桥梁施工中桩端后压浆技术

丁启斌

（上饶市铅山公路事业发展中心，江西上饶 334500）

0 引言

桩端后压浆技术是桥梁桩基加固的主要方法，该技术的应用原理主要是在成孔工序完毕后将压浆系统布设到钢筋笼，在水下灌注混凝土达到技术标准后，利用压浆管路将水泥浆液灌注到规定部位。同时，利用设备对浆液进行加压处理，浆液在压力作用下通过扩充、压密、固化形成稳定的整体结构。通过桩端后压浆施工后地基持力层的结构性能会得到提高，单桩承载性能也会得到加强，进而满足桥梁基础工程的施工要求。

1 项目背景

某桥梁工程全长970m，为混凝土空心板梁工程，由于该桥梁的建设时间比较早，目前桥梁基础不稳定，需要对其进行拼宽处理。在具体施工环节为尽量避免沉降问题，施工过程中在选择钻孔灌注桩技术的基础上采用桩端后压浆施工方式以提升桩基的稳定性。

2 桩端后压浆施工准备

2.1 压浆设备及相应装置

2.1.1 压浆设备及相应装置：注浆泵、压浆管道、浆液储存设备及压力表等。注浆压力泵运行期间，需要联合应用卸荷阀，确保将设备运行压力控制为8～9MPa，注浆作业时，流量不得超过60L/min。

2.1.2 压浆设备装置应根据设备运行要求及工程施工标准，选择合适的配件以确保设备出现问题时能够及时更换。压浆密封钢管是重要的配套设施应满足如下要求：采用无缝钢管制作，尺寸为φ57×3.5mm，长度按照现场情况截取。在压浆管的下部需要钻孔处理，通常沿着圆周方向进行钻孔，设置三层钻孔，每一层有4 个直径为8mm 的钻孔，为12 个钻孔，相邻孔间距为30mm。在后压浆装置设计阶段，需要最桩端注浆系统进行分析明确系统结构。一般而言针对浆密封钢管主要采用的三角形的方式进行布设，并且保证布设均匀性；如果采用四根钢管的形式设计为正方形，通过卡扣进行连接固定设定在钢筋笼的加强筋内侧可以上下移动。

2.2 水泥浆液的配制及控制要点

对于钻孔灌注桩而言，水泥浆液的配制尤为重要，其关系到整个工程结构的质量和性能，施工过程中必须加强对此环节的监督管控。在水泥浆液的配制中水泥材料选择为标号42.5 及以上的亚泰水泥。技术人员需要进行严格的试验检测，落实好配合比的控制工作，且经过全面检验合格后才能进入水泥浆液的配制环节。根据相关施工经验确定水泥浆液的各项指标如下：初凝时间为3～4h；稠度为17～18s；7d强度≥8MPa。在水泥浆液制备阶段需要按照比例添加水，而后按照设计要求添加外加剂，外加剂采用JLWT 型压浆剂，经过充分的拌和后放入水泥材料。在浆液制作时需要严格落实搅拌制作流程，一般来说浆液制作时间控制2min 左右，制作过程需要保证水泥浆液流动性合格，没有存在离析、沉淀等问题。此外，在水泥浆液存储到储浆筒之前，需要应用16 目过滤纱进行过滤处理，以2 次为宜避免因为存在异物而导致管道堵塞的问题。

2.3 压浆材料及压浆设备的试验检测

压浆材料选择需要按照国家标准以及设计方案的要求选取，材料的性能和指标参数要符合工程要求。压力表定期检定检测，组织有资质的部门进行检查，符合精度标准才能投入使用。压浆管路进行编号，且在现场设施标识牌进行管理。在开展水试验以及水泥浆液之前需要做好管路以及接头的检测，必要时开展耐压试验。试压环节采取分级缓慢升压的方式，最终的压力为注浆压力的1.5 倍以上并做试验检测。对高压设备进行全面的检查达到设备运行的标准。水泥、外加剂准备充足，压浆前运输到现场，并做好现场加入比例控制加入比例符合精度要求。

2.4 注浆量的确定

注浆量为每根钻孔灌注桩从开始压浆到最终停止压浆的整个环节所使用的水泥浆液体系，按式（1）估算：

式（1）中：K 为综合影响系数，取值在1.0～1.5 之间，地层松散范围较大的区域，K 值取值则越大；地层密实比较小的区域，钻孔速度比较深区域，K 取则越小；L 为注浆的高度；F 为桩低截面面积。该项目设计单桩的注浆量为3×桩端截面面积(t)。

3 桩端后压浆工艺流程与要点

3.1 桩端后压浆施工工艺流程

桩端后压浆施工工艺流程如图1 所示。

图1 工艺流程图

3.2 桩端后压浆施工工艺控制要点

在该项工作开展阶段想要切实提高施工质量，需要从以下几个方面做好控制：

3.2.1 泥浆护壁成孔质量控制，确保达到设计方案与技术标准。

3.2.2 压力注浆管道通常要固定到钢筋笼内侧，随着钢筋笼同步下放到桩孔内。

3.2.3 水下灌注混凝土的环节，当混凝土结构强度满足设计标准75%之后可以通过压力设备，对管道进行水泥浆液灌注。

3.2.4 在浆液压入施工中，应用三次循环的方式做好施工控制，管路采取均分设置的方式进行，压浆进度按照40%、40%、20%的进程开展施工。如果存在管道堵塞的问题，没有压入的浆液应该重新计算分配，使其达到均匀性的要求。

3.3 桩端后压浆施工控制要点

压浆管道在安装施工前，需要及时进行清理处理，管道内部不会有任何杂质等影响工程质量。在安装施工前,需要做好管道密封位置的控制，采用细目砂纸进行打磨处理，然后利用橡胶袋进行密封处理，保证密封性满足相应的标准要求。同时,还需要进行注水加压试验检测，避免渗漏问题出现。一般来说,注浆管按照钢筋笼下放的位置进行下放，钻孔灌注桩在浇筑工作结束的24～48h 内通过压力注浆泵直接灌入清水冲开桩端到单向阀。每日开启管道进行一次检查，每下入一节钢筋笼，需要在压浆管道内注入清水，以检测密封性是否合格。如果经过检查存在管道渗漏问题应及时返工处理，直到全部合格为止。

在桩端后压浆施工中进行如下控制：水泥浆液使用量、压力严格控制，压入的水泥浆液量为主要控制参数，注浆压力作为辅助控制方式。如果压浆施工压力达到规定压力的要求，应保持5min 左右，确保注入浆液量在80%即可合格。桩端后压浆施工环节做好压力控制，综合分析地质条件、注入点深度控制，结合不同地质条件控制，从而达到总体性能的标准要求。

4 桩端后压浆施工技术保障措施

其一，桩身结构质量合格，符合设计方案与技术标准要求。成孔后检查沉淀厚度、倾斜度、孔深度、泥浆比重、钢筋笼性能与尺寸、混凝土强度等。钢筋笼在现场安装中为了确保不会损坏管路结构，不能强行下降，如果遇到阻力应及时做出调整。

其二，在连接承压接头施工的阶段要做好相关的焊接控制，确保连接质量具备合格，使得性能达到相应的标准需求，避免钻孔灌注泥浆进入管路时出现漏浆等问题。

其三，通过压力清水的方式以完全清洗处理，管道通畅性符合要求。如果在施工中，由于管内存在一定压力，因此要做好阀门的控制，避免阀门打开过快会导致漏浆以及水流的情况出现。

其四，桩端后压浆工作开始之前，对管道进行全面的检查，符合通畅性要求的管道数量至少为3 根，压入的水泥浆液材料量符合工程的要求，严格进行计算控制，达到数据精度的要求；在施工的过程中若存在只有两条管路是畅通的现象，此时应压入水泥量增加10%左右，同时还要确保两条管路压入浆液量是均衡的，以灌注桩施工要求；假如存在只有一条管路是畅通的限制，则需要将另外一条管路转通，一般而言,在声测管以及压浆管布设的阶段中，要将其插入土层50cm 以上的深度。在施工环节,为了能够符合施工的要求，要做好压浆管路严格控制，做好现场的全面管理与控制。

其五，在水泥浆液注入时，通常需要在灌注水下混凝土结束后的3～7 天进行。这个时间段并不是固定的，要结合现场的具体情况，经过钻孔灌注桩全面的超声检测后，才能开始进行。

其六，水泥浆液配制环节，根据配合比的要求制作，不能随意变更技术参数，否则容易导致结构性能下降。

其七，水泥浆液的压入施工中，一旦存在施工不正常的情况，比如压力注浆泵的压力参数存在突然升高或者突然下降的情况，现场施工部位存在冒浆的情况，需要及时停止压浆施工，经过检查确定形成原因并解决处理后，才能继续压浆施工。

其八，桩端后压浆现场施工管理极为重要，组织专人进行施工参数记录工作，比如压浆施工的起始时间、压浆施工量、压力表参数等，同时还应该检测钻孔灌注桩的上抬量，通常需要监理工程师进行旁站监理，以确保各个环节的质量合格。

其九，最后一次注浆结束后，经过现场质检人员、监理工程师全面检测，并且确认签字后，才能结束施工。

其十，在每一根钻孔灌注桩施工环节，都要按照要求制作水泥浆液试块，并且做好养护、备检工作，以确保结构的性能和质量合格。

其十一，群桩桩端后压浆施工作业环节，后压浆施工按照先外侧、后内侧的顺序进行，同时要间隔桩体顺序施工。每一根桩体在灌注施工时，需要确保在周边20cm 的范围内，钻孔灌注桩已经全部完善水下混凝土灌注施工。

5 注意事项

第一，为了使桩端后注浆工程的质量合格，严格落实桩基础结构垂直度控制在，钢筋笼制作符合工程现场标准，并且落实桩底沉淀层厚度控制，通过二次清孔方式施工，孔底残渣清理干净；禁止应用加大孔径的方式取代清孔作业，并且把压浆U 型管放入桩底基部，满足现场施工标准；钢筋笼下放环节，整个施工管路都达到密封性的要求，不会有外部浆液进入管道内。第二，压浆作业环节，如果发生压力快速升高或者快速下降的情况，需要立即停止压浆作业施工，及时分析形成原因，并且采取措施解决处理，才能继续开始压浆施工。组织专业技术人员开展现场记录工作，各项技术参数严格记录与管理。监理工程师做好现场监督与观察，浆液全部填充到管道内。第三，为了预防施工中出现浆液污染环境的情况，应该选择现场保护性措施，并且落实管道封闭处理，且应用密封容器运输浆液，不会发生泄漏等问题；施工中存在剩余浆液的情况，不能随意倾倒，应合理处理。第四，为了避免现场发生严重的安全事故，禁止任何非作业单位人员进入现场，并且现场人员必须佩戴安全帽等设施。

6 技术措施

其一，后压浆施工中，因为不可抗力因素导致施工终端，需要立即查找形成原因，选择合适的应对措施，能够快速恢复注浆，不会影响施工的效果。如果进浆量与中断前相差不大，可以确保浆液稠度合格；如果两者相差较大，应逐级增加浆液的稠度。其二，在现场如果存在压浆梁不能达到停压标准的要求，可以进行压力的调节，通过降低压力方式以减缓流动速度，以加速颗粒物的沉积；根据经验降低水灰比，浆液流动速度合格；浆液中加入必要的速凝剂，缩短凝结的时间；通过间歇压浆的方法，有效地增大沉积速度，提高浆液的注入质量。其三，开塞时间通常需要在桩基混凝土第一次灌注结束的24h 内进行，桩端压浆存在塌孔的情况，要提前开塞处理，以确保后续的施工顺利开展。

7 结论

通过对桥梁端后压浆技术分析得出以下结论：

其一，桩端后压浆施工技术提升持力层结构的性能，能够将局部地质条件改善提高桩身荷载性能，达到桩基结构标准需求，具备较高的经济价值。

其二，采用端后压浆方式，能够避免桩基沉降变形问题出现，提高结构整体性。受到压力的持续作用下，桩周土层密实度得到提升，压缩变形不会超出规定的要求，也能够避免在投入使用后出现竖向变形，结构性能良好。

其三，在注浆施工中，严格控制水泥注入量、压浆压应力、桩顶上抬量等数据信息，并且落实桩底管理控制措施，单桩承载力强。

其四，施工工艺简单，操作方便，对人员技术要求不高，推广成本较低。

其五，满足多种土质条件的应用需要，提高桩基承载力均匀性。

其六，桩端后压浆施工环节，极易存在堵塞、跑浆、冒浆等，技术人员对于现场要加强控制将相应的施工记录完善，以便给后续工作开展奠定基础。

其七，钻孔灌注桩成孔质量良好，能够提升基础性能，可以为桥梁项目建设奠定基础。