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摘要：结合工程实际，介绍了钻孔灌注桩后压浆技术在施工中的应用，压浆过程中应控制灌浆压力以避免过分压裂土层，压浆量是影响后压浆质量和提高单桩承载力的关键因素。
关键词：钻孔灌注桩后压浆承载力
中图分类号：U443.15+4 文献标识码：A 文章编号：
钻孔灌注桩后压浆技术是利用预先装设于灌注桩底、桩侧的注浆系统和延伸至桩顶的高压注浆管进行高压注浆。通过高压注浆劈裂、密桩底沉渣层，同时浆液沿桩侧向上泛浆，起到桩侧灌浆的作用，大幅提高桩侧摩阻力和桩底端承载力，相应减少桩基的沉降。采用后压浆技术后，钻孔灌注桩桩侧土层、桩端沉渣和桩端持力土层得以充填、压密、固结、胶结固化，进而提高桩的承载能力。
概述
某办公大楼项目地上27层，地下2层，结构形式为框架-筒体结构，基础拟采用ø800mm，设计要求的单桩承载力特征值Ra=5500KN。该地区地形平坦，场地的地层主要由人工填土、第四纪晚更新世风积黄土、第四纪晚更新世残积古土壤、第四纪中更新世冲积粉质粘土和砂土构成。一般在地面以下18～20m左右埋藏着一层厚达8～15m的细中砂、中砂、中粗砂层，饱和、中密～密实。钻孔灌注后压浆桩均选择其中的砂土为桩端持力层。桩端进入砂层浅者为0.6～l-20m，深者进入砂层5.0～6.0m。
工作机理
根据地层土质条件和钻孔灌注桩提高承载力的需要，仅在桩端压浆，加固桩端沉渣、桩端持力层和桩端以上有限桩长范围内的桩侧土，称之为桩端压浆；或对桩侧、桩端均加固，即同时在桩侧、桩端压浆，称之为复式压浆。压浆过程中控制灌浆压力以避免分压裂土层，压浆量是影响后压浆质量的提高单桩承载力的关键因素。在渗透性小的地层后压浆机理主要是压密注浆，在渗透性大的地层后压浆机理主要是渗透注浆。
1、 桩端压浆的加固效应
（1）通过渗入、压密注浆，使桩端沉渣产生充填、压密和固化效应，加固桩端沉渣。
（2）通过压密、劈裂注浆，形成浆脉和浆泡，使桩端持力土层产生压密、加筋和固化效应，提高桩端持力层的承载力。
（3）通过渗入、压密注浆，使部分浆液沿桩侧上溢，在桩侧表面和桩周土中形成水泥土结石和浆脉，产生充填胶结和压密、加筋效应，提高桩侧阻力。
2、桩侧压浆的加固效应
根据桩侧土的岩土工程性质及灌注桩参数，视提高桩承载力之需要，可在桩侧设置1～3层桩侧压浆管，注浆加固桩侧土。桩侧加固的效应分别为：
（1）通过渗入注浆，浆液沿桩侧面充填胶结附在桩侧面的泥皮，形成固化的水泥土结石，使桩土间的剪切变形转移到水泥土结石与桩侧土之间，从而增大了桩侧阻力。
（2）通过压密注浆，在桩侧土、桩间土中形成水泥浆脉、浆泡，产生对桩侧土的压密效应、加筋效应，增强了桩侧土的强度和密实度，从而提高了桩侧阻力。
（3）通过向桩侧饱和土、饱和软粘土中的渗入注浆、压密注浆，排挤桩侧土中的泥浆水，使之向地面消散，水泥浆进入置换，形成的水泥浆脉、浆泡，又加速了桩周边土的固结压密，增强了桩侧阻力。桩侧压浆对所有钻孔灌注桩提高桩侧阻力是有效的，从桩的荷载传递机理分析，对于长径比相对较大的摩擦型桩更为有效。
3、承载性状
采用后压浆技术和工艺，可通过调整桩侧、桩端注浆量和注浆压力，改善由于钻孔灌注桩施工质量问题或由于施工质量的不均匀而导致的桩的承载力和变形的不均匀状态，特别是在解决桩端沉渣过大或桩端持力层受到扰动、严重扰动的情况下，后压浆参数的调整，可有效改善桩的承载状况。
采用后压浆后，由于桩侧阻力和端阻力均有较大幅度、甚至成倍增长，不仅承载力高、沉降量小，而且荷载传递的机制也发生变化，即荷载传递减缓、收敛加快、侧阻力发挥较为充分。因此对于长径比越是小的桩，其承载力提高越是明显。
对于长径比较大的桩，经桩侧、桩端后压浆加固处理后，桩侧、桩端阻力也大幅度提高。根据经验，桩上部桩身截面间轴力差增大，桩侧阻力增大。由于荷载主要由桩上部侧阻力承担，桩下部的变形、位移减少，故侧阻力和桩端阻力虽然也有大幅度提高，但难以发挥。故可减小桩长，充分发挥桩侧、桩端阻力，以取得最佳的承载效率，这也是符合后压浆桩的工程性状和特点的。
后压浆施工工艺
1．钻孔灌注桩施工
本工程钻孔灌注桩成孔施上机械设备采用旋挖鉆机，施工工艺为泥浆护壁水下灌注混凝土。施工控制主要依据《建筑地基基础工程质量施工验收规范》(GB50202—2008)、《建筑桩基技术规范》(JGJ94—2008)的相关要求和设计规范进行控制，重点控制孔深、孔径和垂直度、导管下放深度、每次导管拔出的高度等。浇砼前保证孔底沉渣厚度和泥浆的比重在满足设计规范标准要求后，方可进行浇砼。砼的初灌量要满足要求；拔管时要控制导管在砼中埋入深度，保证导管在混凝土下不小于2.0米且不大于6.0米，防止导管拔出砼面造成夹泥状况。
2．后压浆施工
（1）注浆管制作、注浆设备、材料安设控制对用于注浆的高压注浆泵、拌浆机等设备需进行检查，查看压浆管的钢管是否有裂缝、孔洞、堵塞等缺陷。高压注浆泵的工作参数要满足方案要求；在使用前对高压注浆泵及管线的密封性要进行试运行；对注浆管要检查注浆头的长度、出浆孔径、孔距是否符合方案要求；安设注浆管时，要检查注浆管与钢筋笼连接是否可靠、牢固；出浆孔由防水胶布、橡皮等包裹，包裹橡皮时一定要保证严密，橡皮包扎一定要拉紧，并用16#铁丝每隔50mm间距固定。压浆管的长度根据桩深确定，一般高出地面300mm，并做好封堵，以防止杂物进入堵塞注浆管。
（2）压浆管安装：每节压浆管下放时应做试水试验，若出现压浆管内水位下降或管内水柱根本灌不起来等情况，应检查连结处是否密封。将注浆管固定在钢筋笼上，桩底出浆口采用单向截流阀并压入桩底土中30～50cm，桩侧出浆口设置在粉土粉砂层中。由于采用单向截流阀，在进行桩身砼浇注时浆液不会灌入阀内，注浆时浆液也不会回流，注浆成功率可达97％以上，且压力相对稳定，注浆效果显著。
（3）压浆前，首先做压水试验，冲破出浆口的防水胶布和橡皮包裹，是管路畅通，注水压力0.8～1.2MPa。成桩后3天用清水压通压浆管道，7天后压浆，压水按2～3级压力逐级施加，并要求有一定的压力时间和压力量，压力量一般控制在0.6 m3左右，开塞压力一般小于6MPa。砼强度达到C10－C15时方可进行开塞。开塞时间的早晚，对注浆较为关键。能否顺利注浆，控制好注浆时间是重点。
（4）注浆控制首先检查水泥，其不能有结块现象。核实进场的水泥量及水泥浆的水灰比，掺入占水泥用量0.5%的减水剂。检查高压注浆泵的压力表、阀门、管线完好状况。注浆开始记录注浆压力。注浆压力过小，对桩端土、桩周边土加固范围渗入充填强度、深度小，加同作用小；注浆压力过大，可能会损坏注浆管。因此要控制一个较合适的注浆压力，一般为开塞压力的一半。注浆一般以注入水泥量为主控因素，水泥注入量达到预定量，无特殊情况即可停止注浆。
（5）注浆结束后，立即用清水替浆，清水量与地面管路容积相当，以确保水泥浆充分注入桩内，同时采用机械方法封堵注浆管。压浆时做好记录，其内容为：施工时间、压浆开始及结束时间，压浆速度、压浆量以及出现异常情况的处理措施等。
四、结语
本工程钻孔灌注桩采用后压浆工艺后，其单桩承载力特征值提高20%以上，且沉降明显减少。在满足承载力要求的同时，既可以缩短桩长，又可以减小沉降，具有显著的经济效益和良好的社会效益。
参考文献：
[1] JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范[S]．
[2] GB 50202—2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S]．
[3]彭振斌. 注浆工程设计计算与施工[M] . 武汉:中国地质大学出版社,1997.
关键词：钻孔灌注桩后压浆承载力
中图分类号：U443.15+4 文献标识码：A 文章编号：
钻孔灌注桩后压浆技术是利用预先装设于灌注桩底、桩侧的注浆系统和延伸至桩顶的高压注浆管进行高压注浆。通过高压注浆劈裂、密桩底沉渣层，同时浆液沿桩侧向上泛浆，起到桩侧灌浆的作用，大幅提高桩侧摩阻力和桩底端承载力，相应减少桩基的沉降。采用后压浆技术后，钻孔灌注桩桩侧土层、桩端沉渣和桩端持力土层得以充填、压密、固结、胶结固化，进而提高桩的承载能力。
概述
某办公大楼项目地上27层，地下2层，结构形式为框架-筒体结构，基础拟采用ø800mm，设计要求的单桩承载力特征值Ra=5500KN。该地区地形平坦，场地的地层主要由人工填土、第四纪晚更新世风积黄土、第四纪晚更新世残积古土壤、第四纪中更新世冲积粉质粘土和砂土构成。一般在地面以下18～20m左右埋藏着一层厚达8～15m的细中砂、中砂、中粗砂层，饱和、中密～密实。钻孔灌注后压浆桩均选择其中的砂土为桩端持力层。桩端进入砂层浅者为0.6～l-20m，深者进入砂层5.0～6.0m。
工作机理
根据地层土质条件和钻孔灌注桩提高承载力的需要，仅在桩端压浆，加固桩端沉渣、桩端持力层和桩端以上有限桩长范围内的桩侧土，称之为桩端压浆；或对桩侧、桩端均加固，即同时在桩侧、桩端压浆，称之为复式压浆。压浆过程中控制灌浆压力以避免分压裂土层，压浆量是影响后压浆质量的提高单桩承载力的关键因素。在渗透性小的地层后压浆机理主要是压密注浆，在渗透性大的地层后压浆机理主要是渗透注浆。
1、 桩端压浆的加固效应
（1）通过渗入、压密注浆，使桩端沉渣产生充填、压密和固化效应，加固桩端沉渣。
（2）通过压密、劈裂注浆，形成浆脉和浆泡，使桩端持力土层产生压密、加筋和固化效应，提高桩端持力层的承载力。
（3）通过渗入、压密注浆，使部分浆液沿桩侧上溢，在桩侧表面和桩周土中形成水泥土结石和浆脉，产生充填胶结和压密、加筋效应，提高桩侧阻力。
2、桩侧压浆的加固效应
根据桩侧土的岩土工程性质及灌注桩参数，视提高桩承载力之需要，可在桩侧设置1～3层桩侧压浆管，注浆加固桩侧土。桩侧加固的效应分别为：
（1）通过渗入注浆，浆液沿桩侧面充填胶结附在桩侧面的泥皮，形成固化的水泥土结石，使桩土间的剪切变形转移到水泥土结石与桩侧土之间，从而增大了桩侧阻力。
（2）通过压密注浆，在桩侧土、桩间土中形成水泥浆脉、浆泡，产生对桩侧土的压密效应、加筋效应，增强了桩侧土的强度和密实度，从而提高了桩侧阻力。
（3）通过向桩侧饱和土、饱和软粘土中的渗入注浆、压密注浆，排挤桩侧土中的泥浆水，使之向地面消散，水泥浆进入置换，形成的水泥浆脉、浆泡，又加速了桩周边土的固结压密，增强了桩侧阻力。桩侧压浆对所有钻孔灌注桩提高桩侧阻力是有效的，从桩的荷载传递机理分析，对于长径比相对较大的摩擦型桩更为有效。
3、承载性状
采用后压浆技术和工艺，可通过调整桩侧、桩端注浆量和注浆压力，改善由于钻孔灌注桩施工质量问题或由于施工质量的不均匀而导致的桩的承载力和变形的不均匀状态，特别是在解决桩端沉渣过大或桩端持力层受到扰动、严重扰动的情况下，后压浆参数的调整，可有效改善桩的承载状况。
采用后压浆后，由于桩侧阻力和端阻力均有较大幅度、甚至成倍增长，不仅承载力高、沉降量小，而且荷载传递的机制也发生变化，即荷载传递减缓、收敛加快、侧阻力发挥较为充分。因此对于长径比越是小的桩，其承载力提高越是明显。
对于长径比较大的桩，经桩侧、桩端后压浆加固处理后，桩侧、桩端阻力也大幅度提高。根据经验，桩上部桩身截面间轴力差增大，桩侧阻力增大。由于荷载主要由桩上部侧阻力承担，桩下部的变形、位移减少，故侧阻力和桩端阻力虽然也有大幅度提高，但难以发挥。故可减小桩长，充分发挥桩侧、桩端阻力，以取得最佳的承载效率，这也是符合后压浆桩的工程性状和特点的。
后压浆施工工艺
1．钻孔灌注桩施工
本工程钻孔灌注桩成孔施上机械设备采用旋挖鉆机，施工工艺为泥浆护壁水下灌注混凝土。施工控制主要依据《建筑地基基础工程质量施工验收规范》(GB50202—2008)、《建筑桩基技术规范》(JGJ94—2008)的相关要求和设计规范进行控制，重点控制孔深、孔径和垂直度、导管下放深度、每次导管拔出的高度等。浇砼前保证孔底沉渣厚度和泥浆的比重在满足设计规范标准要求后，方可进行浇砼。砼的初灌量要满足要求；拔管时要控制导管在砼中埋入深度，保证导管在混凝土下不小于2.0米且不大于6.0米，防止导管拔出砼面造成夹泥状况。
2．后压浆施工
（1）注浆管制作、注浆设备、材料安设控制对用于注浆的高压注浆泵、拌浆机等设备需进行检查，查看压浆管的钢管是否有裂缝、孔洞、堵塞等缺陷。高压注浆泵的工作参数要满足方案要求；在使用前对高压注浆泵及管线的密封性要进行试运行；对注浆管要检查注浆头的长度、出浆孔径、孔距是否符合方案要求；安设注浆管时，要检查注浆管与钢筋笼连接是否可靠、牢固；出浆孔由防水胶布、橡皮等包裹，包裹橡皮时一定要保证严密，橡皮包扎一定要拉紧，并用16#铁丝每隔50mm间距固定。压浆管的长度根据桩深确定，一般高出地面300mm，并做好封堵，以防止杂物进入堵塞注浆管。
（2）压浆管安装：每节压浆管下放时应做试水试验，若出现压浆管内水位下降或管内水柱根本灌不起来等情况，应检查连结处是否密封。将注浆管固定在钢筋笼上，桩底出浆口采用单向截流阀并压入桩底土中30～50cm，桩侧出浆口设置在粉土粉砂层中。由于采用单向截流阀，在进行桩身砼浇注时浆液不会灌入阀内，注浆时浆液也不会回流，注浆成功率可达97％以上，且压力相对稳定，注浆效果显著。
（3）压浆前，首先做压水试验，冲破出浆口的防水胶布和橡皮包裹，是管路畅通，注水压力0.8～1.2MPa。成桩后3天用清水压通压浆管道，7天后压浆，压水按2～3级压力逐级施加，并要求有一定的压力时间和压力量，压力量一般控制在0.6 m3左右，开塞压力一般小于6MPa。砼强度达到C10－C15时方可进行开塞。开塞时间的早晚，对注浆较为关键。能否顺利注浆，控制好注浆时间是重点。
（4）注浆控制首先检查水泥，其不能有结块现象。核实进场的水泥量及水泥浆的水灰比，掺入占水泥用量0.5%的减水剂。检查高压注浆泵的压力表、阀门、管线完好状况。注浆开始记录注浆压力。注浆压力过小，对桩端土、桩周边土加固范围渗入充填强度、深度小，加同作用小；注浆压力过大，可能会损坏注浆管。因此要控制一个较合适的注浆压力，一般为开塞压力的一半。注浆一般以注入水泥量为主控因素，水泥注入量达到预定量，无特殊情况即可停止注浆。
（5）注浆结束后，立即用清水替浆，清水量与地面管路容积相当，以确保水泥浆充分注入桩内，同时采用机械方法封堵注浆管。压浆时做好记录，其内容为：施工时间、压浆开始及结束时间，压浆速度、压浆量以及出现异常情况的处理措施等。
四、结语
本工程钻孔灌注桩采用后压浆工艺后，其单桩承载力特征值提高20%以上，且沉降明显减少。在满足承载力要求的同时，既可以缩短桩长，又可以减小沉降，具有显著的经济效益和良好的社会效益。
参考文献：
[1] JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范[S]．
[2] GB 50202—2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S]．
[3]彭振斌. 注浆工程设计计算与施工[M] . 武汉:中国地质大学出版社,1997.