浅析钻孔灌注桩桩底后压浆技术与应用

刘　彬

[摘要]从工作机理、施工工艺、桩基实例、承载性能测试及机制分析几个方面对灌注桩后压浆技术进行系统介绍和分析，从而得出该技术能很好地解决钻孔灌注桩施工工艺本身存在着桩的缺陷，提高桩的承载力，并能够节省工程成本。

[关键词]钻孔灌注桩 桩基础 承载力 施工工艺

中图分类号：TB1文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0310083－01

随着我国城市建设的不断发展，桩基础已日益成为地基上工业建筑、高层楼宇、桥梁码头、重型储仓等工程常用的一种深基础形式，常用的桩基型式有预制钢筋砼桩、砼灌注桩和钢管桩等，因此对桩基础的承载力提出了更高的要求。一般方法是加大加深桩身，然而这将大大提高单桩的成本和施工难度。同时由于钻孔灌注桩施工工艺本身存在桩的缺陷，尤其是灌注桩桩底存在的沉渣很大程度上影响着桩的承载力。灌注桩后压浆技术很好地解决钻孔灌注桩施工工艺本身存在着桩的缺陷，并提高了桩的承载力。

灌注桩后压浆技术是钻孔灌注桩后压浆技术主要有桩端后压浆和桩周后压浆两类。所谓后压浆，就是在钻孔灌注桩成桩后，通过预埋于桩端或桩侧的压浆器向桩端或桩侧高压注入特殊配方的水泥浆液，在软土地基条件下，改善钻孔灌注桩成桩工艺，以提高桩的承载力、减少工程沉降量。

一、灌注桩后压浆技术主要工作机理

１.高压注入的浆液在桩周土中渗透至一定程度后，剩余浆液沿桩周孔壁上返，从而弥补、填充成桩中留下的缺陷，以提高桩身质量。

２.后压浆液可改善和根除循环介质形成的桩与桩周土间的泥皮和孔底沉渣，密实桩周土体，恢复被扰动和软化的松散土体强度和内聚力，这是后压浆技术提高钻孔灌注桩效能最主要的机理。因后压浆可使浆液颗粒填充至土颗粒间孔隙中，从而改变桩间土的孔隙度和饱和度，增强土的物理性能。且浆液的渗入可使土颗粒间的胶结力明显增强，加强了土体的粒状骨架，使土体具备更坚实的结构，并且桩端可形成一定的扩大头，可改善桩的工作状态，提高钻孔灌注桩的承载力，降低沉降量。

后压浆技术除可提高桩基承载能力、降低工程沉降外，在普通钻孔灌注桩试桩结果达不到要求时，后压浆可作为一项行之有效的补救措施。如预埋压浆管于桩内，当灌注桩试成孔或试桩结果不理想时，可再压浆以提高桩的承载力。又如当已完工的灌注桩试桩结果不能满足设计要求时，可于成桩侧打入压浆管进行压浆，以提高承载力。

二、灌注桩后压浆施工工艺

（一）灌浆设备及灌浆管的安装

灌浆设备由配置筛网的贮浆斗、高压灌浆泵、高压胶管及预埋在桩中的灌浆管组成。根据理论与实践经验可计算出泵的型号，压力、排量、压注时间是三个重要参数。预埋在桩中的灌浆管为DN20镀锌钢管，管间用管箍连结，要求在管接头处于承压条件下不允许渗水渗浆。注浆管总长度为浆桩长与空桩长加1m，注浆管对称布置贴紧在钢筋笼内侧，隔一段距离与钢筋笼固定一次。注浆管在桩底设置灌浆腔，只许浆腔外喷，不许杂物进入。地上设置止浆阀与高压胶管连接，高压胶管两端分别与泵及灌浆管连接。

（二）浆液

采用矿渣水泥与水搅拌制成水泥浆液，水灰比1:0.6，平均单桩注浆量、水泥用量根据具体工程特点确定。

（三）开塞

注浆前，为了使整个灌浆路线畅通，应先用压力水开塞，开塞的时机为桩身混凝土初凝后、终凝前，用高压水冲开出浆口的密封装置及桩侧混凝土。开塞应采用逐步升压法，当压力骤降，流量突增时，表明通道已开通，立即停机，防止大量水涌入地下。

（四）灌浆

开塞后应立即进行灌浆，原则上开一管灌一管，不允许普遍开塞。灌浆应连续进行，压力采用由小到大逐级增加的原则。

三、桩基试桩实例

东方豪庭项目位于天津经济技术开发区高档住宅，地上28层，地下一层。剪力墙结构，

桩基方案比较：

挤扩桩方案考虑承力盘分别设置在粉土(4e)层和粉沙层(6b)。通过广泛咨询有关专家意见后，我们认为这种土层中挤扩盘的成型质量波动较大，容易产生塌孔现象；按照天津标准《挤扩灌注桩技术规程》估算后发现，3个承力盘的端阻力贡献之和高达40%Ra，桩端的贡献为10%Ra，桩身侧阻力贡献之和为50%Ra。考虑该场地地下水对混凝土的强侵蚀性环境，且承力盘的上部多为临空面，水下灌注混凝土的密实性又较差，一旦承力盘尖角部位的混凝土受到侵蚀性破坏，将会导致设计期望的基桩承载力严重不足，建筑的沉降将会失去控制，进而对结构安全度造成影响。用为Φ800mm×40m的后压浆钻孔灌注桩，Quk=6200×1.3×800/1000=6400KN>6200

KN，照样可以满足设计期望的基桩承载力要求。1.3为后压浆技术的最少承载力贡献系数，采用后压浆技术每桩混凝土增量约为6m3，后压浆灌注桩在天津地区应用有十几年历史，而且质量的可信度很高，施工容易操作，整个桩体无明显薄弱面，因而能保证施工质量，确保结构安全度。

四、承载性能测试及机制分析

1．用低应变反射波测试，可以了解桩身完整性，同时了解桩底的沉渣情况。在实测中当桩底的沉渣多时，动测波形中可明显见到桩底反射，注浆后再进行动测时，桩底反射已基本见不到，说明在桩底注浆后，由于桩底沉渣中的孔隙部分被浆液所充填，散粒被胶结，土体强度和变形模量大幅度地提高，其ρ和V均与混凝土桩相接近，反射系数较小，动测波形图中反射曲线趋近于零。

2．通过对试桩的静载试验（分注浆前和注浆后两次进行），实测Q-S曲线，注浆前、后，桩的沉降及极限承载力均有明显改善。

采用后压浆工法对提高基桩竖向承载力的效果是显著的。提高幅度与采用的工艺参数、方法、持力地层条件及桩的长度（入土深度）等因素有关。由于桩端持力层的压力注浆，在桩底和桩周形成砂卵石土浆仓，并与桩身端部胶结成整体，可视为改变桩型形成了扩底桩。因此，注浆后提高了桩土的承载能力，增强了桩端持力层的刚度。由于东方豪庭项目采用后压浆技术后，经试验取得成功，单桩承载力至少提高30%-40％，成本可降低15%-20％，经济效益十分明显。同时速度快，缩短了施工工期，能尽早发挥其使用功能，及时创造经济效益。

参考文献：

[1]张雪颖、朱沛龙，某工程钻孔灌注桩施工问题的分析与处理，《山西建筑》，2006(1).

[2]绳钦柱、刘序鹏，钻孔灌注桩后压浆法桩端地基加固施工技术，《施工技术（北京）》，2004年第33卷第1期.