钢筋混凝土灌注桩后压浆技术

钱超

摘要：钢筋混凝土灌注桩后压浆技术因其适用范围广、施工工艺简单、加固效果好、加筋作用明显、投资少等优点在地基基础加固中应用广泛。本文作者根据自己多年的工作经验，对混凝土灌注桩后压浆技术加固的特点，施工要点质量控制及加固机理等结合某工程实例作以阐述，并就工程中该技术良好的加固效果予以肯定，共同行参考。

关键词：钢筋混凝土灌注桩；后压浆技术；地基基础；加固

前言

钢筋混凝土灌注桩后压浆技术是利用预先设置在桩身内的压浆管，在钢筋混凝土灌注桩成桩过程中，将水泥浆液注入桩端与土层之间，加固桩端（侧）松软持力层，提高了竖向承载力。本文就钢筋混凝土灌注桩进行压浆前后工程性状的比较，揭示了后压浆技术的内在规律，在针对工程施工中常见的一些问题提出了相应的应对措施。通过实际工程应用，用数据证明了灌注桩后压浆施工技术确实具有特定的加固作用，能够减少桩的长度、提高桩的极限承载力、减少桩的沉降量，从而改善了钢筋混凝土灌注桩的工程性状，降低工程造价，是一项工艺简单、投资较少但能创造较高经济效益的施工技术，值得推广。

1 钢筋混凝土灌注桩后压浆施工技术的特点

1.1压浆管阀的设置

在灌注桩钢筋笼上对称设置2根底端有类似单向阀的注浆管，单向阀伸入孔端持力层，成桩后一定时间内，将水泥浆注入导管，经过单向阀进入桩端持力层。

1.2施工工艺流程

1.2.1压浆管的制作

在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用的直径为25㎜的镀锌钢管，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550㎜，在桩底部长出钢筋笼50㎜，上部高出桩顶混凝土面500㎜但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部200㎜制成压浆喷头。用钻头在该部分均匀钻出4排泄浆孔（每排4个孔，孔距50㎜，孔径4㎜）。再用图钉将泄浆孔堵严，外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严，压浆喷头就形成了一个类似单向阀的装置。当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂、图钉弹出，水泥浆通过泄浆孔与图钉之间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中水泥浆不会将压浆管堵塞。

1.2.2压浆管的布置

将2根压浆管对称绑在钢筋笼外侧（靠近桩外皮，利于后压浆冲破混凝土保护层的约束）。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。喷头部分应设置混凝土垫块加以保护，不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。钢筋笼定位后，即可按照相关施工规范要求灌注混凝土。

1.2.3压浆桩位的选择

根据以往过程实践，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，应在桩混凝土灌注完成3～7d后再压并且该桩的周围8m范围内没有钻孔机钻孔作业，该范围内的其他桩也应在混凝土灌注完成2d以上。

1.2.4压浆施工顺序

压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周围的桩再施工中间桩；压浆时采用2根桩循环压浆，即先压第一根桩的A管，然后依次为第一根桩的B管和第2根桩的B管，这样就能保证同一根的2根管压降时间间隔30～60min以上，给水泥浆一个在碎石层中扩撒的时间。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、压浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。

2压浆施工中出现的问题和相应措施

2.1喷头打不开

压力达到10Mpa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。

2.2出现冒浆

压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的想象，若水泥浆液是在其他桩或在地面上冒出，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；若从本侧壁冒浆，且压浆量较少，可将压浆管用清水或用压力水冲洗干净，等到第2d原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。

2.3单桩压浆量不足

个别的桩在压浆量尚未达到预定值时就从桩边向上冒浆，或由于压力过高，造成压浆无法进行，也会造成压浆量不足。压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周围的桩，以形成一个封闭圈，再施工中间的桩，能保证中间桩的压浆质量。

3钢筋混凝土灌注桩后压浆对桩侧、桩端土的加固机理

3.1加固机理

3.1.1充填胶结效应

在砂土中实现渗入性注浆，土体孔隙喷浆液充填、散粒胶结在一起，土体强度和刚度大幅度提高。

3.1.2加筋效益

在粘性土中实现劈裂注浆，土被网状结石分割并产生加筋作用进而生成复合土体。网状结石那个使复合土体强度、变形性质大为改善，同时，劈裂注浆过程还伴生固结和化学硬化作用。

3.1.3固化效应

桩端沉渣和桩侧“泥皮”与浆液发生物理化学反应而固化。此外，不等厚度的水泥结石固着于桩端，起了一定的扩底效应，中短桩尤为明显。

3.1.4压密效应

土体压密，增大了桩侧、桩端阻力，对中短桩而言增强效果主要集中在桩端。

3.2压浆作用

对于不同的土类，后压浆的作用有以下几种类型：1渗入型注浆，即当浆液颗粒尺寸不大于孔隙尺寸，浆液有良好的流动性能，特别是砂层，在压力下渗入土中孔隙；2压密性注浆，是浆液的压力作用下，强行挤向注浆点附近的薄弱区域，形成球形浆泡，挤压土体，压密土体；3劈裂注浆，是带压浆液克服土体最小主应力面或软弱结构面上的初始应力和抗拉强度，使其劈裂，浆液沿劈裂面注入土体，连续不断，则可在注浆点周围形成网状浆脉。劈裂注浆一般发生在粘性土、粉土、粉细砂中。这种情况一般发生于侧桩泥皮和桩端沉渣处。这三种类型的注浆大多为交叉综合作用。

3.3增强效应

3.3.1单桩的增强效应

后压浆使桩端阻力增幅60～150%，细粒土增幅小于粗粒土，长桩增幅小于短桩。桩端压浆还使浆液沿桩侧上溢，使桩底以上10～20m范围的侧阻力增大20～80%，且粗粒土大于细粒土，增幅沿桩身上大下小。

3.3.2群桩的后压浆效果

在土层中，群桩几何参数相同的情况下，压浆群桩承载力显著高于非压浆群桩。桩距在（3.75～7.5）d的范围内，其承载力增幅随桩距的增大而提高。压浆群桩整体变形性状显著，单桩的独立沉降变形很小，承台下土的反力小于非压浆群桩，在相同荷载作用下，前者仅为后者的30～60%，承台分担荷载更小。经压浆处理，群桩基础更接近于实体基础。

4工程应用实践

该工程位于扬州市区，是一栋以办公为主的高层建筑。地下2层，地上16层，建筑总高为64m。框架-剪力墙结构，钢筋混凝土钻孔灌注桩基础，桩径700㎜，设计桩长15m，桩端以中密碎石为持力层。如按正常的摩擦、端承桩计算，单桩极限承载力小于3500KN，而设计要求必须达到5000KN。

为此，我们采用了灌注桩后压浆施工技术。工程桩345根，共计压入普通硅酸盐水泥74.5t，平均单桩压浆0.216t。经三组静载荷试验和七组大应

5结束语

变实验，压浆后实测单桩极限承载力平均值达6740KN，承载力提高101%，经济效益十分显著。工程竣工后，我们对采用钻孔灌注桩后压浆的该工程进行了为期三年的沉降观测，共设置8个沉降观测点，最小沉降量为20㎜，最大沉降量为78㎜.由此表明，后压浆对于减小灌注桩基础的沉降有显著作用。

灌注桩后压浆，由于具有特定的加固作用，減少了桩的长度、提高了桩的极限承载力、减少了桩的沉降量，从而改善了桩的工程性状，减低了工程造价，是一项工艺简单、投资较少但能创造较高经济效益的施工技术，值得推广。