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【摘 要】 钻孔灌注桩后压浆利用预先设于灌注桩底、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、填充、压密桩底沉渣层，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，同等条件下提高桩基承载力50%～100%。本文结合长安医院医疗综合楼桩基工程中采用了后压浆施工技术，主要介绍钻孔灌注桩后压浆施工技术的工作原理、特点、施工工艺及应用。
【关键词】 钻孔灌注桩;后压浆施工;单桩承载力;技术
近年来我国的高层建造迅猛发展，对地基承载力的要求越来越高，基础形式一般为采取灌注桩基础，为了满足设计要求，灌注桩的持力层要求是较为完整的岩石层，桩长和桩径尺寸往往做的很大，使得地下部分的造价在整个工程造价中占有较大的份额。同时，由于桩长很长，给施工造成很大的困难。在我国有些地区，地貌属于山前冲积平原或黄土冲积平原，地质在穿过粘土层后，是一层较厚的碎石层或砂夹层，在这一地层上采用后压浆施工技术，能大大缩短桩长，提高灌注桩单桩承载力，取得良好的经济效益。
一、后压浆提高单桩承载力原理
1.后压浆提高桩端承载力原理分析
无论采用何种成孔工艺或二次清孔工艺，由于施工时使用泥浆作冲洗介质，同时在灌注砼与二次清孔之间肯定有时间间隔，故或多或少存在孔底沉渣。孔底沉渣是影响灌注桩尤其端承载力的重要因素之一。在首灌砼时，由于导管长而细，落差大，首灌砼因离析在桩底处产生“虚尖”，桩端砼强度低，也影响单桩承载力。因此，在桩端高压注浆时，浆液渗透到疏松的桩端虚尖及沉渣中，结合形成强度较高的砼，随着注浆量的增加，水泥浆液一方面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、密压、充填、固集，提高了桩端土体的承载力，从而提高了单桩承载力。
2.桩侧压浆提高单桩承载力的原理分析
由于钻孔灌注桩大多在第四纪疏松土层中钻进，孔壁完整性差，同时水泥浆护壁过程中，泥浆颗粒吸附于孔壁形成泥皮，阻碍桩身砼与桩周土的粘聚力的发挥，相当于在桩侧涂入一层润滑剂，大大降低了桩侧摩阻力的发挥。对于水敏性地层，因长期浸泡而松软，也降低了桩周土体的摩阻力。其次，桩身砼固结后也会发生体积收缩，使桩身砼与孔壁之间产生间隙，减小侧摩阻力，降低单桩承载力。
当水泥浆液沿桩壁向上及向下渗透时，渗透长度不断增加，桩侧压浆可以破坏泥皮，充填桩侧混凝土与周围土体间隙，提高粘结力，当浆液体压力大于桩周土体孔隙水压力时，浆液则横向向桩周土体中渗透，一方面可以挤压密实由于成孔时受泥浆浸泡而松软的桩壁土，提高了桩土体强度，改善了土的物理力学性能;另一方面浆液渗透到桩侧壁土体中与桩侧土体相结合，相当于增大了桩径，从而提高了单桩的承载力。
二、后压浆施工工艺
后压浆一般在成桩后5～28天内实施，不与成桩作业交叉，不破坏混凝土保护层。
1.施工工艺流程
灌注桩成孔→钢筋笼制作→压浆管制作→灌注桩清孔→压浆管绑扎→下钢筋笼→灌注桩身砼→后压浆施工→达注浆压力和注浆量后结束
2.后压浆施工工艺
（1）灌浆设备及灌浆管的安装
灌浆设备由配置筛网的贮浆斗、高压灌浆泵、高压胶管及预埋在桩中的灌浆管组成。根据理论与实践经验可计算出泵的型号、压力、排量、压注时间三个重要参数。
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25mm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550mm，在桩底部长出钢筋笼50mm，上部高出桩顶混凝土面500mm，但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部200mm制作成压浆喷头（俗成花管），在该部分采用钻头均匀钻出4排（每排4个）、间距30mm、直径3mm的压浆头作为压浆喷头;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碎石层或砂夹层中，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。
②压浆管的布置
将2根压浆管对称绑在钢筋笼内侧。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。地上设置止浆阀与高压胶管连接，高压胶管两端分别与泵及灌浆管连接。
③压浆桩位的选择
根据以往的工程实践，在碎石层或砂夹层中，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5～7d后，并且该桩周围至少8m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5d以上。
（2）压浆施工顺序
压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩位再施工中间桩;压浆时采用2根桩循环压浆，即先压第1根桩的A管，压浆量约占总量的70%，压完后再压另一根桩的A管，然后依次为第1根桩的B管和第2根桩的B管，这样就能保证同一根桩2根管压浆时间间隔30～60min以上，给水泥浆一个在碎石或砂夹层中扩散的时间。压浆时应做好施工记录，记录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。
（3）压浆参数的确定
压浆参数主要包括压浆水灰比、压浆量以及闭盘压力，由于地质条件的不同，不同工程应采用不同的参数。在工程桩施工前，应该根据以往工程的实践情况先设定参数，然后根据设定的参数，进行试桩的施工，试桩完成后达到设计的强度，进行桩的静载试验，最终确定试验参数。 ①水灰比
水灰比一般不宜过大和过小，过大则会造成压浆困难，过小会使水泥浆在压力作用下形成离析，一般采用0.5～0.7。
②压浆量
压浆量是指单桩压浆的水泥用量，它与桩的持力层实际情况以及桩间距有关，是控制后压浆施工是否完成的主要参数。平均单桩注浆量、水泥用量根据具体工程特点确定。
③闭盘压力
闭盘压力是指结束压浆的控制压力，一般来说什么时候结束一根灌注桩的压浆，应该根据事先设定的压浆量来控制，但同时也要控制压浆的压力值。在达不到预先设定的压力量，但达到一定的压力时就要停止压浆。压浆的压力过大，一方面会造成水泥浆的离析，堵塞管道，另一方面，压力过大可能扰动碎石层，也有可能使得桩体上浮。一般闭盘的最大压力应该控制在4Mpa。
（4）开塞
注浆前，为了使整个灌浆线路畅通，应先用压力水开塞，开塞的时机为桩身混凝土初凝后、终凝前，用高压水冲开出浆口的密封装置及桩侧混凝土。开塞后应采用逐步升压法，当压力骤降，流量突增时，表明通道已开通，立即停机，防止大量水涌入地下。
（5）灌浆
开塞后应立即进行灌浆，原则上开一管灌一管，不允许普遍开塞。灌浆应连续进行，压力采用由小到大逐级增加的原则。
三、后压浆施工要点
1.边放下钢筋笼边接长灌注浆，灌浆管紧贴钢筋笼内侧，可以在适当位置用铁丝绑扎使其稳固。
2.灌浆前把止浆阀联结到灌浆管上，其中一止浆阀不用钢球，起排水气作用。
3.泵的型号与管的承压、出浆量匹配，压力表要验证。
4.安装百分表至桩上：需用两只表，两个磁性表座，一个基准架。
5.开始注浆（桩身砼养护5天后开始注浆），注浆前5天龄期试块一组，砼强度达到设计要求，当另一灌浆管冒浆时，停泵封堵冒浆孔，并记录下百分表的初读数。
6.继续开泵灌浆：灌浆过程中记录下来灌浆时间、灌浆压力、灌浆量及桩体上抬量，注浆排量控制在规定范围内。
7.如浆液不进且压力升高很快，就有可能发生堵管，如有稳压装置，可稳压5～10分钟后结束灌浆。有时也可采用连续反复开关泵的方法进行加压。
8.注浆过程采用“三控”的方法进行控制：
（1）注浆量控制：每根桩底压浆量达到1.5～2.5t时，不管压力高低，即停止注浆;
（2）压力控制：桩底注浆压力不超过4Mpa，达到要求的压力值不管注浆量多少即停止注浆;
（3）桩体上抬量控制：桩体上抬量不得超过2mm。
9.关闭止浆阀（自动）或耐高压阀门止浆（手动）。
10.注浆结束后应冲洗干净高压胶管及泵、搅拌机、料筒，记录百分表数值并卸表。
四、后压浆施工要点
1.喷头打不开：压力达到10Mpa以上仍打不开压浆喷头，说明喷头部位已损坏，不要强行增加压力，可在另一根管中补足压浆数量。
2.出现冒浆：压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或其他部位冒浆的现象，若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出，说明桩底已经饱和;可以停止压浆;若从本桩侧壁冒浆，压浆量也满足或接近了设计要求，可以停止压浆;若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少，可将该压浆管用清水或压力水冲洗干净，等到第2天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。
3.单桩压浆量不足：压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈，再施工中间，能保证中间桩位的压浆质量，若出现个别桩压浆量达不到设计要求，可视情况加大临近桩的压浆量作为补充。
五、结语
不同的工程地质条件有很大的差异，不可能有相同的压浆参数，预先设定的压浆参数往往参考相似工程经验，压浆参数的最终确定依赖于试验桩的结果，而全国可以借鉴的经验并不多，有待进一步的积累，再加上理论的探讨，最终形成成熟的技术。灌注桩后压浆具有提高单桩承载力，提高生产率，节约建设资金的优点。所以，在具备条件的工程中推广后压浆施工工艺有着重要的意义和广阔的前景。
参考文献：
[1]吴静.后注浆技术在高层建筑桩基中的应用[J].科技信息.2011（07）
[2]邵民强.后压浆工艺在桩基施工中的应用[J].建筑.2011（15）
[3]李钦，瞿友军.钻孔灌注桩后压浆技术在某建筑工程中的应用[J].中外建筑.2011（08）
【关键词】 钻孔灌注桩;后压浆施工;单桩承载力;技术
近年来我国的高层建造迅猛发展，对地基承载力的要求越来越高，基础形式一般为采取灌注桩基础，为了满足设计要求，灌注桩的持力层要求是较为完整的岩石层，桩长和桩径尺寸往往做的很大，使得地下部分的造价在整个工程造价中占有较大的份额。同时，由于桩长很长，给施工造成很大的困难。在我国有些地区，地貌属于山前冲积平原或黄土冲积平原，地质在穿过粘土层后，是一层较厚的碎石层或砂夹层，在这一地层上采用后压浆施工技术，能大大缩短桩长，提高灌注桩单桩承载力，取得良好的经济效益。
一、后压浆提高单桩承载力原理
1.后压浆提高桩端承载力原理分析
无论采用何种成孔工艺或二次清孔工艺，由于施工时使用泥浆作冲洗介质，同时在灌注砼与二次清孔之间肯定有时间间隔，故或多或少存在孔底沉渣。孔底沉渣是影响灌注桩尤其端承载力的重要因素之一。在首灌砼时，由于导管长而细，落差大，首灌砼因离析在桩底处产生“虚尖”，桩端砼强度低，也影响单桩承载力。因此，在桩端高压注浆时，浆液渗透到疏松的桩端虚尖及沉渣中，结合形成强度较高的砼，随着注浆量的增加，水泥浆液一方面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、密压、充填、固集，提高了桩端土体的承载力，从而提高了单桩承载力。
2.桩侧压浆提高单桩承载力的原理分析
由于钻孔灌注桩大多在第四纪疏松土层中钻进，孔壁完整性差，同时水泥浆护壁过程中，泥浆颗粒吸附于孔壁形成泥皮，阻碍桩身砼与桩周土的粘聚力的发挥，相当于在桩侧涂入一层润滑剂，大大降低了桩侧摩阻力的发挥。对于水敏性地层，因长期浸泡而松软，也降低了桩周土体的摩阻力。其次，桩身砼固结后也会发生体积收缩，使桩身砼与孔壁之间产生间隙，减小侧摩阻力，降低单桩承载力。
当水泥浆液沿桩壁向上及向下渗透时，渗透长度不断增加，桩侧压浆可以破坏泥皮，充填桩侧混凝土与周围土体间隙，提高粘结力，当浆液体压力大于桩周土体孔隙水压力时，浆液则横向向桩周土体中渗透，一方面可以挤压密实由于成孔时受泥浆浸泡而松软的桩壁土，提高了桩土体强度，改善了土的物理力学性能;另一方面浆液渗透到桩侧壁土体中与桩侧土体相结合，相当于增大了桩径，从而提高了单桩的承载力。
二、后压浆施工工艺
后压浆一般在成桩后5～28天内实施，不与成桩作业交叉，不破坏混凝土保护层。
1.施工工艺流程
灌注桩成孔→钢筋笼制作→压浆管制作→灌注桩清孔→压浆管绑扎→下钢筋笼→灌注桩身砼→后压浆施工→达注浆压力和注浆量后结束
2.后压浆施工工艺
（1）灌浆设备及灌浆管的安装
灌浆设备由配置筛网的贮浆斗、高压灌浆泵、高压胶管及预埋在桩中的灌浆管组成。根据理论与实践经验可计算出泵的型号、压力、排量、压注时间三个重要参数。
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25mm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550mm，在桩底部长出钢筋笼50mm，上部高出桩顶混凝土面500mm，但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部200mm制作成压浆喷头（俗成花管），在该部分采用钻头均匀钻出4排（每排4个）、间距30mm、直径3mm的压浆头作为压浆喷头;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碎石层或砂夹层中，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。
②压浆管的布置
将2根压浆管对称绑在钢筋笼内侧。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。地上设置止浆阀与高压胶管连接，高压胶管两端分别与泵及灌浆管连接。
③压浆桩位的选择
根据以往的工程实践，在碎石层或砂夹层中，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5～7d后，并且该桩周围至少8m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5d以上。
（2）压浆施工顺序
压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩位再施工中间桩;压浆时采用2根桩循环压浆，即先压第1根桩的A管，压浆量约占总量的70%，压完后再压另一根桩的A管，然后依次为第1根桩的B管和第2根桩的B管，这样就能保证同一根桩2根管压浆时间间隔30～60min以上，给水泥浆一个在碎石或砂夹层中扩散的时间。压浆时应做好施工记录，记录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。
（3）压浆参数的确定
压浆参数主要包括压浆水灰比、压浆量以及闭盘压力，由于地质条件的不同，不同工程应采用不同的参数。在工程桩施工前，应该根据以往工程的实践情况先设定参数，然后根据设定的参数，进行试桩的施工，试桩完成后达到设计的强度，进行桩的静载试验，最终确定试验参数。 ①水灰比
水灰比一般不宜过大和过小，过大则会造成压浆困难，过小会使水泥浆在压力作用下形成离析，一般采用0.5～0.7。
②压浆量
压浆量是指单桩压浆的水泥用量，它与桩的持力层实际情况以及桩间距有关，是控制后压浆施工是否完成的主要参数。平均单桩注浆量、水泥用量根据具体工程特点确定。
③闭盘压力
闭盘压力是指结束压浆的控制压力，一般来说什么时候结束一根灌注桩的压浆，应该根据事先设定的压浆量来控制，但同时也要控制压浆的压力值。在达不到预先设定的压力量，但达到一定的压力时就要停止压浆。压浆的压力过大，一方面会造成水泥浆的离析，堵塞管道，另一方面，压力过大可能扰动碎石层，也有可能使得桩体上浮。一般闭盘的最大压力应该控制在4Mpa。
（4）开塞
注浆前，为了使整个灌浆线路畅通，应先用压力水开塞，开塞的时机为桩身混凝土初凝后、终凝前，用高压水冲开出浆口的密封装置及桩侧混凝土。开塞后应采用逐步升压法，当压力骤降，流量突增时，表明通道已开通，立即停机，防止大量水涌入地下。
（5）灌浆
开塞后应立即进行灌浆，原则上开一管灌一管，不允许普遍开塞。灌浆应连续进行，压力采用由小到大逐级增加的原则。
三、后压浆施工要点
1.边放下钢筋笼边接长灌注浆，灌浆管紧贴钢筋笼内侧，可以在适当位置用铁丝绑扎使其稳固。
2.灌浆前把止浆阀联结到灌浆管上，其中一止浆阀不用钢球，起排水气作用。
3.泵的型号与管的承压、出浆量匹配，压力表要验证。
4.安装百分表至桩上：需用两只表，两个磁性表座，一个基准架。
5.开始注浆（桩身砼养护5天后开始注浆），注浆前5天龄期试块一组，砼强度达到设计要求，当另一灌浆管冒浆时，停泵封堵冒浆孔，并记录下百分表的初读数。
6.继续开泵灌浆：灌浆过程中记录下来灌浆时间、灌浆压力、灌浆量及桩体上抬量，注浆排量控制在规定范围内。
7.如浆液不进且压力升高很快，就有可能发生堵管，如有稳压装置，可稳压5～10分钟后结束灌浆。有时也可采用连续反复开关泵的方法进行加压。
8.注浆过程采用“三控”的方法进行控制：
（1）注浆量控制：每根桩底压浆量达到1.5～2.5t时，不管压力高低，即停止注浆;
（2）压力控制：桩底注浆压力不超过4Mpa，达到要求的压力值不管注浆量多少即停止注浆;
（3）桩体上抬量控制：桩体上抬量不得超过2mm。
9.关闭止浆阀（自动）或耐高压阀门止浆（手动）。
10.注浆结束后应冲洗干净高压胶管及泵、搅拌机、料筒，记录百分表数值并卸表。
四、后压浆施工要点
1.喷头打不开：压力达到10Mpa以上仍打不开压浆喷头，说明喷头部位已损坏，不要强行增加压力，可在另一根管中补足压浆数量。
2.出现冒浆：压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或其他部位冒浆的现象，若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出，说明桩底已经饱和;可以停止压浆;若从本桩侧壁冒浆，压浆量也满足或接近了设计要求，可以停止压浆;若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少，可将该压浆管用清水或压力水冲洗干净，等到第2天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。
3.单桩压浆量不足：压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈，再施工中间，能保证中间桩位的压浆质量，若出现个别桩压浆量达不到设计要求，可视情况加大临近桩的压浆量作为补充。
五、结语
不同的工程地质条件有很大的差异，不可能有相同的压浆参数，预先设定的压浆参数往往参考相似工程经验，压浆参数的最终确定依赖于试验桩的结果，而全国可以借鉴的经验并不多，有待进一步的积累，再加上理论的探讨，最终形成成熟的技术。灌注桩后压浆具有提高单桩承载力，提高生产率，节约建设资金的优点。所以，在具备条件的工程中推广后压浆施工工艺有着重要的意义和广阔的前景。
参考文献：
[1]吴静.后注浆技术在高层建筑桩基中的应用[J].科技信息.2011（07）
[2]邵民强.后压浆工艺在桩基施工中的应用[J].建筑.2011（15）
[3]李钦，瞿友军.钻孔灌注桩后压浆技术在某建筑工程中的应用[J].中外建筑.2011（08）