桩基后压浆工艺的应用

摘要：某工程部分区域为桩基形式，采用桩端后压浆工艺可解决泥浆护壁钻孔灌注桩固有工艺缺陷，减少冲孔灌注桩沉渣，通过试验证明后压浆工艺效果明显，文章结合工程实践分析了压浆量控制的原则和冒浆原因，并提出了相关处理措施。

关键词：桩基；后压浆；压浆效果；压浆量；冒浆 文献标识码：A

中图分类号：TU473 文章编号：1009-2374（2015）24-0108-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.24.053

某工程为了防止厂房产生较大不均匀沉降，部分区域嵌岩桩采用桩端后压浆工艺，通过试验证明后注浆工艺有效地提高了桩基质量。

1 桩端后压浆施工的必要性

桩端持力层在泥浆浸泡下导致岩层裂隙进一步发展，而通过桩端后压浆可在桩端形成“梨形体”（受力形式相当于扩底墩），增加了桩端的受力面积，提高了单桩承载力。后压浆通过高压注浆能对桩端周围土体进一步挤压、密实，从而加固了桩间的土体，增加了工程桩的侧摩阻力。通过桩端后压浆工艺，解决了泥浆护壁钻孔灌注桩的固有缺陷，提高了桩端混凝土质量，加固了桩周围土体。

2 后压浆施工

压浆原材料采用强度等级为42.5级普通硅酸盐水泥，浆液水灰比为1∶0.65，浆液采用搅拌桶充分搅拌，搅拌时间应大于2min，保证水泥浆的良好和易性。

在工程桩浇筑完12小时后用清水冲开注浆管的密封，通过试压浆施工，确定开环48小时后进行压浆，注浆压力为3.0～5.0MPa，注浆流量为20～30L/min。施工记录要明确注浆量、注浆压力，当注浆压力达到设计最大值而压浆量未达设计值时，或者压降量超过设计值，而压降压力一直较少时，应停止注浆0.5～1.0小时，进行二次补浆，二次补浆压力适当大于首次压浆压力1～3MPa，且在压力稳定15分钟时，停止压浆。

3 后压浆施工效果

为确定本工程中桩端后压浆工艺对桩身质量以及承载力的影响，进行了基桩试验工作，共选试验桩3根，A1、A2、A3。其中A3采用桩端后压浆工艺。三根试桩养护完成后进行竖向抗压静载荷试验、竖向抗拔试验等试验验证后压浆施工对桩基质量的影响。

竖向抗压静载荷试验：由于在最大荷载下Q～S曲线均呈缓变形，未出现拐点，因此未到达极限状态，无法得知桩基极限承载力是否在后压浆工艺后得到显著提高，但通过该试验可知各桩的桩端沉降，通过分析可知，未采用后压浆工艺的A1桩端沉降量较小，与采用后压浆工艺的A3比较，差异不明显。但是，未采用后压浆工艺的试桩A2桩端沉降量较大，是A3的2.7倍。这也暴露出未采用后压浆工艺的桩基在沉降控制方面不稳定，说明沉渣控制对桩身沉降影响较大。在泥浆护壁冲孔桩施工中，由于固有的施工缺陷，沉渣厚度较难控制，因此，容易造成桩身质量不稳定，导致灌注桩承载力不满足设计要求。通过桩端后注浆工艺可以较好地解决泥浆护壁冲孔桩固有工艺缺陷，控制沉渣厚度，减少桩身沉降，保证桩基质量。由于竖向抗压静载荷试验中桩端侧摩阻力与桩端阻力同时作用，无法了解后压浆工艺对桩端侧摩阻力的影响，因此，需采用竖向抗拔试验进行检测。竖向抗拔试验：通过试验采集试验数据可得桩侧摩阻力如图1所示：

图1 桩端侧摩阻力对比图

通过上图1可知试桩A3通过后压浆施工大幅度提高了桩端侧摩阻力，桩端侧摩阻力相对A1、A2提高幅度为60%、500%，但是，桩端以上侧摩阻力并未见明显提高，甚至有些区域有所降低。在本工程中，后压浆工艺只采用了桩端后压浆，主要作用原理为浆液顺着桩端软弱面流动，加固桩端沉渣与桩端周围泥皮，增加了桩端侧摩阻力，但无法得知对桩侧摩阻力是否有明显提高。

工程桩部分埋深较浅的桩采用人工挖孔桩的形式，因此不产生沉渣，工程结束后，对未采用后压浆工艺的人工挖孔桩和采用后压浆工艺的冲孔灌注桩通过高应变试验检测两类桩的极限承载力。

通过试验数据可知，本工程人工挖孔桩和采用后压浆工艺的冲孔灌注桩基本消除了沉渣等不利因素的影响，在此前提下极限承载力相差不多，说明中风化岩层岩体均匀、裂隙较少，后压浆工艺对提高该层岩体承载力作用不大。而且规范并未给出中风化岩层的桩端侧阻力和桩侧阻力增强系数，可见，在沉渣较少的情况下，中风化岩层或微风化岩层采用桩端后压浆工艺对土体承载力的增强效果就不是非常明显。

从上述三组试验可知，持力层为中风化岩层的灌注桩采用桩端后压浆工艺最大作用是控制沉降厚度，提高桩端质量，但是对桩端岩层承载力的提高效果不大，对桩侧摩阻力也未有明显提高，仅提高了桩端的侧摩

阻力。

4 压浆量分析

压浆量对承载力影响较大，随着压浆量提高，桩端、桩侧的土体越密实，承载力提高幅度越大，但压浆存在一个合理的压浆量，超过该值后，无助于承载力的提高。

根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）6.7条规定后注浆工艺以注浆量控制为主，至少保证注浆量为设计值75%以上。

经过分析，规范中的后注浆工艺一般适用于孔隙较大的地层中，而桩基持力层为中风化、微风化岩层，根据勘察报告，中风化岩层裂隙较少，微风化岩基本没有裂隙。虽然实际注浆量仅为设计值的6%～40%，但已达到设计目的，已基本消除沉渣影响。此外增加压力强制注浆有较大弊端，主要如下：（1）压力过大，容易造成水泥浆离析，堵塞管道；（2）压力过大可能扰动土层，扩大岩体裂隙，另外也有可能造成桩体上浮。因此，在二次压浆后，压浆量仍没有较大增加时说明已达到设计目的，不必继续压浆。

5 冒浆原因分析和处理

后压浆施工中冒浆是比较普遍的现象，对冒浆现象的处理是否得当直接关系压浆效果，但冒浆的原因各有不同，处理方式也不同。以下为冒浆的主要原因分析和处理措施：

注浆刚开始时本桩顶即发生大量冒浆，有可能是注浆管堵塞或注浆管接口漏浆，应停止注浆先检查注浆管，确定不是注浆管的原因后，有可能是桩身周围毛细孔道引起冒浆，可将该注浆管用清水或压力水冲洗干净，等第二天原先压入的水泥浆凝固，堵塞冒浆的毛细孔道后重新进行压浆。

水泥浆在注浆一段时间后在其他桩或地面冒出，说明桩底已饱和，可以停止注浆，若从本桩侧壁冒出，若注浆量满足或接近附近桩的注浆量，也可停止注浆。

此外，为防止注浆时水泥浆在压力作用下从周围薄弱地点冒浆，在注浆的桩周围10米范围内应禁止进行钻孔作业，且确保周围的桩混凝土浇筑完成时间应在3天以上。

6 结语

该工程桩基采用后压浆施工效果较好，满足设计要求，而且工艺简单，经济效益好。由于桩基持力层为中风化、微风化基岩，岩层裂隙较少，岩体承载力高，后压浆工艺对桩端土体承载力增加效果不明显，桩端后压浆工艺更适合在强风化、砂石、土质基础中灌注桩。但是，桩端后压浆工艺能减少沉渣，从而减少桩身沉降，保证建筑结构的工程质量和使用功能。而且通过本工程的实践可知，后压浆工艺由于不是在常规的裂隙较大的施工区域，注浆量的控制不必机械遵守规范的规定。在今后类似工程中，希望通过借鉴本工程的施工经验能达到提高施工效率，提高桩基质量的目标。

参考文献

[1] 中华人民共和国建筑部.建筑桩基技术规范[S].（JGJ94-2008）北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2] 黄生根，龚维明，张晓炜，苏沛东.钻孔灌注桩压浆后的承载性能研究[J].岩土力学，2004，（8）.

[3] 张晓炜，黄生根.钻孔灌注桩后压浆技术理论与应用[M].武汉：中国地质大学出版社，2007.

作者简介：周建慧（1982- ），女，浙江杭州人，中核集团三门核电有限公司工程管理处工程师，研究方向：土建施工技术。

（责任编辑：黄银芳）