建筑工程桩端后压浆施工技术

张快乐 付永玉 尚艳飞

摘要：市场经济的发展为社会现代化建设创造了条件,这使得社会的高层建筑数量不断增多,但建筑物的荷载却变得逐渐加大,这就给钻孔桩承载力性能提出更大的要求。实际施工中存在砂砾碎石层、卵石层等作为持力层承载力达不到工程标准的问题,通过使用加大桩直径或增加桩根数的措施能增强承载力,尽管这一方案能满足施工标准,但其在施工周期、成本造价上存在不足。最近几年,使用桩端和桩侧后压浆技术增强灌注桩的承载力则是一种新突破。本文分析建筑工程桩端后压浆施工技术，探讨了施工中出现的问题和处理措施。

关键词：建筑工程桩端后压浆施工技术

中图分类号：TU198文献标识码： A

桩端后压浆技术是建设部近年来正在推广的十项新技术之一，其技术原理是在灌注桩成桩、桩身混凝土达到预定强度后，采用高压注浆泵通过预埋注浆管注入水泥浆液或水泥与其它材料的混合浆液，浆液渗透到疏松的桩端虚尖中，结合形成强度较高的混凝土；随着注浆量的增加，水泥浆液不断向由于受泥浆浸泡而松软的桩端持力层中渗透，在桩端形成“梨形体”，增加了桩端的承压面积，相当于对钻孔桩进行扩底。当“梨形体”不断增大时，渗透能力受到周围致密土层的限制，使压力不断升高，对桩端土层进行挤压、密实、充填、固集，将使桩底沉渣、桩端受到扰动的持力层得到有效的加固或压密，使桩土间界面的几何和力学条件得以改善，提高了桩端土体的承载力，从而大幅度提高了单桩承载力。因此，对其在实践中的应用及效果进行科学基础上的分析研究有极强现实意义。

一、建筑工程桩端后压浆施工技术

1.桩底压浆的工作机理。钻孔灌注桩桩底压浆技术是指在钻孔灌注桩成桩后，通过预留在桩身的压浆管，将水泥浆通过压力均匀地注人桩底土层，对桩底沉渣及桩底附近的桩周土层进行一系列作用，改善持力层受力状态和荷载的传递性能。通过桩底球形体扩张作用、桩周增加摩擦作用、桩底清渣固结作用和桩底产生群桩加强作用大幅提高桩的承载能力，减少基础的沉降量。

（1）桩底球形体扩张作用。钻孔灌注桩一般用锥形钻头，所以桩底呈圆锥状，将桩底简化为半球体。压浆孔在桩底形成扩散点，在压力作用下浆液从扩散点在土层空隙中向外扩散，浆液扩散量等于半球形孔穴体积的变化量。桩底压浆通过渗透、劈裂、挤密和胶结作用形成桩底球形体增大了桩底受力面积，球形体由桩中间向四周密实程度逐渐减小。

（2）桩周增加摩擦作用。钻孔灌注桩施工过程中的泥浆护壁降低了桩体与桩周土体的摩阻力，桩底压浆在压力作用下，浆液从桩底沿桩侧向上，通过渗透、劈裂、充填、挤密和胶结作用，对桩周(特别是碎、卵石层)泥皮置换和空隙充填，在桩周形成脉状结石体，从而使桩侧摩阻力大幅度提高。

（3）桩底清渣固结作用。以碎石层持力的灌注桩，清孔过程很难将桩底沉渣清理干净，沉渣影响桩底承载力发挥和对沉降量的控制。桩底压浆通过浆液对沉渣的置换、挤密和固结作用改善或消除桩底沉渣的不良影响，大大减小了桩承重后的沉降量。

（3）桩底产生群桩加强作用。在桩底，原本单独起作用的桩通过压浆，原来分散的桩底持力点通过水泥浆的固结作用，趋于形成整体，产生群加强效应，提高了整个建筑基础的承载能力。

2.压浆管的制作。在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25mm的黑铁管制作，接头采用丝扣连接，两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出55cm，在桩底部长出钢筋笼5cm，上部高出桩顶混凝土面50cm但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm制作成压浆喷头(俗称花管)，在该部分采用钻头均匀钻出4排(每排4个)、间距3cm、直径3mm的压浆孔作为压浆喷头；用图钉将压浆孔堵严，外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严，这样压浆喷头就形成了一个简易单向装置；当注浆时压浆管中压力将车胎进裂、图钉弹出，水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入碎石层中，而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。

（1）压浆管的布置。将两根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼，在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护，钢筋笼不得扭曲，以免造成压浆管在丝扣连接处松动，喷头部分应加混凝土垫块保护，不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。

（2）压浆桩位的选择。根据以往工程实践，在碎石层中，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临近薄弱地点冒出，压浆的桩应在混凝土灌注完成3-7d后，并且该桩周围至少8m范围内没有钻机钻孔作业，该范围内的桩混凝土灌注完成也应在3d以上。

3.注浆参数。终止注浆标准：第一单桩水泥注入量已达到2000kg；第二单桩注浆总量已达到设计量的70%，且注浆压力达到设计注浆压力的150%，并维持5min以上；第三注浆总量已达到70%，且桩顶或地面出现明显上抬。

4.施工中的注意事项。第一及时进行注浆管的“劈裂”桩体混凝土浇筑后，在7-24 h内应用清水对注浆管进行“劈裂” 和清洗，这样可以将注浆管头部周围的混凝土与土体的混合物及时劈通，保证注浆通畅。如果一根注浆管埋深不够，导致注浆头部被混凝土覆盖，无法劈通。不得不在事后改用桩侧注浆进行补救。第二控制好浆液的浓度。在注浆过程中，浆液受到注浆压力与灌浆阻力的共同作用，悬浮在浆液中的水泥颗粒不断沉积在管壁上，导致管道系统的摩擦力不断加大，流通截面逐渐缩小，直到完全堵塞。浓度过大是导致堵塞主要原因。因此要控制好浆液的浓度，宜先压稀浆后压浓浆。水泥浆应搅拌均匀，在抽入高压泵之前必须进行过滤。压浆时先慢速压浆逐步达到设计要求，并尽可能保持压力稳定。

二、施工中出现的问题和处理措施

1.喷头打不开。压力达到8MPa以上仍然打不开压浆喷头，说明喷头部位已经损坏，不要强行增加压力，可在另一根管中补足压浆数量。

2.出现冒浆。浆从地面上冒出，说明桩底已经饱和，可以停止压浆；若从本桩侧壁冒浆，压浆量也满足或接近了设计要求，可以停止压浆；若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少，可将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净，等到第2d原来压人的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。

3.单桩压浆量不足。压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈，再施工中间，能保证中间桩位的压浆质量，若出现个别桩压浆量达不到设计要求，可视情况加大临近桩的压浆量作为补充。

4.压浆管接头焊接时应小心，防止电焊时焊穿管壁。在土内长度范围内的压浆管接头应该错开，接头尽量置于土内上半部，并做钢筋笼加以保护。

5.压浆前测桩顶标高，可以测定压浆后桩是否有浮起现象，并进行分析处理。当桩顶泥浆冒泡和有抬高现象说明桩有微量浮起，这时应停止压浆待过1h-1.5h水泥浆静止后再重新压浆，这样渐停渐注，当注至设计要求水泥量后停止压浆，可以防止桩浮起。

综上所述，桩底后压浆技术施工设备简单，施工方便，对以碎石层为持力层的灌注桩，提高承载力和减小沉降量很有意义。在碎石层含有粘性土的情况下，通过研究计算，制定周密的施工方案和有针对性的技术措施同样能够达到预期的设计效果，具有很高的经济效益，特别是对于沉降控制要求较高的高层建筑有着广阔的应用前景。

参考文献：

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