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【摘 要】 随着城市化规模扩大，高层、超高层建筑趆来趆多，建筑物对地基承载力要求也趆来趆高，许多深基础常规施工手段不能满足要求。桩基的施工多采用钻孔桩、旋挖桩，然而这两种桩型造价高，施工速度慢，所以长螺旋钻孔桩就应运而生。然而长螺旋钻孔只能适应于桩端持力层在30m左右的桩，桩径在Φ800以内。为了提高单桩承载力，以及处理钻孔桩偶发的质量事故，不少同仁都在研究后注浆工法。
【关键词】 施工工艺;试验;注意事项
引言：
自上世纪90年代以来，后注浆工法得到工程界广泛认同，因为该工法不单能有效地提高单桩承载力，而且对事故桩的处理，尤其是对钻孔桩，旋挖桩及一切后浇混凝土的桩施工时发生缺陷的补救较为有效。至今，某些工程在一些相对软弱的地层，桩端持力层不太理想，若要延伸桩长，造价及工期得成培增加，而采用后注浆工法，则可免出隐忧。
1、后注浆工法的应用范围
后注浆工法应用范围较广，对粉土、粉细沙、中粗砂地层钻孔桩、旋挖桩成孔困难，混凝土浇注桩身缺损，在粘土层中固壁泥浆产生的泥皮造成摩阻力损失，桩端残渣清理不尽桩底部混凝土不密实，在有承压水地层中以及地下水流梯度较大的地层中对桩身造成的缺损等等，后注浆工法都有它用武之地。
2、后注浆工法原理【1】
后注浆工法成桩前安装注浆管和成桩后安装注浆管。后者用于处理事故桩。后者用钻机在桩周钻孔至桩底以下0.5m～1.5m，将注浆管送入桩底，以高压注浆泵注入水泥浆或水泥砂浆。前者在成孔后浇注混凝土前将注浆管绑扎（或焊牢）在钢筋笼内侧。桩身混凝土终凝5天后开始高压注浆，浆液在桩端扩散，端部形成一个“承台”，并对端部周围土体加密，在一定压力下端部土体浆液无法再扩展时，浆液沿桩周上窜，此时桩径得到一定增加，原成桩时桩周泥皮（若是泥浆固壁成孔形成泥皮的话）被高压水泥浆剥离冲散。届时桩的端阻力及则阻力都得到了提高，若成桩时桩的某一区间有缺损时也得到了弥补。
后注浆对单桩承载力的提高是不言而喻的，提高多少目前还没有十分成熟的计算公式，因为涉及到不同土层的可灌性，不同土层灌浆压力和注浆量都存在较大差异，所以一般都事先通过试验确定。
3、后注浆工法试验
笔者结合工程实际利用三棵工程桩用后压浆工法进行了试验。
试验场地位于昆明北市区某工地，设计为长螺旋钻孔灌注桩，土层分布为1杂填土松软层厚0.5m～1.5m;2层耕植土软塑层厚1.2m～2.0m;3层粘土层厚1.8m～4.6m;4层粉质粘土层厚0.8m～5.2m;5层粉细砂层厚1.3m～3.8m;6层角砾层厚2.0m～3.4m，含砾量28%黑色粉质粘土填充;7层砂卵石层厚4.2m～7.6m;卵石最大粒径7厘米，粒径4～5厘米占18%，粒径2～3厘米占23%，细砂填充，中密。桩端进入该地层。
由于第7层土上界面不在同一标高上，工程桩长分别为15m，18m，21m。试桩三组均在桩长18m的桩承台范围内，桩径为Φ600的螺旋钻孔桩，单桩承载力设计值1800KN。
全工程共做了7组静载荷试验，在下图承台内做了3组，即1、2、3号试桩，在其它承台范围内做了4组，其中桩长15m者一组，桩长21m者一组，桩长18m者为一组两组（目的是便于与后注浆的试验桩进行比较）。
试桩布置示意图
3.1压浆量计算【2】
经验证明压入浆量的多少是影响单桩承载力提高多少的决定因素，但不能无限增大浆量，一则造成造价增大，二则过大的灌浆压力把浆液压入到远离桩周的土层，对桩承载力提高毫无用处。压浆量的计算根据土層预计到桩径能扩大多少，桩端所形成的“承台”体积有多大，综合考虑计算用浆量。
计算式：
压浆量Q=K[V+（π/4）D2hψK]
K——综合影响系数取1.0～2.0松土取大值，粘土取小值;
V——桩周浆液体积m3V=πDL1b
L1——1/3桩长;
b——浆液厚取10厘米;
D——设计桩径m;
h——浆液向桩端部扩展高度取0.5m～1.0m松土取大值，粘土取小值;
ψ——桩端土层孔隙率;
K——桩端浆液扩展系数，取3～5，粘土取小值，砂土及卵石取大值;
当施工流程为：1、成孔;2、桩底灌入碎石0.5m～1.0m高度（目地是灌浆时在桩底形成扩大头）桩径在Φ600～Φ800时取小值，Φ800以上取大值;3、放置钢筋笼;4、浇注混凝土成桩。此时公式中
h——回填碎石高度;
ψ——碎石孔隙度当碎石料径1～3厘米时取45%～47%;
按上式计算仅为一个概值，因为往往在不同土层中桩周水泥浆厚度并不都是10厘米，经开挖检查有的5厘米，最大者达30厘米以上，压浆高度也不都在1/3桩段，有的全桩桩周都有不同厚度的浆液包裹。所以浆量经常是个变数，但总应有一概值以便备浆。
3.2灌浆压力计算
确定灌浆压力应根据土层的密度，强度，浆管长度，压浆初始应力，压浆期次等综合考虑。计算式：
容许压浆力PC（MPa）=C（0.75H+Kλh）
C——压桩时不同期次系数，一期C=1.0，二期C=1.25，三期C=1.5（灌浆一般都分三个期次压入）;
H——地基覆盖层厚度m;
K——压桩方式系数自上而下压浆取0.8，自下而上压浆取0.6;
λ——土层结构系数0.5～1.5，松土渗透性强取低值，结构紧
密渗透性弱取高值;
h——地面至压浆段深度m;
3.3压浆管布置与制安
压浆管通常沿桩周布置三根Φ15.2的钢管，其中一根为桩侧压浆管，两根为桩端压浆管。桩端压浆管呈径向对称安装在钢筋笼两侧。三根管都布置在钢筋笼内侧绑扎（或焊接）在钢筋笼上。桩侧压浆管可随意分布。桩底压浆管长度须伸入桩底40～50厘米，浆管底部1m范围内插花间隔钻4排，间距100、Φ5的出浆孔，管底及钻孔段用密封胶布缠绕，确保下管时密封可靠，并确保在灌浆下力下各出浆口撑开。 桩侧压浆管下段接入一定强度的PVC胶管，长度能在桩端沿钢筋笼环绕一圈，并在胶管上每间隔10厘米开设Φ5的出浆孔，胶管底端严密封堵，安装时出浆段的孔眼确保全部向外，整段胶管沿钢筋笼的最下一段箍筋围绕一周绑扎在钢筋笼上。
3.4浆液配制
浆液一般采用P.O32.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.6～0.8，粘性土及首次压浆取0.8，砂性土及末次压浆取0.6，搅拌均匀，砂网过滤，确保有良好的和易性。
4、后注浆施工
一般在成桩后5～7天开始压浆，本次试验是在成桩后5天开始，当一切准备就位后，首先用清水开塞，即用高压清水把浆管出浆孔所缠胶布撑开。
桩底开塞时，开塞浆管打开，另一浆管和桩侧浆管用丝堵堵死，清水开塞压力2.0MPa～2.5MPa;
桩侧开塞时，在桩底压浆完毕12～24小时开始，开塞时在浆管顶端安装止浆阀，开塞后在管内压力消散前关闭止浆阀，立即封堵浆管口，目的是防止管外水泥浆回流到管内。开塞仍用清水，压力2.0MPa～2.5MPa。
4.1压力终止条件
压力终止条件，当出现下列四种条件之一时，即可停止压浆：
（1）桩顶周边出孔返浆;
（2）正常压力下，要求灌入的总浆量已灌完;
（3）压浆时压力已增加到计算值的两倍，浆液灌入量已达计算量1/2以上;
（4）压浆时压力≤0.5MPa，而浆液灌入量超过设计值的一倍。
以上四种终压条件是本次试验时的控制标准，在实际工程应用中，对第4条可降至0.2MPa若还能进浆应继续注浆，因为可能在桩附近成桩造孔时出现空洞等其它原因，必要时压力降到0.1MPa，直至不再进浆为止。
4.2施工中应注意的其它事项
（1）压浆管底部应伸出钢筋笼400～500mm，此时容易发生桩端土将浆管向上反顶（若是浆管与钢筋笼绑扎的话），或桩管出浆口被土层将防护膜顶破，被泥土、石块堵住出浆口，处理方法：钢筋笼制作时主筋基中三根呈正三角形伸出钢筋笼外500mm，以保障出浆口安全顺利出浆。
（2）压浆管接头用丝接头，并缠止水胶带，确保不漏浆。
（3）压浆管安装时应高出地面0.5～0.7m，并将进浆口用丝堵头堵死，严防成桩过程中进入泥土等杂物。
（4）压浆前仔细检查设备，确保运转正常，压浆完毕后认真清洗地面部份的管路。
（5）压浆过程中若发生故障，已制备而未用的水泥浆超过5小时不能再用，作废浆处理。
（6）當大面积工程都采用后注浆法施工且建筑物基底面不在同一高度，压浆顺序应遵循先内后外，先上后下的原则，以保障后续的可灌性。
5、试验结果
试桩号 桩长
m 承载力
KN 沉降量
mm 未压浆桩平均值与已压浆桩比提高百分比% 已压浆桩平均值与设计值比提高百分比% 已压浆桩平均值与未压浆桩平均值提高百分比%
1压浆 18 2650 11 124.5 147.8
2压浆 18 2580 9 121.0 143.3
3压浆 18 2750 9 129.0 152.8
4未压浆 15 2010 18
5未压浆 21 2150 15
6未压浆 18 2170 18
7未压浆 18 2200 21 平均提高124.8 平均提高148.0 124.7
已压浆桩平均值（1、2、3号）=2660KN;未压浆桩平均值（4、5、6、7号）=2132.5KN
5.1对试验结果分析
本次试验不足之处所有测试桩承载力未在同一沉降量上取值，已压浆桩的沉降量取值控制较严，取值点平均不到10mm，未压浆桩的沉降量18mm（平均），若都在沉降量18mm上取值压浆桩的承载力提高量将超过124.8%（平均值）。
已压浆桩与设计值之比提高都在40%以上，但这不能说明问题，因设计是在确保桩承载力能达到安全使用的前提下考虑的，是偏于安全的，取值都较低。已压浆各桩平均值与未压浆桩的平均值比较是有参考意义的。
6、结语
成桩后高压灌浆提高单桩承载力，以及处理病害桩都是可行的，成功的。许多工程在某个深度内桩端土层欠佳，若要往下选定更好的土层延伸十数米甚至更深，无疑对工期造价都有很大的影响，而用后压浆工法可免除此隐忧。
后压浆工法，工艺是成熟的，而且已经得到广泛推广，但由于各种土层变化大，成桩施工条件差异大，单桩承载力提高量不易确定，多数工程都是通过试验确定。
笔者通过部份工程实际应用，以及本次试验结果，认为后压浆在事前按规范计算出的单桩承载力，予估能提高20～35%是不难达到的。
参考文献：
[1]周宏.后注浆技术提高钻孔单桩承载力
[2]王桂.后压浆工艺参数控制
【关键词】 施工工艺;试验;注意事项
引言：
自上世纪90年代以来，后注浆工法得到工程界广泛认同，因为该工法不单能有效地提高单桩承载力，而且对事故桩的处理，尤其是对钻孔桩，旋挖桩及一切后浇混凝土的桩施工时发生缺陷的补救较为有效。至今，某些工程在一些相对软弱的地层，桩端持力层不太理想，若要延伸桩长，造价及工期得成培增加，而采用后注浆工法，则可免出隐忧。
1、后注浆工法的应用范围
后注浆工法应用范围较广，对粉土、粉细沙、中粗砂地层钻孔桩、旋挖桩成孔困难，混凝土浇注桩身缺损，在粘土层中固壁泥浆产生的泥皮造成摩阻力损失，桩端残渣清理不尽桩底部混凝土不密实，在有承压水地层中以及地下水流梯度较大的地层中对桩身造成的缺损等等，后注浆工法都有它用武之地。
2、后注浆工法原理【1】
后注浆工法成桩前安装注浆管和成桩后安装注浆管。后者用于处理事故桩。后者用钻机在桩周钻孔至桩底以下0.5m～1.5m，将注浆管送入桩底，以高压注浆泵注入水泥浆或水泥砂浆。前者在成孔后浇注混凝土前将注浆管绑扎（或焊牢）在钢筋笼内侧。桩身混凝土终凝5天后开始高压注浆，浆液在桩端扩散，端部形成一个“承台”，并对端部周围土体加密，在一定压力下端部土体浆液无法再扩展时，浆液沿桩周上窜，此时桩径得到一定增加，原成桩时桩周泥皮（若是泥浆固壁成孔形成泥皮的话）被高压水泥浆剥离冲散。届时桩的端阻力及则阻力都得到了提高，若成桩时桩的某一区间有缺损时也得到了弥补。
后注浆对单桩承载力的提高是不言而喻的，提高多少目前还没有十分成熟的计算公式，因为涉及到不同土层的可灌性，不同土层灌浆压力和注浆量都存在较大差异，所以一般都事先通过试验确定。
3、后注浆工法试验
笔者结合工程实际利用三棵工程桩用后压浆工法进行了试验。
试验场地位于昆明北市区某工地，设计为长螺旋钻孔灌注桩，土层分布为1杂填土松软层厚0.5m～1.5m;2层耕植土软塑层厚1.2m～2.0m;3层粘土层厚1.8m～4.6m;4层粉质粘土层厚0.8m～5.2m;5层粉细砂层厚1.3m～3.8m;6层角砾层厚2.0m～3.4m，含砾量28%黑色粉质粘土填充;7层砂卵石层厚4.2m～7.6m;卵石最大粒径7厘米，粒径4～5厘米占18%，粒径2～3厘米占23%，细砂填充，中密。桩端进入该地层。
由于第7层土上界面不在同一标高上，工程桩长分别为15m，18m，21m。试桩三组均在桩长18m的桩承台范围内，桩径为Φ600的螺旋钻孔桩，单桩承载力设计值1800KN。
全工程共做了7组静载荷试验，在下图承台内做了3组，即1、2、3号试桩，在其它承台范围内做了4组，其中桩长15m者一组，桩长21m者一组，桩长18m者为一组两组（目的是便于与后注浆的试验桩进行比较）。
试桩布置示意图
3.1压浆量计算【2】
经验证明压入浆量的多少是影响单桩承载力提高多少的决定因素，但不能无限增大浆量，一则造成造价增大，二则过大的灌浆压力把浆液压入到远离桩周的土层，对桩承载力提高毫无用处。压浆量的计算根据土層预计到桩径能扩大多少，桩端所形成的“承台”体积有多大，综合考虑计算用浆量。
计算式：
压浆量Q=K[V+（π/4）D2hψK]
K——综合影响系数取1.0～2.0松土取大值，粘土取小值;
V——桩周浆液体积m3V=πDL1b
L1——1/3桩长;
b——浆液厚取10厘米;
D——设计桩径m;
h——浆液向桩端部扩展高度取0.5m～1.0m松土取大值，粘土取小值;
ψ——桩端土层孔隙率;
K——桩端浆液扩展系数，取3～5，粘土取小值，砂土及卵石取大值;
当施工流程为：1、成孔;2、桩底灌入碎石0.5m～1.0m高度（目地是灌浆时在桩底形成扩大头）桩径在Φ600～Φ800时取小值，Φ800以上取大值;3、放置钢筋笼;4、浇注混凝土成桩。此时公式中
h——回填碎石高度;
ψ——碎石孔隙度当碎石料径1～3厘米时取45%～47%;
按上式计算仅为一个概值，因为往往在不同土层中桩周水泥浆厚度并不都是10厘米，经开挖检查有的5厘米，最大者达30厘米以上，压浆高度也不都在1/3桩段，有的全桩桩周都有不同厚度的浆液包裹。所以浆量经常是个变数，但总应有一概值以便备浆。
3.2灌浆压力计算
确定灌浆压力应根据土层的密度，强度，浆管长度，压浆初始应力，压浆期次等综合考虑。计算式：
容许压浆力PC（MPa）=C（0.75H+Kλh）
C——压桩时不同期次系数，一期C=1.0，二期C=1.25，三期C=1.5（灌浆一般都分三个期次压入）;
H——地基覆盖层厚度m;
K——压桩方式系数自上而下压浆取0.8，自下而上压浆取0.6;
λ——土层结构系数0.5～1.5，松土渗透性强取低值，结构紧
密渗透性弱取高值;
h——地面至压浆段深度m;
3.3压浆管布置与制安
压浆管通常沿桩周布置三根Φ15.2的钢管，其中一根为桩侧压浆管，两根为桩端压浆管。桩端压浆管呈径向对称安装在钢筋笼两侧。三根管都布置在钢筋笼内侧绑扎（或焊接）在钢筋笼上。桩侧压浆管可随意分布。桩底压浆管长度须伸入桩底40～50厘米，浆管底部1m范围内插花间隔钻4排，间距100、Φ5的出浆孔，管底及钻孔段用密封胶布缠绕，确保下管时密封可靠，并确保在灌浆下力下各出浆口撑开。 桩侧压浆管下段接入一定强度的PVC胶管，长度能在桩端沿钢筋笼环绕一圈，并在胶管上每间隔10厘米开设Φ5的出浆孔，胶管底端严密封堵，安装时出浆段的孔眼确保全部向外，整段胶管沿钢筋笼的最下一段箍筋围绕一周绑扎在钢筋笼上。
3.4浆液配制
浆液一般采用P.O32.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.6～0.8，粘性土及首次压浆取0.8，砂性土及末次压浆取0.6，搅拌均匀，砂网过滤，确保有良好的和易性。
4、后注浆施工
一般在成桩后5～7天开始压浆，本次试验是在成桩后5天开始，当一切准备就位后，首先用清水开塞，即用高压清水把浆管出浆孔所缠胶布撑开。
桩底开塞时，开塞浆管打开，另一浆管和桩侧浆管用丝堵堵死，清水开塞压力2.0MPa～2.5MPa;
桩侧开塞时，在桩底压浆完毕12～24小时开始，开塞时在浆管顶端安装止浆阀，开塞后在管内压力消散前关闭止浆阀，立即封堵浆管口，目的是防止管外水泥浆回流到管内。开塞仍用清水，压力2.0MPa～2.5MPa。
4.1压力终止条件
压力终止条件，当出现下列四种条件之一时，即可停止压浆：
（1）桩顶周边出孔返浆;
（2）正常压力下，要求灌入的总浆量已灌完;
（3）压浆时压力已增加到计算值的两倍，浆液灌入量已达计算量1/2以上;
（4）压浆时压力≤0.5MPa，而浆液灌入量超过设计值的一倍。
以上四种终压条件是本次试验时的控制标准，在实际工程应用中，对第4条可降至0.2MPa若还能进浆应继续注浆，因为可能在桩附近成桩造孔时出现空洞等其它原因，必要时压力降到0.1MPa，直至不再进浆为止。
4.2施工中应注意的其它事项
（1）压浆管底部应伸出钢筋笼400～500mm，此时容易发生桩端土将浆管向上反顶（若是浆管与钢筋笼绑扎的话），或桩管出浆口被土层将防护膜顶破，被泥土、石块堵住出浆口，处理方法：钢筋笼制作时主筋基中三根呈正三角形伸出钢筋笼外500mm，以保障出浆口安全顺利出浆。
（2）压浆管接头用丝接头，并缠止水胶带，确保不漏浆。
（3）压浆管安装时应高出地面0.5～0.7m，并将进浆口用丝堵头堵死，严防成桩过程中进入泥土等杂物。
（4）压浆前仔细检查设备，确保运转正常，压浆完毕后认真清洗地面部份的管路。
（5）压浆过程中若发生故障，已制备而未用的水泥浆超过5小时不能再用，作废浆处理。
（6）當大面积工程都采用后注浆法施工且建筑物基底面不在同一高度，压浆顺序应遵循先内后外，先上后下的原则，以保障后续的可灌性。
5、试验结果
试桩号 桩长
m 承载力
KN 沉降量
mm 未压浆桩平均值与已压浆桩比提高百分比% 已压浆桩平均值与设计值比提高百分比% 已压浆桩平均值与未压浆桩平均值提高百分比%
1压浆 18 2650 11 124.5 147.8
2压浆 18 2580 9 121.0 143.3
3压浆 18 2750 9 129.0 152.8
4未压浆 15 2010 18
5未压浆 21 2150 15
6未压浆 18 2170 18
7未压浆 18 2200 21 平均提高124.8 平均提高148.0 124.7
已压浆桩平均值（1、2、3号）=2660KN;未压浆桩平均值（4、5、6、7号）=2132.5KN
5.1对试验结果分析
本次试验不足之处所有测试桩承载力未在同一沉降量上取值，已压浆桩的沉降量取值控制较严，取值点平均不到10mm，未压浆桩的沉降量18mm（平均），若都在沉降量18mm上取值压浆桩的承载力提高量将超过124.8%（平均值）。
已压浆桩与设计值之比提高都在40%以上，但这不能说明问题，因设计是在确保桩承载力能达到安全使用的前提下考虑的，是偏于安全的，取值都较低。已压浆各桩平均值与未压浆桩的平均值比较是有参考意义的。
6、结语
成桩后高压灌浆提高单桩承载力，以及处理病害桩都是可行的，成功的。许多工程在某个深度内桩端土层欠佳，若要往下选定更好的土层延伸十数米甚至更深，无疑对工期造价都有很大的影响，而用后压浆工法可免除此隐忧。
后压浆工法，工艺是成熟的，而且已经得到广泛推广，但由于各种土层变化大，成桩施工条件差异大，单桩承载力提高量不易确定，多数工程都是通过试验确定。
笔者通过部份工程实际应用，以及本次试验结果，认为后压浆在事前按规范计算出的单桩承载力，予估能提高20～35%是不难达到的。
参考文献：
[1]周宏.后注浆技术提高钻孔单桩承载力
[2]王桂.后压浆工艺参数控制