钻孔桩桩底压浆施工技术及应用
日期：2010-03-25来源：作者：吉林公主岭李云鹏
[/font][/size] [size=6] [font=楷体_gb2312][color=#000000]钻孔桩桩底压浆施工技术及应用
1 概述
钻孔桩因对各种地质条件适应性强和施工时对周围建筑影响小等优点而被广泛地应用于各种基础工程中，随着高速公路、铁路、大跨度桥梁等工程的建设发展，要求桩基的承载力越来越高。工程设计常采取增加桩长，增大桩径的方法来满足工程实际的要求。但这样做会带来一些病害，如桩长的增加使桩顶沉降量增大，施工难度增大，工程质量也难以保证。传统工艺的钻孔桩施工存在以下缺陷：桩底清孔不可能很彻底，总要残留一定厚度的沉渣，使得桩底持力层的地基强度减弱，导致桩基沉降量加大。另外，泥浆护襞产生的泥皮以及成孔对土层扰动等，也限制了桩身材料强度的有效发挥。改善桩底土的工作性能是当前迫切需要解决的技术问题。采用灌注桩后压浆技术进行处理，使桩底沉渣形成一个结构新、强度大的“结石体”，可大幅度提高桩端承载力，使沉降量大大减小。
桩底压浆技术能够较好地弥补钻孔灌注桩的不足，给结构设计与施工提供了质量良好的可选桩型。这里就如何应用桩底压浆技术提出几点体会，与同行探讨。
2 钻孔桩桩底压浆的原理
压浆技术是指钻孔桩成桩后，利用压力作用通过注浆管把一些固化的浆液对桩底、桩侧土层施压注浆。浆液以填充、渗透、挤密等方式排走土颗料间的水份和空气，并占其位置。经过一定时间后，把原来松散的土粒或裂缝胶结成为具有一定强度的“结石体”。目的改善改桩底、桩侧土层的物理力学性能，消除桩底沉渣隐患，进一步提高桩的承载力及减少桩的沉降量。
3 钻孔桩桩底压浆的作用
3．1改善了桩和桩底及桩周土体的咬合性能。普通钻孔灌注桩钻孔取出的过程正是桩周及桩底土体应力释放的过程。这一工序降低了桩与土体的摩阻力和端承力，导致桩基承载力降低、沉降量大。桩底压浆后桩体挤压桩周土体，使土体受到挤密，即桩体受到桩周土层应力释放得以恢复，从而大大改变桩与土体的咬合性能。
3．2桩周泥皮及缝隙得到处理。施工时采用泥浆护壁工艺，在桩与桩周土之间不可避免存在着一层泥皮并有缝隙。这样大大减小了桩与桩周土体的摩擦力。如采用桩底压浆技术，浆液由桩底进入桩周裂缝，使桩周泥皮得到预压处理，增大桩与桩周土之间的摩擦系数，提高了桩的承载力，同时能有效的清理桩底沉渣或对其进行挤密加固处理。
3．3持力层起到加固的作用。桩底的压浆，浆液沿持力层的孔隙，由桩底向周围辐射，挤走孔隙中的水份，使桩基直立在由浆液贯通而形成一体的坚固“结石体”上，因此加固了持力层的作用。据有关试验资料对比表明：压浆后桩承载力大幅度提高，且离散性远小于不压浆的桩，桩的沉降量减小许多，钻孔灌注桩的力学性能有了较大改善。
4 钻孔桩压浆施工工艺
桩底压浆是指在普通钻孔灌注桩施工工艺基础上，加入压浆管的埋设后期压浆工艺。工艺流程为：成孔 一次清孔 钢筋笼及注浆管制作 下钢筋笼及注浆管 下灌浆管 二次清孔 灌注砼 成桩 压浆。
4．1压浆管的制作及埋设。
压浆管一般为无缝钢管与桩钢筋笼焊接牢固，下端插入持力层深度不小于100mm，避免浇注桩身砼时堵塞压浆管。压浆管一般安装2根/桩。
4．2清除桩底沉渣。
施工时向同一桩内两根压浆管中的一根管中注入压力水，由另外一根排出。当排出的水变清时，即被认为桩底已清除干净。
4．3压浆。
桩底压浆一般在桩身砼浇注两周后即可施工。注浆压力控制在0.5-2.2MPa范围。压力太小，浆液在注浆管及土层中不能流动，达不到挤密效果。压力太大，设备负荷大，形成土体劈裂注浆，会破坏土体原有结构。压浆时应有专人配制浆液，控制压力，做好隐蔽工程记录，如注浆量、灌注压力、灌浆速率等数据。
4．4压浆浆液的配合比。
灌注桩桩底注浆的水泥浆浆液配合比，一采用42.5R普通硅酸盐水泥，由于其活性高，早期和后期强度均匀性较好，对渗透系数K=10-4-10-5cm/s的砂性土层，浆液具有良好的可灌性。水灰比取0.45-0.60，对于不同的加固目的可适量掺入10%-30%的磨细粉煤灰，另掺2%-5%水玻璃用量，可提高浆液均匀性和稳定性。
4．5桩底压浆的钻孔灌注桩适用条件。
桩底压浆技术主要用于下面两种情况： (1)用于端承及摩擦力的钻孔灌注桩，以达到加固持力层，提高桩的端承力及桩底以上部位的桩周摩擦力，达到提高桩承载力的目的。(2)桩底持力层是否为便于压浆的地质土层，如砂层、砂卵石层等，具有浆液流通的空隙。持力层的地质条件直接影响压浆的成败。
5 工程实例分析
5．1工程概况
某高速公路一中桥灌注桩的工程地质及试桩布置方式如图1，选择中密细砂层为桩端持力层，成孔方法为泥浆护壁正循环钻进，泥浆比重11-12KN/M³，设计桩径800mm，桩长15m，1号桩进行桩底、侧压浆，2号桩只进行桩底压浆试验，以进行比较。
5．2试验
荷载试验未能做到破坏，加载量已接近桩体材料强度。1号、2号试桩最大加载量分别为9400KN和9000KN，根据斜率倒数法、指数法等方法推算，其极限承载力分别为11MN和10MN。在最大试验荷载作用下1号、2号桩桩顶位移分别为13.50mm和16.01mm，卸载后桩最终沉降量分别为6.09mm和6.67mm。
5．3试验结果分析
试桩中埋有测试元件，得到的试验曲线如图2。经分析2根桩P－S曲线的斜率较小，从图中曲线比较可知，2号桩桩端阻力的比率比1号桩要大些，其地质原因是1号桩桩侧压浆使桩侧摩阻力增大。其桩端阻力在相同桩顶荷载时较2号桩小。而此时1号、2号桩的实测平均侧摩阻力分别为176kpa和133kpa，与同场地的其它普通钻孔桩平均极限阻力72kpa相比，分别提高144%和85%。经过对现场工程试验资料分析和理论计算，桩底压密灌浆使得以上2.5d（d为桩直径）范围内平均桩侧摩阻力达到235.5kpa，是普通钻孔桩的3倍多。这是桩底压浆使桩底周围土体力学性质改变所致，由于桩底压浆形成扩底桩，桩的支承面积增大，桩的承载力也相应提高。
6 结语
6．1桩底压浆法可以克服普通钻孔桩因桩底沉渣削弱钻孔桩承载力的缺陷，使钻孔桩的承载力成倍提高，也可以减少钻孔桩桩顶沉降量，同时可提高桩侧的摩阻力。既满足设计要求，又解决传统钻孔灌注桩的施工不足之处，给结构设计与施工提供新桩型。
6．2桩底压浆补强，具有施工工艺简单，承载力高、沉降小，效果明显，投资小、造价低等优点，它的推广应用将成为解决传统钻孔桩沉渣过厚，提高桩基承载力的一种有效方法，具有良好的社会效益和经济效益。
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公安备案号：61019002001626
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