试析水利工程施工中钻孔灌注桩后压浆操作技术和应用效果

试析水利工程施工中钻孔灌注桩后压浆操作技术和应用效果

金鑫

(河北省水利工程局， 石家庄050021)

摘要：在建筑施工中，钻孔灌注桩后压浆技术因其成熟的理论基础、较强的实用性及完善的控制手段，在水利水电及地矿工程中得到广泛应用；与传统工艺相比，钻孔灌注桩后压浆桩技术能够克服桩底沉渣的缺陷，大大提高桩基承载能力。本文对钻孔灌注桩后压浆桩具体操作技术进行了分析，结合实例对其应用效果进行了比较，证明了该工法的适用性及必要性。

关键词：钻孔灌注桩后压浆；操作技术；应用效果

中图分类号：TU473.1

On Grouting Operation Technology After Pile Drilling and Pouring in

Water Conservancy Project Construction and Application Effect

JIN Xin

(HebeiWaterConservancyBureau,Shijiazhuang050021,China)

Abstract：Grouting technology after pile drilling and pouring is widely applied in water conservancy, hydropower and mining projects during building construction due to its mature theoretical foundation, stronger practicality and perfect control methods. Pile grouting technology after pile drilling and pouring can overcome defects of sediment at the bottom of pile compared with traditional process, thereby greatly improving the carrying capacity of pile foundation. In the paper, concrete operation technique of pile grouting after pile drilling and pouring is analyzed, and practical examples are combined for comparing the application effect. Applicability and necessity of the method are proved.

Keywords：grouting after pile drilling and grouting; operation technology; application effect

在道路桥梁、水利水电、高层建筑中，钻孔灌注桩技术应用极为广泛，其通常不需要进行压浆处理；但是随着建筑工程朝体积大、重量重的方向发展，其对基础有着越来越严格的要求。在水利水电工程中，受环境限制，有些情况下不得不选择底层较差的位置，此时需要对桩基进行加固，此外，传统的灌注桩技术离散性较强，降低了工程的可靠度；而钻孔灌注桩后压浆技术，可以充分发挥出桩基的承载能力，节约材料资源。

1钻孔灌注桩后压浆施工工艺流程

所谓钻孔灌注桩后压浆技术，是指将带有单向阀的通长压浆管及钢筋笼放入到孔中的规定位置，该通长压浆管是固定于钢筋笼上的；经过几天的成桩后再进行压浆操作，对桩端而言，压浆液具有渗扩和压密的作用。实践证明：该技术能够大幅度提高钻孔灌注桩的承载能力，改善桩土之间的相互作用。图1为钻孔灌注桩后压浆施工工艺流程[1]。

图1　钻孔灌注桩后压浆施工工艺流程

2钻孔灌注桩后压浆技术操作

2.1压浆管布置

压浆管布设时，在压浆管底部设桩端单向阀，使其形成注浆花管；采用堵头土将端部封闭起来，在花管外面用平头螺钉将孔眼密封好，并用内胎皮等将花管包裹好。在安装过程中，要保证桩端压浆管在钢筋笼的底面以上，并且露出30cm左右。在选择压浆管和钢筋笼材料时，应采用绑压浆管道，连接时采用丝扣；在所有接头位置应用生胶带包裹，以防泥浆进入。利用丝扣将压浆管连接，直到地面以上20cm处，桩侧的压浆管采用三通丝扣将其端部与接口相连接，该丝扣两端连接在1.2英寸PVC管上，保证密封性。为保证PVC管的单向阀和钢筋保护层能充分接触到孔壁，通常会在PVC管的上下端设置保护层。在完成钻孔灌注桩成孔后，进行孔道清理及提钻和下钢筋笼。在进行压浆导管连接时，应将生胶带缠绕在丝扣上，同时将丝扣拧紧。当钢筋笼下完后，应对压浆导管密封性进行检查：当向其中加满水后，水面能够长时间保持在固定位置则说明其密封性良好；如果漏水，应分析原因，处理好漏水后，再缓慢将下节钢筋笼放入孔中。结束下笼后，将堵头拧紧，防止杂物落入压浆管道中阻塞管路。压浆管道应该在地表以下，以免在钻孔施工时将其碰断。在安放桩侧压浆管时，要做好标记，防止错误注浆。最后，要保护好压浆导管头。图2为钻孔埋管压浆示意图[2]。

图2　钻孔埋管压浆示意图

2.2压力注浆装置的布置及压浆施工

选择压浆泵时，要尽量选择BW-150型泥浆泵[3]，以保证其泵压值。混凝土灌注后约3～7d可以进行注浆，如过早注浆，混凝土强度达不到要求，会导致桩自身的破坏；过晚注浆，桩底的硬度又太大，混凝土不易形成注浆通道，桩中心的强度较低，浆液将会向远处的砂砾石层处流动。

a.压水试验。在注浆施工前，进行压水试验是一道重要的工序，通过试验，判断桩底是否可以灌浆，同时为选择注浆工艺参数提供依据。另外，压水试验还可判断注浆通道是否疏通并不会对注浆固结体的质量产生影响，通常情况下，压水是按照2～3级压力依次进行，压水时间和压水量都需要满足要求。

b.初注。压水试验完成后，要进行注浆工作，将水泥浆注入桩底的砾石层中，此时需要用到高压泵及预埋管。在初注时，压力不宜过大，浆液要保证先稀后稠，要时刻注意注浆压力和注浆皮管的变化并记录注浆量，把握好注浆的节奏。一是注浆量的确定受到桩端、渗透性能、桩长等多种因素的影响[4]；采用搅拌机搅拌水泥浆，保证水泥强度等级高于桩身混凝土水泥强度等级，水和石灰的比例以0.60～1为宜。注浆过程中，要合理调节注入量，通过调控注浆压力和浆液浓度，将浆液灌注到规定的范围中。二是注浆压力的变化可以反映出桩底的可注性变化，当具有良好的可灌性时，注浆压力就小，通常在4MPa以内；如果上升到4～8MPa，说明可灌性不好。通常情况下，前两根桩的注浆压力比较小，之后的会逐渐增大。值得注意的是，灌浆压力与浆液扩散半径有着紧密的联系，在实际操作中，人们喜欢使用高注浆压力，它能使细微的孔隙张开，能够将浆液中多余的水分挤出来，提高浆液结合体的强度。三是浆液浓度不同，其特性也不同，浆液较稀时运输更加方便，其渗透能力也更强，在周边地带的加固上十分有用；浆体浓度中等，可对核心部位进行加固，起到填充、挤密等作用；浆液浓度较大时，主要起脱水作用。在灌注浆液时，不同阶段对浆液的浓度有不同的要求，其原则是：先选择稀浆，再逐渐增加浓度，浓浆最后注入。

3后压浆质量控制及事故防范

3.1质量控制

在钻孔灌注桩后压浆桩质量控制中，要做到以下几点：

a. 在成孔过程中，要保持孔位铅直，防止出现缩径现象，减少孔底沉渣厚度，保证压浆管能够畅通下入；否则，在钢筋笼上、下提过程中，压浆管会被多次包住。

b. 在下放钢筋笼之前，应对孔径进行测量，一旦发现存在缩径现象应及时处理。

c.当喷头在钢筋笼的端部以外时，将钢筋笼下放到孔底的过程中，应该保持喷头压入到孔底沉渣内。

d. 要保证压浆管的接头牢固密封，在连接牢固后进行渗漏检查，压浆管的高度在地面以上0.30m，采用堵头将其堵严实，以防止泥浆进入。

e. 在压浆前，要对设备进行检查、对空心压浆管进行探测，保证其畅通，完成压浆后，要对地面管路和灰浆泵进行清洗。

f. 搅拌水泥浆时，要保证时间在10min以上4h以下；下入压浆花管前要对其密封性进行检查。

g. 要严把水泥颗粒细度关，不能使用受潮的水泥，搅拌水泥浆要均匀，保证其良好的流动性。

3.2压浆事故防范与处理

在钻孔灌注桩后压浆过程中，容易出现以下质量事故，影响工程质量。

a.压浆管道被堵塞，无法顺利进浆，如果单桩的压注量在设计值的90%以下时，压浆按照不合格处理。

b. 在实际工程中，经常出现压浆管被堵住或压浆管被包裹住的现象，导致注浆不通。

c. 将浆液注入到桩底时，当规定的水泥浆液量还没有完全注入时，浆液已顺着桩和孔壁相连的位置上返，直到流出表面；大部分地面冒浆出现在桩顶侧面。其次是地下串浆，当地层中存在较软弱的层位时，高压水泥浆很容易串入其中，造成灌注桩的冲毁。此时如果压降失败，需要在桩侧钻孔，孔的深度保持与原压浆管的长度一致；提钻过程中，需要一边提一边进行水泥黏土浆的灌注，最后将相同长度的压浆管放入，待水泥黏土浆具有足够的强度后再进行压浆。

4工程实例分析

下面对未采用后压浆和采用后压浆的两例工程进行对比分析，充分证明了后压浆灌注桩的优势。下页表1给出了某建筑工程的地质概况，没有采用后压浆工艺，整个建筑为剪力墙结构，采用的是钢筋混凝土灌注桩，正循环成孔工艺，桩径长度为8m。建筑要求是桩长的加载量在7230kN以上，共需要进行三组静荷载试验。下页表2给出了该工程的试桩结果。

表1　工程地质概况

表2　试桩结果

另一工程采用后压浆技术，其工程地质概况见表3，同样采用剪力墙结构，注桩采用的是钢筋混凝土，正循环成孔工艺，桩径长度为7m。建筑要求是桩长的加载量在6000kN以上，共需要进行三组静荷载试验。表4给出了该工程的试桩结果。

表3　工程地质概况

表4　试验结果

根据两例工程实践对比分析，与钻孔灌注桩相比，采用后压浆工艺后，按照有效桩长比较，后种灌注桩节省1/3，能够达到12m；按照桩的侧面积比较，采用后压浆工艺比没有采用后压浆工艺节省40%，能够达到38.3m2；按照桩的端面积比较，后一种减少了23.40%。可见，采用后压浆技术大大提高了经济效益，减小了试桩沉降量，建筑物的安全系数更高。

5结语

综上所述，在钻孔灌注桩基础处

参考文献

[1]田荣林,赵长青,周本民.软土地基穿坝构筑物的沉降变形与控制[J].中国农村水利水电,2003(3).

[2]吴树延.深层搅拌桩技术在堤基防渗设计中的应用探讨[J].中国农村水利水电,2003(1).

[3]曾国华,郑曦.粉喷桩在水闸软土地基处理中的应用[J].中国农村水利水电,2003(4).

[4]JGJ 106—2003建筑基桩检测技术规范[S].

[5]吴春秋,肖大平,吴俊.灌注桩后压浆技术的工程实践及理论研究[J].武汉大学学报(工学版)，2008.

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