. 上海: 同济大学出版社，1998.

[5] 刘金砺，祝经成. 灌注桩后压浆技术规程[M].

[6] 黄生根等. 桩底后压浆技术研究[J]. 地质科技情报.1999 .