注浆增强灌注桩承载力的应用

焦 增 荣

(山西省地质勘察局214地质队，山西 运城 044000)

注浆增强灌注桩承载力的应用

焦 增 荣

(山西省地质勘察局214地质队，山西 运城 044000)

后压浆作为增强灌注桩承载力的方法已经在施工领域广泛应用，通过临钢焦化厂二期扩建工程捣固焦煤塔灌注桩后压浆法的施工实例，得出后压浆对提高灌注桩承载力切实可行，特别是对砂砾地层尤为显著,为基础的设计和处理桩基问题提供了一种新的解决思路和措施。

后压浆，灌注桩，承载力

0 引言

临钢地处古都平阳临汾市尧都区城东，1998年10月，重组改制为“太钢集团临汾钢铁有限公司”，初步建立了现代企业制度。重组改制后临钢认真执行国家宏观调控政策，坚持以人为本科学发展观，按照市场需求，积极实施产业结构和产品结构调整，提出创建最具竞争力的中厚板精品企业发展目标，依靠强化管理和科技进步，创建学习型企业，实现了持续、快速、稳定的发展。2007年中板改造二期工程和酸洗热处理工程全面投产后，临钢已具备年产150万t中厚板的能力。其中不锈钢中厚板产量达到17万t，成为东亚最大的不锈钢中厚板企业。可是临钢焦化厂生产的焦碳产量已经不能自给自足，在这种背景下公司领导研究决定扩建焦化厂。

1 工程简介

焦化厂二期扩建工程主要包括捣固焦机车第三轨和煤塔，由于天然地基不能满足承载力的要求，需要进行地基处理(对捣固焦机车第三轨基础的施工这里我们不做专门叙述)。

施工中不能对原焦炉生产造成影响；拟建设煤塔南侧4 m地面上5 m有煤气管道，进行施工时不能对其造成破坏影响。由于上述种种条件的限制，不适宜大型设备进场，宜进行人工挖孔灌注桩施工。

根据前期勘察资料，工程地质情况为上部表层3.5 m为粉质粘土，3.5 m下为粉砂土,水位在13 m。

本工程煤塔基础设计为钢筋混凝土护壁人工挖孔扩底灌注桩。设计有2个承台，共6根桩。桩径1.2，桩长13 m。其中扩底部分长1.0 m，扩底处直径1.6 m。

2 工程施工情况

全面开挖之前，每个承台有选择的先挖两个实验孔，分析土质、水文情况。

工艺流程：

放定位桩及高程→开挖第一步土方→支模，安放钢筋→浇筑第一步混凝土→开挖第二步土方→拆第一步模板→支模、安放钢筋→浇筑第一步混凝土→如此循环作业→开始挖扩底部分→检查验收→放钢筋笼→浇筑混凝土。

按照上述步骤开挖到9.3 m开始见水，并且随着开挖深度的加大单井涌水量逐渐加大，井底伴随有流沙，开挖难度加大。每步开挖深度只能控制在0.25 m以内，并且由于开挖下一步需要上步混凝土具有一定强度才可以拆模。施工有很大风险：

1)开挖到1.2 m，由于孔底开始出现流沙，已经不具备扩底条件，如果强行施工势必给井下作业人员的安全带来很大隐患。

2)单孔开挖周期长，开完9.3 m下需要抽水，抽水时间长的话可能会引起沉降造成南侧煤气管道泄露。

针对上述原因，两个孔只开挖了12.5 m后就进行了浇筑。根据验算桩基承载力不能满足设计要求。

3 处理方案

3.1处理原理

在充分利用原灌注桩的前提下，以少投入和周期短为前提，提高承载力。

桩的承载力为桩端承载力加桩侧摩擦力，要跳高桩的承载力可以从这两方面入手，采用桩底注浆。在压力作用下，浆液首先在底砂层劈裂和渗透工使桩端附近土体密实，产生和扩底桩同样的效应，同时由于浆液也会从桩底向上渗透，在桩端以上一定范围内桩侧摩擦力也会提高，从而提高整个桩的承载力。

3.2施工方法

采用后压浆工艺。在不破坏灌注桩的前提下，在桩体中心钻孔一定深度后，下入注浆管后高压注浆。

工艺流程为：成孔→安放灌浆管并孔口封堵→浆液制备→注浆→结束。

1)钻孔。钻孔采用Jk3581型钻机及空气潜孔锤进行施工，成孔钻头φ110 mm。钻机移动到桩中心，校准桩机开始钻进，钻进深度13.5 m。

2)灌浆管安放及孔口封堵。采用φ50 mm钢管作为灌浆管，灌浆管下端设置1.0 m长的花管，下端封口。花管孔径10 mm，小孔用塑料胶带缠严密，以防流砂涌进花管导致后期灌浆无法进行。灌浆管下到位，再用水泥袋放入孔中1.0 m处，水泥袋和孔壁、钢管接触形成“架桥”，然后用稠水泥浆封住钢管和孔壁间的空隙至孔口，封孔质量要好，保证在高压注浆时水泥浆不会从该处冒出。

3)浆液制备。浆液应尽可能浓稠，搅拌3 min～5 min后将浆液通过过滤网流到储浆筒内待灌。储浆筒内的浆液也要搅拌，保证水泥浆不离析。

4)注浆。注浆材料采用P.S42.5水泥。启动注浆泵，在浆液到达桩底，管路无堵塞后，开始压力注浆。一开始注浆应采用高档低压(0.5 MPa～1 MPa)快速，以保证水泥浆能迅速渗透到各个部位，随着压力的逐渐上升，要逐渐转入低速高压(1.0 MPa～1.5 MPa)，以巩固水泥浆的密实效果。

5)结束。注浆压力1.0 MPa～1.5 MPa，，吸浆量小于5 L/min并且持续30 min可以结束注浆。

3.3质量保证措施

1)严格控制水灰比，搅拌好的水泥浆超过初凝时间不得使用。水泥浆严禁掺有水泥袋或其他杂物。

2)高压注浆时，桩体周围5 m范围内不得站人，以防管路爆裂伤人。

3)施工采用的材料必须按规定进行材料检测，不合格的材料禁止使用。

4)当注浆管开始随压力增大而剧烈摆动时，说明浆液已开始向毛石基础体内渗透，此时，要密切观测桩体周围及压力表的变化，如果桩体周围有浆液渗出，且压力表压力不再变动，便可终止压浆。

施工剩余4根桩时，对工艺进行了改进。灌注混凝土时在桩中心处预先把钢管砸入预定位置后才开始浇筑混凝土，连钻孔的工序也省了。

4 结语

通过静载试验，桩体承载力完全满足设计要求。

根据注浆结果及分析后可知压浆法提高灌注桩承载力技术上切实可行，在砂砾地层效果尤其显著。有些过程桩进入砂层深度较大时，桩承载力离散性大，采用后压浆工艺可以在满足承载力要求的前提下能缩短桩长，节约开支。

后压浆法工艺机理清晰，效果理想，更具有施工简便、设备简单、经济效益高等特点，不仅可以直接用于基础的设计，而且在处理桩基问题及事故中也为工程技术人员提供了一种新的解决思路。

[1] 林宗元.岩土工程治理手册[M].沈阳：辽宁科学出版社，1993.

[2] 陈志坚,韩学伟,白炳东.大直径超长钻孔灌注桩桩端后压浆机理探讨[J].河海大学学报(自然科学版)，2007(4)：409-412.

[3] 胡春林,李向东,吴朝晖.后压浆钻孔灌注桩单桩竖向承载力特性研究[J].岩石力学与工程学报，2001(4)：546-550.

[4] JGJ 106—2003,建筑基桩检测技术规范[S].

Applicationofgroutingtoreinforcethebearingcapacityofcast-in-placepile

JiaoZengrong

(214GeologicalTeamofShanxiGeologicalSurveyBureau,Yuncheng044000,China)

As a way to increase the bearing capacity of cast-in-place piles, post grouting has been widely used in construction field. The example of the construction of slurry pressure through the two phase expansion project in the coking plant coking tower after tamping pile. After grouting, it is feasible to improve the bearing capacity of cast-in-place pile, especially for gravel stratum. It provides a new way to solve the problem of pile foundation design and treatment.

post grouting, cast-in-place pile, bearing capacity

1009-6825(2017)30-0071-02

2017-08-14

焦增荣(1975- )，男，工程师

TU473.11

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