桩底压浆技术在桥梁基础施工中的应用

摘 要：斜拉桥桥塔基础普遍采用钻孔桩，若基础存在风化深槽、球形风化体、中-微风化岩层层面分布不均匀等不良地质，为满足基础承载力设计要求，通常采用桩底压浆处理。桩底压浆选用水泥净浆；采用4个U型回路压浆管布置，每个回路布置4个φ8mm出浆口；在混凝土浇筑完成24-48小时之间通过高压水劈裂出浆口包裹橡胶套管；清洗出压浆通道；待已浇混凝土达到设计强度后进行压浆；通过控制最小压浆量、最大压浆压力和桩体上浮1mm作为压浆终止条件；压浆完成后进行取芯试验压浆效果，确保压浆质量。该技术为复杂地质条件下钻孔桩桩底压浆施工积累了更多经验。

关键词：钻孔灌注桩 桩底压浆 施工技术 桥梁施工

1.工程概况

桥梁基础采用36根φ3.0～φ2.5m变直径钻孔桩，桩长在74.5～111m（钻孔深度从平台面起算达83.8-120.3m），其中A4、G2、G3、G4、H5设计要求桩底需进行注浆处理。

主桥桥址区覆盖层有淤泥、淤泥质土、粘土及亚粘土、粉砂、细砂、中砂、粗砂及圆砾土等，覆盖层厚度约34.8～38.1m。

基岩主要为燕山晚期侵入花岗岩，穿插有少量辉绿岩、正长岩等岩脉。风化程度有全风化、强风化（砂砾状和碎块状）、中风化、微风化等。球状风化影响大，各风化带的埋深及厚度变化大，强风化厚度为35.3（H3#桩）～74.2m（G4#桩），中风化及微风化岩面起伏大，孤石多，软硬夹层多，中风化夹层厚，同一根桩断面内半边硬半边软，基岩单轴抗压极限强度最高达到128MPa。主要持力岩层有⑦4、⑦5。北主塔东侧呈牛头形态分布有风化深槽，西侧的A4桩也处在风化深槽内

2.适用的地质条件

钻孔灌注桩的后压浆工艺适用于无流动地下水的卵砾石层、中粗砂夹卵砾石层、中粗砂、稍密和中密粉细砂等土层、也可适用于风化岩

3.后压浆施工

3.1 后压浆工艺流程

钢筋笼、压浆管加工制作按桩孔深配压浆管钻孔成孔随钢筋笼下放压浆管二次清孔桩体砼灌注桩体砼灌注后的12-24小时内清水将喷头冲开压浆设备检查同一承台下的最后一根桩体混凝土灌注5d后注浆压浆达注浆压力或注浆量后结束桩身检测合格后交工验收。

3.2 压浆管制作

压浆竖管采用外径为30mm、壁厚为3mm的钢管制作，接长采用接头丝扣连接。加工前应检查制作压浆管的钢管是否有裂缝、孔洞、堵塞等缺陷。每根桩按轴心对称布置2根压浆管，每节压浆管连接丝扣加工长度不少于30 mm，并保证丝扣的正直，以确保压浆管连接牢固和正直。下管端出浆部分长为500 mm制作成压浆喷头（俗称花管），钻4排4出浆孔，梅花型设置，孔上下间距50 mm，钻孔完毕应将管内铁屑清理干净，以免将注浆孔堵塞。出浆孔由防水胶布、橡皮等包裹严密。并用细铁丝将其固定。压浆管的长度根据桩深确定，一般高出地面300mm，下部伸出钢筋笼底部以下200mm，压浆管最上面一个接头距自然地面不应小于5m。

3.3 压浆管安装

压浆竖管应采用丝扣连接并缠紧生胶带，不易采用焊接。安装压浆竖管时，必须对每节压浆管进行注水检验：如果水面下降，则应对已安装的压浆管进行更换，检验合格后用绑丝将其与钢筋笼绑扎固定，绑扎间距为2m，压浆竖管应采用丝扣连接并缠紧生胶带，不易采用焊接，压浆管随同钢筋笼应徐徐放人，严禁强力下放及来回猛力转动，防止压浆管端部橡皮破损，以免泥浆灌人堵塞压浆管。压浆管上口应用堵头封住，以避免泥浆或其它杂物落人堵塞浆管。

3.4 压浆管的成品保护

露出地面的压浆管应用堵头封住，涂上红油漆或在压浆管附近插上小红旗，不得碰撞和挤压压浆管，在施工部署中应考虑不要在有压浆管处留设临时道路，严禁机械设备碾压压浆管。

3.5 压浆材料及配合比

压浆所用水泥进场后立即取样送检，经检测证明质量合格，并将检测报告上交监理，经监理同意后方可使用。压浆材料为32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.6，并由300目过滤筛过滤浆液

3.6制浆设备

制浆设备选用普通搅拌机，搅拌时间不少于3min，自制备至用完的时间宜小于4h。

3.7压浆设备

压浆设备采用BLW-150型灌浆泵，该灌浆泵提供的最大压力为4MPa，满足容许压力大于1.5倍最大灌浆压力的要求。灌浆管路采用高压灌浆胶管。

3.8压浆桩位的选择

根据以往工程实践，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附近薄弱地点冒出，对邻近设施造成影响，压浆的桩应在混凝土灌注完成5天后，并且需压浆的桩周围至少8m 范围内没有钻机钻孔作业.

3.9 压浆施工顺序

每根桩浇注完混凝土后，在12-24小时内必须用清水将喷头冲开，同一承台下的最后一根桩浇注完混凝土后的第5天开始压浆，压浆应以同一承台下的桩为一组，压浆时应采用低压（低档）水灰比为0.6左右的水泥浆，压浆先施工周圈桩位再施工中间桩，压浆过程中宜采用间歇灌浆，间歇的时间根据灌浆情况而定，在小压力大流量的情况下一般应采用间歇灌浆，间歇时间一般为30min，如间歇灌浆效果不佳，可在浆液中掺加丙凝等速凝材料，加速浆液的凝固，并适当延长间歇时间。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、压浆罐数和相应的压力、总压浆量和终止压力，以及出现的异常情况和处理的措施。

4.后压浆的优点

（1）相同条件下（主要是地层、桩径、桩长等因素），前者单桩竖向承载力一般可提高20%～40%，最大可提高80%以上，承载力提高的幅度与桩端持力层的性质密切相关.

（2）在一定压力下的浆液上返会增加桩与桩间土的粘结强度，从而提高桩的侧摩阻力，同时浆液的劈裂作用可渗入地层中，起到加筋作用；

（3）灌注桩的抗拔承载力及抗震性能有一定程度的提高；

（4）若在设计时考虑后压浆对承载力提高的有利影响，可相对减少桩的数量，或减少桩长、桩径，或减小承台尺寸，将会减少工作量，减少钢筋、混凝土的用量，缩短施工周期，节约大量生产成本。

（5）若设计时按正常地基承载力进行设计，不考虑后压浆对承载力的影响，而将其作为安全储备，则可提高建筑物的安全系数。

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