钻孔灌注桩后压浆施工工艺

钻孔灌注桩后压浆施工工艺摘要：钻孔灌注桩是目前应用较为普遍的基础结构，灌注桩基础已经日益成为软土地基上工业建筑、高层楼宇、桥梁码头、重型储仓等工程常用的一种深基础形式。随着现代建筑技术的飞速发展，对桩基础承载能力和抗变形的要求越来越高，传统钻孔灌注桩难以彻底解决桩周泥皮和沉渣之顽症，其优点得不到充分发挥。钻孔灌注桩“后压浆技术”能更大限度地节约桩基成本，缩短施工工期，有效地增强质量稳定性和提高单桩承载力。由于钻孔灌注桩后压浆可大幅度地提高单桩承载力，因而设计上可以通过减少布桩，缩小桩长或桩径来达到节约投资的目的。根据工程实际情况表明，在不增加桩长和桩径的条件下，后压浆不仅在技术上是可靠的，而且在提高单桩承载力、减少工程沉降量、降低桩基工程造价等方面都具有深远的意义。本文结合北京机场改扩建工程北区滑行道桥工程后压浆钻孔灌注桩的施工，着重介绍后压浆钻孔灌注桩的作用机理、施工工艺和过程技术质量控制，希望能给大家提供借鉴和参考。关键词：钻孔灌注桩桩底压浆桩侧压浆机理后压浆1．工程概况北京机场改扩建工程北区滑行道桥工程采用后压浆钻孔灌注桩基础，灌注桩54根，Φ1200mm，桩长40m；后压浆桩采用粉砂层作为持力层，单桩极限承载力标准值为4600KN，桩身混凝土强度等级为C30。本工程设计要求只对桩底进行后压浆处理，设计预估主桥沉降量约50mm。2．钻孔灌注桩后压浆施工技术所谓后压浆，就是在钻孔灌注桩成桩5-7天后，采用高压注浆泵通过预埋于桩底或桩侧的压浆导管（导管底部设置多孔管阀，导管向上延伸到桩顶或地面）向桩底或桩侧高压注入水泥浆液，通过浆液的劈裂、填充、压密、固结等作用，塞实桩底的松软地，达到固结底泥和挤压土层的目的；同时浆液沿桩侧向上返浆扩散，加强土层与桩体的侧摩阻力，在软土地基条件下，可改善钻孔灌注桩成桩工艺，提高单桩承载力、减少工程沉降量。钻孔灌注桩后压浆施工技术主要有桩底后压浆、桩侧后压浆、复式压浆（桩底和桩侧同时后压浆）三类。其主要作用机理如下：（1）高压注入的水泥浆液在桩周土中渗透至一定程度后，剩余浆液沿桩周孔壁上返，从而弥补、填充成桩中留下的缺陷，以提高桩身质量。（2）后压浆液可改善和根除循环介质（泥浆）形成的桩与桩周土间的泥皮和孔底沉渣，密实周围土体，恢复被扰动和软化的松散土体强度和内聚力，这是后压浆技术提高钻孔灌注桩效能的最主要机理。因后压浆液可使浆液填充土颗粒间孔隙，从而改变桩间土的孔隙度和饱满度，增强土的物理性能，且浆液的渗入可使土颗粒间的胶结力明显增强，加强了土体的颗粒骨架，使土体具备更坚实的结构。并且桩端可形成一定的扩大头，改善桩的工作状态提高灌注桩的承载力，降低沉降量。（3）后压浆技术除可提高灌注桩的承载力、降低工程沉降量以外，在普通钻孔灌注桩试桩结果达不到要求时，后压浆可作为一项行之有效的补救措施，即可在成桩侧打入压浆管进行压浆，以提高单桩承载力。当钻孔灌注桩出现断桩时，通过后压浆，水泥浆液可渗入断桩裂隙内而封闭裂隙，保证桩的受力筋不受地下水的腐蚀而提高桩的使用寿命。3．后压浆提高单桩承载力的机理分析3．1后压浆提高桩端承载力的机理分析普通灌注桩一般采用二次清孔工艺，由于施工时采用泥浆作为冲洗介质，同时在灌注混凝土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是桩端承载力的重要因素之一。在首灌混凝土时，由于导管长而细，落差大，首灌混凝土因离析在桩底处产生“虚尖”，桩端混凝土强度低，也影响桩端承载力。因此，在桩端高压注浆时，浆液渗透到疏松桩端“虚尖”及沉渣中，结合形成强度高的混凝土，随着注浆量的增加，水泥浆液不断向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”扩大端，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、固结，提高了桩端土体承载力，从而提高了桩端承载力。3．2桩侧压浆提高单桩承载力机理分析车由于钻孔该灌注桩大依多在疏松留土层中钻顿进，孔壁单完整性差偶，同时泥乌浆护壁过扒程中，泥挖浆颗粒吸左附于孔壁扰形成泥皮拔，阻碍桩汉身混凝土刚与桩周土虫间粘聚力丢的发挥，扔相当于在住桩侧涂抹抚一层雕润滑剂，汤大大降低准了桩侧摩冠阻力的发嫂挥。对于许水敏性地筝层，因长萍期浸泡而孟松软，也雁降低了桩肤周土体的阶摩阻力。谷其次，桩携身混凝土牧固结后也耕会发生体捆积收缩，吓使桩身混栗凝土与孔脸壁间产生菊间隙，减拉小桩周摩垄阻力，降疯低单桩承非载力。役当水泥浆用沿桩壁向陕上及向下倍渗透时，挑渗透长度告不断增加科，桩侧压羊浆可以破刮坏泥皮，雅充填桩侧饿混凝土与乒周围土体攻间隙，提杀高粘结力抄；当浆液致体压力大怖于桩周土醒体孔隙水侦压力时，假浆液则横漫向向桩周场土体中渗计透，一方浓面可以挤伴压密实由治成孔时受姑泥浆浸泡臂而松软的亲桩壁上，面提高了桩哗侧土体强妻度，改善伏土的物理键力学性能销；另一方纠面浆液渗腾透到桩侧咬土体中与晚桩侧土体腥相结合，宽相当增加稠了桩径，酱从而提高诞了单桩承奇载力。漂4辰．钻孔灌眯注桩后压缝浆施工工耗艺山4增．剖1平工艺流程戒准备工作均→捆按设计水音灰比拌制星水泥浆盗液冤→筑水泥浆经侧过滤至储幕浆桶（不黎断搅拌民）剖→遵注浆泵、旨加筋软管俩与桩身压枪浆管连甩接萌→铲打开排气亏阀并开泵袍放病气滚→初关闭排气本阀先试压麻清水，待亭注浆管道漫通畅后再撒压注水泥趁浆岭液锈→越桩检测架4励．蚊2妹注浆设备然及注浆管鱼的安装地（长1期）高压注吓浆系统由竟浆液搅拌裕器、带滤祝网的贮浆鞭斗、高压障注浆泵、慈压力表、颂高压胶管设、预埋在臣桩中的注费浆导管和崭单向阀等族组成。地（盐2叠）高压注炒浆泵系统梳的选型：慎高压注浆舰泵是实施夸后压浆的突主要设备祖，高压注勉浆泵一般驻采用额定遗压还力弹6欧～沉12MP蹄a滔，额定流赢量箭3锋0伞～孝1丛00L/能min衰的注浆泵笨；高压注止浆泵的压森力表量程或为额定泵级压座1.轮5间～汉2.初0项倍。考虑远到压浆过概程中流量国和压力调影整的方便梨，本工程愈选用了练2TGZ袍-120械/105扎型高压注过浆泵彻，兆该泵的浆拴量和压力姐根据实际棉需要可随留意变档调守速绢，辟可吸取浓贵度较大的杜水泥浆趋、糕化学浆液仪、泥浆、秀油、水等奏介质的单寨液浆或双务液浆，吸种浆量和喷位浆量可大鼠可小乘。柏2TG视Z择型高压注搅浆泵较的技术参躁数见下表絮。群2TG捉Z造型注浆泵牛技术参数天表怀型号挂传匠芝动逐速洲劈度与排浆量唱最大压力典电机宰重量悼长给宽闹高旨升任/绳分春Mpa护kw炉kg企-120午/105屈1佣速丢32唉10.5轿11示1070蚀1900欲1000倾750苍2载速缺38吼9送3钥速种75估5苹4敬速磨120维3求浆液搅拌躺器的容量知应与额定警压浆流量辟相匹配，偶搅拌器浆扰液出口应埋设置水泥飞浆滤网，周避免水泥怪团进入贮杜浆筒后吸肢入注浆导头管内而造志成堵管或因爆管事件闷。窜高压注浆验泵与注浆滨管之间采虑用能承铁受认2海倍以上最凑大注浆压仙力的加筋煌软管，其步长度不超掌过梢50c红m既，输浆软介管与注浆轰管之间设蕉置卸压阀回。皮4粱．输3绢浆液茎采用与灌虫注桩混凝纵土同强度逆等级的普缩通硅酸盐廊水泥与清蒙水拌制成却水泥浆液宵，水灰比鼠根据地下硬土层情况漏适时调整兵，一般水师灰席比装0.4诊5蒙～棒0.缓6卖。将4败．烫4抱开塞落注浆前，弹为使整个结注浆线路屿畅通，先煎用压力清凳水开塞，化开塞的时供机为桩身撑混凝土初企凝后、终酬凝前，用紫高压水冲湖开出浆口敢的管阀密啊封装置和毅桩侧混凝郊土（桩侧卖压浆时）趋。开塞采尽用逐步升丈压法，当游压力骤降男，流量突凯增时，表沙明通道已送经开通，青立即停机下，防止大考量水涌入唉地下。宜4.论5刃注浆再晕摩开塞后立扇即进行注抗浆，原则猾上开一管疲注一管，刷不允许普浩遍开塞。馆注浆应连装续进行，逢压力采用眯由小到大萍逐级增加奋的原则。酬5选．后压浆壶技术的施室工要点及矿要求箭5悼．烫1垄注浆管埋侮设兔注浆管烘采振用甲Φ陕25唉mm笔管壁厚窄度求2.5m博m吗的焊接俱钢管，管哀阀与注浆闪管焊接连标接谈。注浆管题随同钢筋贝笼一起沉魔入钻孔中歌，边下放招钢筋笼边迷接长注浆观管，注浆贡管紧贴钢攻筋笼内侧习，并用铁评丝在适当邀位置固定货牢固，注岂浆管应沿考钢筋笼圆烂周对称设政置，注浆轨管的根数主根据设计膊要求及桩薪径大小确你定。注浆睁管嚼压浆后可肯取代等强寸度截面钢霞筋。注浆计管根数根看据桩径大黑小设置，达一般注浆脂管设置情佳况下为：崇桩径纺d<10晨00mm雨100燕0回≤霜d<20掀00mm钉d脾≥嫂2000掉mm寺根数碑2崖3闷4哑桩底压浆张时，管阀劲底端进入冤桩端土层魔的深度应驻根据桩端难土层的类栏别确定，搏持力层过岛硬时可适速当减小，幼持力层较茅软弱及孔变底沉渣较样厚时可适晒当加深。济一般管阀傅进入桩端尺土层的深领度为：谱桩端土层图类别戴粘性土、矩粘土、砂炼土瓜碎石土、粗风华化岩飘管阀进入帝土层深度桨≥卵200m吗m挺≥庄100m理m净桩侧压浆趋时，管阀劝设置应综史合地层情昆况、桩长俗、承载力闭增幅要求蓬等因素确晃定，一般夺离桩姥底粉5夸～套15萌m岸以上甜每模8虏～舍10番m臭设置一道魔。扩为保证管友阀顺利地坛进入桩底陵持力层中规，管阀应淡超出引导舰压浆管钢俩筋笼底端渠一定长度径，超出长征度根据土岩层类别确湾定，保证叼管阀进入交土层长度脱符合要求此。安装过帮程中防止逃钢管在安雅装过程中块发生扭曲杆，注浆管泽与钢筋笼抢加劲箍和橡螺旋箍筋兆焊接或绑傅扎固定。捆注浆管采东用钢套管拘连接，连即接应牢固翁和密封，荒不漏水，叛上端用丝旅堵封口，互避免杂物睬落入管内掉造成堵管羊。在吊放奏钢筋笼过更程中，严汇禁撞笼、狗扭笼、墩各笼，钢筋坐笼应竖直搁缓慢下放弹，快到桩圆底时，钢闭筋笼不得霜扭动，以斯免管阀在模进入土层歇时受到损牙坏。茧5借．呀2耽水泥浆配睬制赶先根据试集验按搅拌勒筒上对应奥刻度确定作出一定水扰灰比的水齿泥浆液，写在正式搅爸拌前，将山一定水灰床比水泥浆摄液的对应古刻度在搅撤拌筒外壁恭上做出标莲记。配制酸水泥浆液听时先在搅代拌机内加黄一定量的垒水，然后摸边搅拌边吐加入定量宫水泥，根深据水灰比膜再补加水拾，水泥浆置搅拌好后伤达到对应绳刻度。搅氏拌时间不艇少速于雁3缺min璃，浆桂液中不得倚混有水泥其结石、水觉泥袋等杂邮物。水泥识浆搅拌冰好后，过正滤后放入西储浆筒，振水泥浆在堡储浆筒内产也保证不借断搅拌。壤5钩．问3班注浆你5冶．招3摄．僚1调正式注浆杜作业之前总，应进行为试注浆，爬对浆液水化灰比、注突浆压力、鹿注浆量等偿工艺参数宵调整优化茂，最终确睡定工艺参副数。恐5碧．钞3堡．考2身在注浆过船程中，严兆格控制单宣位时间内驰水泥浆注察入量和注吊浆压力。闲注浆速度别一般控制趁在箱3耀0局～愿50L/退min挺。陆5新．着3疗．站3吸当设计对聪压浆量无丘具体要求炼时，应根还据公式下沟列公式计籍算压浆量狡。照桩底压浆府水泥用量卡：漏=盖π夜桩侧注浆茫水泥用量轻：酱=刮π例式中：割、中—销桩底、桩沫侧注浆水胞泥用量咐(急t旨)包；汁、傍—鄙桩直径鸦（书m逢）、桩长陡（裹m掏）；肥—锋桩底压浆倾时浆液沿音桩侧上升滤高度园（游m淹），桩底挎单压浆时猜，己h击可汤取哨10-2丑0永m已，桩侧为幼细粒土时谱取高值，悉为粗粒土忙时取低值棵；复式压始浆时，辰可取桩底纸至其上桩戏侧压浆断碌面的距离资；愚t逝—畅包裹于桩假身表面的斥水泥结石甲厚度，可赤取鸽0.0疑1饮～禁0.03满m首，桩侧为税细粒土及帜正循环成灭孔取高值段，粗粒土泊及反循环茎孔取低值拴；俱—裂桩底、桩张侧土的天躬然孔隙率铸，咐=欣/当（茶1+躁），挑为天然孔聪隙比；笼—跌水泥充填盖率，对于买细粒土沉取灭0.2-呀0.淡3察，对于粗臭粒土活取狐0.5-渠0.夜7俯；庆—肉桩侧注浆谜横断面数前。肚5挨．为3混．踢4掠注浆压力换可通过试舰压浆确定扩，也可以削根据勿计算确定港，式中窄—态泵压；圈—掌桩侧、桩迁底注浆处盟静水压力爹；童、宝—务注浆点以绑上第著层土有效眨重度和厚抬度；纲—浸注浆阻力左经验系数致，与桩底塞桩侧土层巾类别、饱下和度、密梯实度、浆些液稠度、影成桩时间松、输浆管蠢长度等有项关。桩底竭压浆时仅的取值见血下表：石土层类别引软土偷饱和粘性既土、粉土沾、粉细砂摘非饱和粘铃性土、粉需土、粉细遍砂窃中粗砂采砾卵石端风化岩西1.果0炎～偏1.5触1.运5筋～倦2.0董2钥0喉～愤40凑1.暂2造～薯3.0容1析0跪～愤40中小县当土的密穿实度高、谢浆液水灰珠比小、输鸡浆管长度走大、成桩惜间歇时间帅长时取高逐值；对于巧桩侧压浆为，胀取桩底压钩浆取值史的西0.萍3伞～歼0.添7呆倍。董5迎．摊3脆．容5砖被压浆桩匙离正在成肥孔桩作业叫点的距离肌不小善于糖10浆d脸，桩底压使浆应对两徐根注浆管叶实施等量按压浆，对是于群桩压终浆，应先蝶外围，后肌内部。饱5婶．屿3透．错6舍在压浆过献程中，当磁出现下列权情况之一挨时应改为串间歇压浆租，间歇时练间幸3之0概～寸180m推i抗n族。间歇压序浆可适当捏降低水灰违比，间歇身时间超茅过独60mi溜n狐，应用清欣水清洗注呢浆管和管照阀，以保今证后续压蛾浆能正常壁进行。偿1捏）注浆压陕力长时间姻低于正常蹄值；粉2圾）地面出馋现冒浆或燃周围桩孔呀串浆。脏5疤．炮3柳．材7词注浆过程遇采彻用除“茧双伯控镰”般的方法进雕行控制，呈注浆终止熟条件，当让满足下列饶条件之一箱可终止压珠浆：妨压浆总量刘和注浆压荐力均达到发设计要求偶；传压浆总量糟已经达到滨设计值邪的意70筐%笔，且注浆笋压力达到推设计注浆熟压力忍的俘150瓦%倾并维灶持辽5mi暑n问以上；蜓压浆总量枝已经达到狱设计值巷的管70种%妨，且桩顶茶或地面出厦现明显上骨抬。桩体卵上抬不得脆超沉过隶2m蜜m侮。医5槽．蝴3猎．脱8金压浆作业恋过程记录拳应完整，债并经常对掩后压浆的召各项工艺即参数进行旷检查，发槽现异常情芹况时，应侧立即查明事原因，采碑取措施后挖继续压浆椒。后6酱．注意事辞项辽1夕）后压浆这施工过程头中，应经极常对后压升浆的各工策艺参数进寻行检查，晋发现异常粪立即采取景处理措施慌。弯2糠）压浆作庄业过程中燥，应采取免措施防止棋爆管、甩烦管、防漏贝电等安全萄措施。阵3款）操作人锻员应佩戴集安全帽、师防护眼镜雹、防尘口套罩。遥4榜）压浆泵外压力表应绘定期检定选。弹5拳）水泥浆冠液中可根穿据实际需历要掺加外序加剂。帝6恋）施工过析程中，应壶采取措施罩防止粉尘伸污染环境细。邻7绿）对于复职式压浆，鼻应先桩侧旷后桩底；涛当多断面慎桩侧压浆啦时，应先足上后下，球间隔时间冲不宜小申于萄3著小时。遍7仓．桩检测责本工程对对后压浆灌石注桩进行豆了单桩静初载试验检胆测和桩身洗完整性检尸测，静载浆试验检猎测淘3极根，桩身般完整性检辰测穴5巾4沸根，桩身抖完整性检令测全部完问好，静载窃检测结果断如下：叙序号浅桩型惧最大异加载量银最大抹沉降量翼最大赴回弹量笑单桩竖向茎抗压极限垫承载力播对应晌沉降量铺桩径侍桩长母1也Φ桌1200消40m览4600奥KN圆7.92灶mm载5.80龟mm挨4600脆KN凤7.92讯mm宇2水Φ揪1200弄40m参4600您KN海7.56表mm衬5.29伏mm脾4600陈KN拼7.56超mm盾3宣Φ