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摘要：随着近些年来，我国建筑业的飞速发展，对地基承载力的要求也比较高，基础形式一般都会用灌注桩基础。本文就建筑工程桩端后压浆施工技术进行探讨。
关键词：建筑工程；压力注浆；施工工艺；压浆施工技术
中圖分类号： TU198 文献标识码： A
引言：
桩端后压浆技术是建设部近年来正在推广的十项新技术之一，其技术原理是在灌注桩成桩、桩身混凝土达到预定强度后，采用高压注浆泵通过预埋注浆管注入水泥浆液或水泥与其它材料的混合浆液，浆液渗透到疏松的桩端虚尖中，结合形成强度较高的混凝土；随着注浆量的增加，水泥浆液不断向由于受泥浆浸泡而松软的桩端持力层中渗透，在桩端形成“梨形体”，增加了桩端的承压面积，相当于对钻孔桩进行扩底。当“梨形体”不断增大时，渗透能力受到周围致密土层的限制，使压力不断升高，对桩端土层进行挤压、密实、充填、固集，将使桩底沉渣、桩端受到扰动的持力层得到有效的加固或压密，使桩土间界面的几何和力学条件得以改善，提高了桩端土体的承载力，从而大幅度提高了单桩承载力。因此，对其在实践中的应用及效果进行科学基础上的分析研究有极强的现实意义。
一、灌注桩后压浆技术的原理
桩端及桩侧压力注浆桩是指钻孔、冲孔和挖孔灌注桩在成桩后，通常通过预埋在桩身的注浆管，利用压力作用，经桩端的预留压力注浆装置（如预留压力注浆室、或预留压力注浆包、或预留的特殊的注浆装置等）向桩端或桩侧地层均匀地注入能固化的液（如纯水泥浆、或外加剂及掺合料的水泥浆、或超细水泥浆、或化学浆液等）；视浆液性状、地层特性和注浆参数等不同条件，压力浆液对桩端及桩侧附近的桩周土层起到渗透、填充、置换、劈裂、压密及固结或多种形式的组合等不同作用，改变其物理化学力学性能及桩与岩、土之间的边界条件，消除虚土隐患，从而提高桩的承载力以及减少桩基的沉降量。
二、后压浆施工技术
1. 工艺流程: 方案设计-- 注浆参数)钻孔--下钢筋笼--埋设注浆管---(清孔)浇注混凝土--( 经过7 h~ 24 h)清水劈裂注浆---( 经过7 d~ 25 d 龄期) 初注浆---(监测上抬及泛浆) 观测注浆压力、注浆量----记录最大压力最终注浆量---成桩。后压浆主要施工技术措施如下:
1.1 压浆管的制作
在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25 mm 的黑铁管制作, 接头采用丝扣连接, 两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出55 cm, 在桩底部长出钢筋笼5 cm, 上部高出桩顶混凝土面50 cm 但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm 制作成压浆喷头(俗称花管), 在该部分采用钻头均匀钻出4排( 每排4个)、间距3 cm、直径3 mm 的压浆孔作为压浆喷头; 用图钉将压浆孔堵严, 外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严,这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置: 当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂、图钉弹出, 水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入卵石层中, 而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。
1.2 压浆管的布置
将2根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼, 在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护, 钢筋笼不得扭曲, 以免造成压浆管在丝扣连接处松动, 喷头部分应加混凝土垫块保护, 不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。
1.3 压浆桩位的选择
根据以往工程实践, 在卵石层中, 水泥浆在工作压力作用下影响面积较大。为防止压浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出, 压浆的桩应在混凝土灌注完成3 d~ 7 d后, 并且该桩周围至少8 m 范围内没有钻机钻孔作业, 该范围内的桩混凝土灌注完成也应在3 d以上。
2. 施工中的注意事项
2.1 及时进行注浆管的“劈裂”桩体混凝土浇筑后, 在7 h~ 24 h内应用清水对注浆管进行“劈裂”和清洗, 这样可以将注浆管头部周围的混凝土与土体的混合物及时劈通, 保证注浆通畅。试桩的一根注浆管埋深不够, 导致注浆头部被混凝土覆盖, 无法劈通。不得不在事后改用桩侧注浆进行补救。
2.2 控制好浆液的浓度
在注浆过程中, 浆液受到注浆压力与灌浆阻力的共同作用, 悬浮在浆液中的水泥颗粒不断沉积在管壁上, 导致管道系统的摩擦力不断加大, 流通截面逐渐缩小, 直到完全堵塞。浓度过大是导致堵塞的主要原因。因此要控制好浆液的浓度, 宜先压稀浆后压浓浆。水泥浆应搅拌均匀,在抽入高压泵之前必须进行过滤。压浆时先慢速压浆逐步达到设计要求, 并尽可能保持压力稳定。
三、施工效果分析对比
1. 试验结果对比
同一持力层上注浆桩与未注浆桩的承载力对比, 卵石层上注浆桩的极限承载力为5 600 kN,未注浆桩的极限承载力为2 100 kN, 5600 /2100= 21 57, 注浆后承载力提高了157%, 而且破坏时间大幅度提升, 前者是后者的2.83倍, 后压浆对提高桩基承载力效果相当明显。强风化泥岩上注浆桩的极限承载力为7 000 kN, 未注浆桩的极限承载力为5 400 kN, 7000 /5400= 1130, 注浆后承载力提高了30%, 破坏时间前者是后者的112倍, 注浆效果比较明显。
2. 注浆前后桩基承载力对比
试验曲线在注浆后变得比注浆前更为缓和, 而破坏阶段曲线还是陡变的, 诸多的文献中大多数静载试验曲线由陡变型变为缓变型, 基本上没有做到破坏, 曲线的末端未出现陡变。在相同荷载, 相同时间内, 注浆桩比未注浆桩的沉降要小, 说明浆液改善了桩的承载性能。不同持力层上注浆桩与未注浆桩的承载力对比,两种地层上的后压浆桩承载力都有大幅提高。卵石层上注浆桩的极限承载力提高了157%, 强风化泥岩上注浆桩的极限承载力提高了30%, 尽管风化岩上压浆量比卵石上压浆量大0.5 t, 但压浆效果远比不上后者。这说明后压浆对于不同持力层的注浆效果是不同的, 产生的经济效益也是不同的。
四、后压浆施工质量保证措施
钻孔灌注桩后压浆施工是一项提高桩端承载力及桩侧摩阻力的质量加固措施，必须按设计及规范要求施工，确保施工效果，具体施工质量保证措施要点如下：
1. 成孔时要保证钻孔垂直度，尽量避免缩径，以保证钢筋笼和压浆管的顺利下入，否则钢筋笼上下提动多次会损坏压浆管。
2.下钢筋笼前应先下孔径规（自制）测量孔径，发现有缩径或孔斜超差、沉渣过多等现象必须及时处理后方可下钢筋笼。
3. 桩端的压浆管超出钢筋笼端部300mm以上，钢筋笼下到孔底时，压浆管靠钢筋笼和重力压入桩端土或孔底沉渣内。
4. 压浆管接头要牢固、密封，接牢后注清水检查是否有渗漏现象（注清水还有平衡管内外压力的作用）。压浆管高出地面0.3m，并用堵头堵严，以防泥浆进入。
5. 压浆前要检查设备是否能正常运转，要用测锤在空心压浆管内探测有无堵塞现象。压浆完毕要及时清洗地面管路及灰浆泵。
6. 水泥浆搅拌时间应大于10min，且不超过4h，超过4h没有灌注的水泥浆作废浆处理。
7. 压浆管堵塞压不进浆或者单桩压注水泥浆量达不到设计压浆量的90％，按压浆失败处理。若压浆失败，用工程勘察钻机在桩侧施工75mm的钻孔，钻孔深度与原压浆管长度相同，提钻时边提钻边灌水泥粘土浆（配比为：水泥：粘土：水=1：1：2），然后立即下人同等长度的压浆管，待3天后水泥粘土浆产生一定强度再进行压浆。
结束语：
在实施桩侧和桩端压浆时，应按先桩侧后桩端，先浅部后深部的顺序，且应控制灌浆压力不超过容许灌浆压力。尽量以灌浆量进行桩侧桩端后压浆质量控制，在渗透性较小的地层进行后压浆时，其作用机理主要是压密注浆；在渗透性较大的地层进行后压浆时，其作用机理主要是渗透注浆。
参考文献：
[1] 伍先标.建筑工程中桩端后压浆施工技术的探讨[J]. 中国城市经济. 2011(11)
[2] 管常清.论钢筋混凝土钻孔灌注桩在建筑工程中的应用[J]. 广东建材. 2007(08)
[3] 胡立志.论钢筋混凝土钻孔灌注桩在建筑工程中的应用[J]. 四川建材. 2007(05)
[4] 王岩.钻孔灌注桩后压浆技术在高层建筑中的应用[J]. 山西建筑. 2007(14)
[5] 黄重文.浅析桩端后压浆法在地基加固中的应用[J]. 广东科技. 2009(04)
关键词：建筑工程；压力注浆；施工工艺；压浆施工技术
中圖分类号： TU198 文献标识码： A
引言：
桩端后压浆技术是建设部近年来正在推广的十项新技术之一，其技术原理是在灌注桩成桩、桩身混凝土达到预定强度后，采用高压注浆泵通过预埋注浆管注入水泥浆液或水泥与其它材料的混合浆液，浆液渗透到疏松的桩端虚尖中，结合形成强度较高的混凝土；随着注浆量的增加，水泥浆液不断向由于受泥浆浸泡而松软的桩端持力层中渗透，在桩端形成“梨形体”，增加了桩端的承压面积，相当于对钻孔桩进行扩底。当“梨形体”不断增大时，渗透能力受到周围致密土层的限制，使压力不断升高，对桩端土层进行挤压、密实、充填、固集，将使桩底沉渣、桩端受到扰动的持力层得到有效的加固或压密，使桩土间界面的几何和力学条件得以改善，提高了桩端土体的承载力，从而大幅度提高了单桩承载力。因此，对其在实践中的应用及效果进行科学基础上的分析研究有极强的现实意义。
一、灌注桩后压浆技术的原理
桩端及桩侧压力注浆桩是指钻孔、冲孔和挖孔灌注桩在成桩后，通常通过预埋在桩身的注浆管，利用压力作用，经桩端的预留压力注浆装置（如预留压力注浆室、或预留压力注浆包、或预留的特殊的注浆装置等）向桩端或桩侧地层均匀地注入能固化的液（如纯水泥浆、或外加剂及掺合料的水泥浆、或超细水泥浆、或化学浆液等）；视浆液性状、地层特性和注浆参数等不同条件，压力浆液对桩端及桩侧附近的桩周土层起到渗透、填充、置换、劈裂、压密及固结或多种形式的组合等不同作用，改变其物理化学力学性能及桩与岩、土之间的边界条件，消除虚土隐患，从而提高桩的承载力以及减少桩基的沉降量。
二、后压浆施工技术
1. 工艺流程: 方案设计-- 注浆参数)钻孔--下钢筋笼--埋设注浆管---(清孔)浇注混凝土--( 经过7 h~ 24 h)清水劈裂注浆---( 经过7 d~ 25 d 龄期) 初注浆---(监测上抬及泛浆) 观测注浆压力、注浆量----记录最大压力最终注浆量---成桩。后压浆主要施工技术措施如下:
1.1 压浆管的制作
在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25 mm 的黑铁管制作, 接头采用丝扣连接, 两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出55 cm, 在桩底部长出钢筋笼5 cm, 上部高出桩顶混凝土面50 cm 但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm 制作成压浆喷头(俗称花管), 在该部分采用钻头均匀钻出4排( 每排4个)、间距3 cm、直径3 mm 的压浆孔作为压浆喷头; 用图钉将压浆孔堵严, 外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严,这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置: 当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂、图钉弹出, 水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入卵石层中, 而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。
1.2 压浆管的布置
将2根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼, 在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护, 钢筋笼不得扭曲, 以免造成压浆管在丝扣连接处松动, 喷头部分应加混凝土垫块保护, 不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。
1.3 压浆桩位的选择
根据以往工程实践, 在卵石层中, 水泥浆在工作压力作用下影响面积较大。为防止压浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出, 压浆的桩应在混凝土灌注完成3 d~ 7 d后, 并且该桩周围至少8 m 范围内没有钻机钻孔作业, 该范围内的桩混凝土灌注完成也应在3 d以上。
2. 施工中的注意事项
2.1 及时进行注浆管的“劈裂”桩体混凝土浇筑后, 在7 h~ 24 h内应用清水对注浆管进行“劈裂”和清洗, 这样可以将注浆管头部周围的混凝土与土体的混合物及时劈通, 保证注浆通畅。试桩的一根注浆管埋深不够, 导致注浆头部被混凝土覆盖, 无法劈通。不得不在事后改用桩侧注浆进行补救。
2.2 控制好浆液的浓度
在注浆过程中, 浆液受到注浆压力与灌浆阻力的共同作用, 悬浮在浆液中的水泥颗粒不断沉积在管壁上, 导致管道系统的摩擦力不断加大, 流通截面逐渐缩小, 直到完全堵塞。浓度过大是导致堵塞的主要原因。因此要控制好浆液的浓度, 宜先压稀浆后压浓浆。水泥浆应搅拌均匀,在抽入高压泵之前必须进行过滤。压浆时先慢速压浆逐步达到设计要求, 并尽可能保持压力稳定。
三、施工效果分析对比
1. 试验结果对比
同一持力层上注浆桩与未注浆桩的承载力对比, 卵石层上注浆桩的极限承载力为5 600 kN,未注浆桩的极限承载力为2 100 kN, 5600 /2100= 21 57, 注浆后承载力提高了157%, 而且破坏时间大幅度提升, 前者是后者的2.83倍, 后压浆对提高桩基承载力效果相当明显。强风化泥岩上注浆桩的极限承载力为7 000 kN, 未注浆桩的极限承载力为5 400 kN, 7000 /5400= 1130, 注浆后承载力提高了30%, 破坏时间前者是后者的112倍, 注浆效果比较明显。
2. 注浆前后桩基承载力对比
试验曲线在注浆后变得比注浆前更为缓和, 而破坏阶段曲线还是陡变的, 诸多的文献中大多数静载试验曲线由陡变型变为缓变型, 基本上没有做到破坏, 曲线的末端未出现陡变。在相同荷载, 相同时间内, 注浆桩比未注浆桩的沉降要小, 说明浆液改善了桩的承载性能。不同持力层上注浆桩与未注浆桩的承载力对比,两种地层上的后压浆桩承载力都有大幅提高。卵石层上注浆桩的极限承载力提高了157%, 强风化泥岩上注浆桩的极限承载力提高了30%, 尽管风化岩上压浆量比卵石上压浆量大0.5 t, 但压浆效果远比不上后者。这说明后压浆对于不同持力层的注浆效果是不同的, 产生的经济效益也是不同的。
四、后压浆施工质量保证措施
钻孔灌注桩后压浆施工是一项提高桩端承载力及桩侧摩阻力的质量加固措施，必须按设计及规范要求施工，确保施工效果，具体施工质量保证措施要点如下：
1. 成孔时要保证钻孔垂直度，尽量避免缩径，以保证钢筋笼和压浆管的顺利下入，否则钢筋笼上下提动多次会损坏压浆管。
2.下钢筋笼前应先下孔径规（自制）测量孔径，发现有缩径或孔斜超差、沉渣过多等现象必须及时处理后方可下钢筋笼。
3. 桩端的压浆管超出钢筋笼端部300mm以上，钢筋笼下到孔底时，压浆管靠钢筋笼和重力压入桩端土或孔底沉渣内。
4. 压浆管接头要牢固、密封，接牢后注清水检查是否有渗漏现象（注清水还有平衡管内外压力的作用）。压浆管高出地面0.3m，并用堵头堵严，以防泥浆进入。
5. 压浆前要检查设备是否能正常运转，要用测锤在空心压浆管内探测有无堵塞现象。压浆完毕要及时清洗地面管路及灰浆泵。
6. 水泥浆搅拌时间应大于10min，且不超过4h，超过4h没有灌注的水泥浆作废浆处理。
7. 压浆管堵塞压不进浆或者单桩压注水泥浆量达不到设计压浆量的90％，按压浆失败处理。若压浆失败，用工程勘察钻机在桩侧施工75mm的钻孔，钻孔深度与原压浆管长度相同，提钻时边提钻边灌水泥粘土浆（配比为：水泥：粘土：水=1：1：2），然后立即下人同等长度的压浆管，待3天后水泥粘土浆产生一定强度再进行压浆。
结束语：
在实施桩侧和桩端压浆时，应按先桩侧后桩端，先浅部后深部的顺序，且应控制灌浆压力不超过容许灌浆压力。尽量以灌浆量进行桩侧桩端后压浆质量控制，在渗透性较小的地层进行后压浆时，其作用机理主要是压密注浆；在渗透性较大的地层进行后压浆时，其作用机理主要是渗透注浆。
参考文献：
[1] 伍先标.建筑工程中桩端后压浆施工技术的探讨[J]. 中国城市经济. 2011(11)
[2] 管常清.论钢筋混凝土钻孔灌注桩在建筑工程中的应用[J]. 广东建材. 2007(08)
[3] 胡立志.论钢筋混凝土钻孔灌注桩在建筑工程中的应用[J]. 四川建材. 2007(05)
[4] 王岩.钻孔灌注桩后压浆技术在高层建筑中的应用[J]. 山西建筑. 2007(14)
[5] 黄重文.浅析桩端后压浆法在地基加固中的应用[J]. 广东科技. 2009(04)