后压浆钻孔灌注桩设计与工程应用

李同超

【摘要】钻孔灌注桩后压浆技术在传统的钻孔灌注桩施工工艺的基础上进行了改进和创新，应用在济南某项目主体桩基工程中，提高了经济效益和钻孔灌注桩单桩竖向承载力。

【关键词】后压浆；钻孔灌注桩；静载试验

1、后压浆技术的定义

钻孔灌注桩后压浆技术是成桩时在桩底或桩侧预置压浆管路和压浆装置，待桩身达到一定强度后，通过压浆管路，利用高压压浆泵压注以水泥为主剂的浆液，根据浆液性状、土层特性和注浆参数等不同，压力浆液对桩端沉渣、桩侧泥皮及桩周土体起到渗透、填充、置换、劈裂、压密及固结等不同作用，对孔底沉渣和桩侧泥皮进行固化，从而消除传统灌注桩施工工艺所固有的缺陷，通过改变土体的物理力学性能及桩土间边界条件，以达到提高桩的承载力，减少沉降量，并提高桩身质量和桩承载力可靠性的一种科学、先进的技术方法。

2、工程概况

2.1 工程简介。项目主体位于济南市师范路北首，建筑物为“匚”字形，东西长62.64米，宽17.80米，12层（局部13层、3层），高49.00米，柱距9.00米，一层地下室，基础埋深为±0.00米以下6.30米，总建筑面积60000m2。采用框架结构，片筏基础和后压浆钻孔灌注桩基础。

2.2 桩型选择及计算方法。钻孔灌注桩后压浆的计算：后压浆单桩极限承载力标准值按照《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）中规定进行计算。

2.3 试验方法及结果。单桩竖向抗压静载试验，采用单循环慢速维持荷载法。

2.3.1 试桩的设置。经甲方、监理单位、设计方共同确定，选取两种桩型共四组进行试验。

2.3.2 主要仪器设备。钢梁3件，油压千斤顶（630t）1台，RS-JYB型基桩全自动静载测试仪1套，位移传感器4只，百分表（0-30mm）4块，基准梁2根。

2.3.3 检测方法。试验执行《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2014）。采用锚桩反力装置系统，按慢速维持荷载法。试验在工程桩上进行，系非破坏性试验。由于试验在地面上进行，四组试桩均灌至地面，各试桩实际灌注桩长高于设计桩长4.09～5.40m。钻孔灌注桩上部极限侧阻力标准值按45kpa计算（见表5），各试桩最大加载量为设计单桩极限承载力与高出设计桩长部分桩侧极限侧阻力之和。

高出设计桩长部分桩侧极限侧阻力（Qsk）计算公式如下：

（1）试验加载方式：①试验采用逐级等量加载；分级荷载为最大加载量的1/10，其中第一级取分级荷载的2倍。②卸载应分级进行，每级卸载量取加载时分级荷载的2倍，逐级等量卸载。③加、卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击，每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的±10%。

（2）慢速维持荷载法实验步骤应符合下列规定：①沉降观测：每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次。②试桩沉降相对稳定标准：每一小时的桩顶沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次（从分级荷载施加后第30min开始，按1.5h连续三次每30min的沉降观测值计算）。③当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载。④卸载时，每级荷载维持1h，按第15、30、45、60min测读桩顶沉降量后，即可卸下一级荷载。卸载至零后，应测读桩顶残余沉降量，维持时间为3h，测读时间为15、30min，以后每隔30min测读一次。

（3）终止加载条件：①某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍（当桩顶沉降能相对稳定且总沉降量小于40mm时，宜加载至桩顶总沉降量超过40mm）；②某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24小时尚未达到相对稳定；③已达到设计要求的最大加载量；④当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值；⑤当荷载-沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60～80mm。

3、试验结果

通过对现场测试的数据进行计算校核，以37#试桩为例，绘制了Q-S曲线、S-lgt曲线、S-lgQ曲线，见图1～图3。

Q-S曲线：随着荷载的增加，曲线斜率逐渐增大，荷载加至预计最大加载值时，曲线未出现陡降段，终止加荷。S-lgt曲线：随着荷载的增加，曲线间距自上而下由密变疏，尾部曲线无明显向下弯曲现象。S-lgQ曲线：曲线未出现明显陡降段。桩的Q-S曲线呈缓降型曲线，且斜率较小，说明试桩桩侧摩阻力随桩顶位移的增加仍以线性增长为主，桩顶荷载主要由桩侧摩阻力承担，端阻力发挥的作用较小。从静载荷试桩结果所对应的沉降值可以看出，试桩均未压至破坏，反映出后压浆的单桩竖向极限承载力标准值的试桩结果还有一定的承载力储备。试桩卸载后，桩顶回弹量很大，残余沉降量都很小，由此可知，试桩的桩顶沉降主要是由于试桩桩身弹性压缩引起的。

经过对比，桩底注浆的单桩竖向极限承载力标准值（静试桩结果）比未后压浆的单桩竖向极限承载力标准值（计算值）提高了70%以上。

4、结语

工程实践表明，后压浆技术具有适用性强，操作方便，可靠性好，不与成桩作业交叉，且能有效地提高钻孔灌注桩的承载力，減少沉降量，降低工程造价，缩短工期，有显著的经济效益和社会效益，为高层建筑、水工建筑和复杂工程地质条件下的基础工程应用提供了一种新的途径，值得借鉴推广。

参考文献：

[1]李昌驭.钻孔灌注桩桩桩端后压浆工艺与机理研究[D].南京：东南大学，2004.