建筑桩基工程施工中桩端后压浆技术的应用

梁红军，王淑文

（山东省建筑科学研究院有限公司，山东建科特种建筑工程技术中心有限公司，山东济南 250031）

在传统建筑行业中建筑的钻孔灌注桩施工期间存在着比较多的问题，例如桩底沉渣相对较厚，建筑垃圾较多且处理难度较高，对于灌注桩的承载力存在比较突出的影响，甚至对于整个建筑物也会呈现出明显的影响。按照这一隐患问题，在施工中往往会增加灌注桩单位体积的承载力，在设计期间会采用增加桩长为主要措施，从而导致设计费用以及施工材料费用明显增加，同时也间接提高了施工难度。桩端后压浆技术属于一种可以有效解决上述问题的施工技术方式，对于建筑工程的施工质量提升作用明显。对此，探讨建筑桩基工程施工中桩端后压浆技术具备显著实践性价值。

1 桩端后压浆施工技术

桩端后压浆施工技术主要是在灌注桩成孔并清淤之后，在放置压浆管后再进行混凝土浇筑处理，在灌注桩桩身的混凝土达到相应强度标准之后，应用高压注浆泵完成压力注浆施工，并为压浆管注入水泥浆液或混合浆液之后达到加固效果。高压浆液在注入之后可以实现对桩端虚土以及圆心桩周土层形成渗透、填充、压实并形成挤压效果，促使桩与桩之间形成一个5～20cm的软弱虚土，此时可以有效降低桩侧的摩擦力，在改变土层物理力学性能的同时可以有效提高桩周法向的应力并形成阻力提高作用，从而降低桩基的整体沉降量。整体来看，桩端后压浆技术的应用优势在于适用范围广泛，可以应用在不同类型土层条件中，不仅可以应用于泥浆护壁的灌注桩施工，同时也可以应用在干式作业施工中，对于超粗、长的大型灌注桩具备尤为明显的施工效果[1]。桩端后压浆技术的应用还具备结构简单，安装以及操作都比较便捷，施工过程安全可靠且稳定，施工期间桩基的变形风险较效，整体沉降可以控制在20%以内。

2 桩端后压浆技术的应用

本文以某工程项目为例，该工程项目的整体建设面积20843m2，建筑结构地上17 层，低下1 层，基础属于钻孔灌注桩，其直径包含700mm、900mm 两种，前者61 根，后者53 根，桩长的设计长度为10～15m2，极限承载力分别为2300kN、5600kN，现场土层总共有6 层，从上至下分别为杂填土、粉质黏土、粗砂层、粉质黏土、卵石层以及强风化泥岩。通过对项目的综合分析，认为可以采用桩端后压浆技术进行施工。

2.1 压浆管制作与布置

采用直径25mm 的无缝钢管制作压浆管，压浆管的接头应用丝扣进行连接，并对两端进行密封处理。压浆管的长度如果过长则会提升埋设时的难度，但是过短又会导致压浆效果不佳。对此，在根据施工现场的调查以及地层实际情况的研究后认为，压浆管的长度超过55cm，其上部超过灌注桩顶混凝土面50cm，底部超出钢筋笼5cm。在压浆管的最下部20cm 位置，可以应用钻头均匀的钻出喷头，喷头之间的距离在3cm 左右，喷头的直径在8cm，总共数量16 个，喷头制作完成之后应用图钉封堵压浆管，并在外面套上内胎并进行封严处理。

在压浆管制作完成之后，采用钻机进行成孔处理，采用高压水进行冲洗，之后在钢筋笼外侧采用绑扎2 根压浆管，向下放下钢筋笼。在钢筋笼放置过程中杜绝任何扭曲现象，规避压浆管连接位置松动。

2.2 压浆时间和桩位

按照灌注桩的施工经验，压力水泥浆可以对卵石层形成大面积的影响，甚至在施工中还可能会从薄弱位置渗出[2]。对此，在相关技术人员分析后认为，在混凝土灌注完成3～7d 之后开展压浆施工。如果压浆时间过早可能会导致没有完全硬化的灌注桩发生破坏，如果过晚可能会导致完全硬化的灌注桩又出现堵塞通道的可能，从而导致压浆效果下降。压浆桩位方面半径应当控制在8m 以内。

2.3 注浆施工

在注浆施工之前需要先对注浆施工参数进行分析，按照现场的土层具体情况以及试桩时的沉降量设计具体的注浆参数，综合分析后认为压浆压力控制为1.4～4MPa，单桩的注浆水泥使用量为2000kg，水灰比控制为0.55，在灌注桩的强度达到75%之后实行注浆施工。在压浆作业开始之前需要先做好清水试压实验，在清水实验完成之后采用高压注浆泵直接借助压浆管向灌注桩底部进行压浆处理，在作业完成之后需要先从稀到浓，逐渐提升浆液的浓度，其主要是为了预防水泥砂浆堵塞压浆管。在施工中需要从低到高的分别提升压浆压力，在压浆期间需要注重压浆的流量、压力以及压浆管的变化情况。压浆施工应当保持连续进行，尽量一次性完成施工。

2.4 压浆压力控制

相对较高的压浆压力可以有效提高浆液填充卵石层缝隙时的填充率，但是过高时可能会导致压浆管发生破裂。对此，在施工期间压浆压力和灌注桩的桩身应当保持正相关比例，灌注桩的桩身越长时，压浆施工期间的压力也会越高，反之桩身越短压力越小。在本项目当中，压浆作业施工期间初压期间的压力控制在2～3MPa，中压的压力控制在1～2MPa，最终阶段的压力控制在2～3MPa。

在压浆施工终止方面，压浆的总量达到70%时，压力达到设计压力150%时应当维持5min；单桩的压浆总量达到70%或者是单桩注浆水泥使用量达到2000kg；灌注桩的桩顶或者是压浆作业的地面存在明显的上抬表现。上述三种标准中达到一种便可以停止压浆施工，压浆作业完成之后需要采用原浆进行压浆封口。

3 桩端后压浆技术施工要点与效益

目前来看，在建筑桩基工程施工期间桩端后压浆技术的应用主要需要注意下面几点：①压浆管的埋设。在压浆管的管径方面应当严格选择，管阀和压浆管可以借助焊接方式连接。压浆管沉入钻孔时应当选择适当的长度，确保其可以津贴钢筋笼的内测，并应用绑扎或焊接的方式保持牢固。设置时应当保障圆周对称，严格根据设计图纸进行施工。桩端压浆施工期间必须参考当地具体情况，按照土层的类型明确具体深度，力层过硬或者是随时性的结构应当适当减少，在持力层相对脚软或者是沉渣比较厚的地方应当加深[3]；②泥浆配置。泥浆的配置必须按照设计相关要求进行配置。按照搅拌桶的具体刻度分别加入少量的水与水泥，在搅拌之后制作成水泥其中不能存在任何的水泥结块的杂物，泥浆搅拌完成之后可以放到储箱当中，放入之后可以保持持续搅拌，规避沉淀结渣问题的发生；③压浆。压浆属于桩端后压浆技术施工中非常关键的环节，在正式开始施工之前应当进行模拟压浆，明确具体的施工参数。在施工期间需要对应用的机具进行检测，保障泥浆注入量以及注浆施工的压力水平，一般情况下压浆的速度应当控制在每分钟50L 以内。单压的操作高度应当控制在20m 以内，桩两侧土层细粒土应当采取最高值，粗粒土方面应当选择最小值；④控制法。在压浆施工期间可以应用双保险的方式进行施工处理，其主要满足要求在于两个方面：一方面需要达到建筑桩基的基础设计要求；另一方面压浆的总量应当在设计值的65%以上，并且压力值必须满足设计数据的要求；⑤压浆施工期间需要注重可能存在的质量问题与隐患问题，在施工期间需要定时做好对工艺参数的检查，尤其是预防爆管以及漏电问题的发生，在发现问题之后应当及时进行处理，在工艺管理人员以及操作人员方面应当明确分工并保持相互配合，及时发现并处理压浆施工中存在的各种问题。

整体来看，桩端后压浆技术在建筑桩基工程项目施工中的应用具备比较突出的社会与经济效益，桩端后压浆技术的应用可以有效减少施工期间的桩数、桩长以及桩径，能够显著节省施工期间的人力资源成本，同时桩端后压浆技术具备一定的科学性，其施工速度快，可以保障整体施工进度，节省施工时间。桩端后压浆技术施工期间不存在严重的水污染与噪声污染，可以有效减少对于周边环境的危害。在设计与工程成本方面，桩端后压浆技术可以显著减少施工成本，从本次研究项目来看，桩端后压浆技术的应用促使每一根灌注桩的成本投入减少上千万，并且从整个工程造价角度来看节省约为30%，经济效益显著。

4 总结

综上所述，桩端后压浆技术属于一种操作简单、施工质量可靠以及施工方便的施工技术，该施工技术可以有效提高灌注桩的施工承载力，同时可以有效减少沉降量，对于建筑施工的综合质量水平的推动作用明显，具备广泛性应用前景与相当理想的社会与经济效益。在今后，需要进一步提高对桩端后压浆技术的认知，基于施工中的要点与注意事项，从而为建筑工程项目的持续发展提供支持。