钢筋混凝土灌注桩后压浆施工技术研究

靳力勇

【摘要】随着社会经济的快速发展，建筑工程成为人们关注的重点，现阶段，钻孔灌注桩作为桩基工程中的主导桩型在工程实践中应用的也越来越广泛，但由于钻孔灌注桩施工过程中形成的泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合，降低了摩擦系数，从而导致了桩侧阻力的减小，而清孔不彻底常在桩底形成较厚的沉渣（虚土），使得钻孔灌注桩的桩端阻力未能有效地发挥，造成钻孔灌注桩承载力偏低。基于此，本文就钢筋混凝土灌注桩后压浆施工技术进行分析与研究。

【关键词】钢筋混凝土；灌注桩；后压浆

引言

钢筋混凝土灌注桩后压浆施工技术，利用预先设置在桩身内的压浆管，在灌注桩成桩过程中，将水泥浆液注入桩端与土层之间，加固桩端松软持力层，增强了桩的端阻力、提高了竖向承载力，减少了建筑物的沉降，改善了桩的受力特性，是能减少工程投资的一种先进技术。

1.后压浆技术作用机理

后压浆技术，是针对传统灌注桩施工工艺存在的缺陷而发展起来的一种施工工艺，它是指钻孔成桩后，利用预埋在桩身的注浆管，通过地面压力系统，将以水泥为主剂的固化液（纯水泥浆或含外加剂的水泥浆）经桩端注浆装置均匀地注入桩端或桩侧地层。根据浆液性状、土层特性和注浆参数等不同，压力浆液对桩端土层、桩端沉渣及桩端、桩侧附近土体起到渗透、充填、压密、劈裂及固结等不同作用，改变土体的物理力学性能，从而提高桩的承载力。水泥浆液的作用形式主要表现以下几种。

1.1桩土间的缝隙得到了处理。成桩过程中，桩土之间不可避免地存在着缝隙，使得桩侧的摩阻力减小，采用桩底压浆技术，水泥浆液可由桩底进入桩四周的泥皮缝隙中，填充了缝隙，还渗入到周围的土体中，增大了桩与桩周土体之间的摩擦系数，提高了桩的承载力。

1.2沉渣和泥皮的固化效应。由于沉渣强度较低，加之水泥浆本身的性质，采用桩底压浆后，浆液对桩底沉渣和桩周泥皮会起到加固作用，粗颗粒沉渣会成为中低强度的混凝土，细颗粒沉渣或虚土会被固化为网状结石复合土体。

1.3对桩端持力层起到了加固作用。桩底的压力灌浆，使浆液沿持力层的孔隙，由桩底向其周围辐射，挤掉孔隙中的地下水和气泡，此时浆液贯通形成了一体，客观上起到了加固的作用，可有效地减小沉降量。

2.工程概况

钻孔灌注桩后压浆是在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设，待桩混凝土强度满足要求后，将水泥浆液通过钢管由压力作用压入桩端的碎石层孔隙中，使得原本松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体。某地区配套生产生活设施基础采用后压浆钻孔灌注桩，共336根，钢筋混凝土灌注桩施工完成后，采用2根端压浆管和2根侧压浆管进行压力灌浆加固地基，其中端压浆管布置在桩底，侧压浆管底端在距桩底15m处，每根灌注桩的桩端截面压浆量为2t。压浆管采用φ25.4mm钢管，壁厚≥3mm，注浆采用P.O42.5水泥，水灰比控制在0.5～0.6之间，注浆时间在桩体施工完毕2～3d后进行，注浆压力控制在3.0～10.0MPa之间。

3.灌注桩后压浆技术施工工艺

根据场地现状和设备条件，后压浆技术采用的工艺流程包括三个体系：

3.1桩土体系：设置到达桩端和桩侧土的通道，即采用人工钻孔的办法或桩身混凝土浇注前预埋设管道通达桩侧土层面或桩端土层内，且端部应设置相应的扩散器。这是注浆前的准备工作，也是注浆开始的关键步骤。

3.2泵压体系：在通道形成且桩身混凝土达到一定的强度后，将桩顶的通道口与注浆泵连结，先灌水试压试验，观察压水参数和系统反应，再通过注浆泵把可凝固浆液压入桩侧和桩端土层内，实现桩侧和桩端注浆的目的。

3.3浆液体系：浆液是发挥注浆作用的主体，一般由凝固材料制成，分无机与有机两类。建筑工程上大多以水泥为主剂，辅以各种特殊的外加剂以达到改性的目的。

混凝土钻孔灌注桩后压浆的施工技术就是通过两根平行钢管（镀锌管）插入孔底一定深度，另两根管分别设置在孔间的不同土层处，然后将配制好的一定数量、一定比例的水泥浆在一定压力下，通过这些管，泵入桩底和桩侧，劈裂桩底成渣和临近土体，并沿着桩端和拨身轴向、径向渗透扩散，从而使桩端的成渣、桩侧泥浆护壁隐患得到根除，提高了混凝土钻孔灌注桩的桩端承载力和桩周土层的侧摩阻力，减少桩基的沉降变形。

其具体操作如下：

1）按钻孔灌注桩规范要求进行成孔，并在成孔之前或同时按规范要求制作钢筋笼。

2）后压浆技术的桩端压浆管道选用直径为32mm的国家标准镀锌管或黑铁管，以便于利用超声波检测仪在此导管内进行桩基完整性检测。两端加工连接丝扣。

3）将两个桩端压浆器采用丝扣连接的方法分别接在桩端压浆管道上，并对称地绑扎在最下一节钢筋笼的内侧，且桩端压浆器超出钢筋笼底部300～500mm。

4）桩侧压浆管选用直径为20mm国家标准镀锌管或黑铁管，两端加工连接丝扣。

5）钻孔灌注桩成孔完成后，进行清孔，然后提钻，下钢筋笼。边下钢筋笼边接压浆导管。下笼结束后，在孔口压浆导管口拧上堵头，以免杂物掉入压浆导管内而使管路不畅。

6）二次清孔，并按设计要求灌注混凝土。桩身混凝土养护8～10d后可以进行桩身超声波检查，确认桩体混凝土质量可靠后方可进行压浆，也可以待桩基静载荷实验和桩身无损测试后进行后压浆工作。

7）安装压浆设备，铺设压浆管路。后压浆的装压泵选用BW-150型或SGB6-10型泥浆泵或泵压值超过l0MPa的柱塞式泥浆泵，要求排浆量大于5m3/h，性能稳定，输浆软管宜选用耐压值超过l0MPa的钢丝编织高压胶管。

8）揽制水泥浆液，注浆材料为水泥浆液，使用525#普通硅酸盐水泥，水灰比控制在0.4～0.7，压浆过程根据水泥浆比重控制水灰比，严禁水泥浆离析或沉淀。

9）压水试验是在压浆前向压浆导管内压注清水，检查压浆管路的畅通情况，提高浆液的可灌性，当确认压浆管路畅通时方可进行压浆。

10）压浆过程。压浆顺序为首先实施灌注桩上侧壁压浆，上侧壁压浆完毕半天后，对灌注桩下侧壁注浆，在下侧壁注浆完毕半天后，对桩端进行注浆。初注时一般压力较小，随注浆过程的进行，浆液也由稀到稠，注浆过程中要注意注浆压力、注浆量和注浆软管的变化。

11）压浆以注漿压力和注浆量双向控制。灌注桩上下侧压浆每根管分别达到1～3t水泥量或注浆压力达到10MPa（瞬间压力达到15MPa），以其中一项指标达到后可结束压浆工作，同时用百分表检测桩和桩周土层的上抬量。

结束语

灌注桩后压浆装置构造简单、安装方便、成本较低、可靠性高，压浆管压浆后可取代等强度钢筋。后压浆施工于成桩后3～5天，不与灌注桩作业交叉，对注浆量和注浆压力进行双向控制，易于保证施工质量。灌注桩后压浆技术能明显改善桩的端承力及桩侧摩阻力，提高单桩承载力，减少桩顶沉降。承载力的提高，可以适当缩短桩长、减少桩的数量，降低施工难度，缩短工期，节约投资，应用前景广阔。

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