灌注桩后压浆工法

太原钢铁（集团）建设有限公司第一工程公司
工法2002第 2 号
批准：陈明浦
灌注桩后压浆施工工法
受控状态：
2002年11月1日发布
编制：闫兴旺审核：陈明浦校对：刘琳打字：刘琳
灌注桩后压浆施工工法
后压浆技术就是在钻孔灌注桩成桩后，当桩身达到一定强度后，采用高压注浆泵通过预埋注浆管注入水泥浆液，经过浆液的劈裂、填充、压密、固结等作用，从而提高了桩基侧摩阻力和端承载力。

1．工法特点
后压浆法从施工方法、加固质量和适用范围等方面与其它地基处理方法相比，有其独到这处，其主要特点如下：
1.1施工简便。

通过高压胶管连接预埋注浆管与高压泵，泵吸已拌制的水泥浆液至桩底，固结后在桩端形成“梨形体”，增加了桩端的承压面积。

1.2设备简单。

由高压泵、压浆器、搅拌机、高压胶管等组成，体积小，机动性强，占地小，操作简单，能在低矮、狭窄的现场施工。

1.3料广价廉。

压浆的浆液以水泥为主，还可以加入适当的粉煤灰降低注浆材料成本，亦可加入外加剂达到抗冻、高强等效果。

1.4技术新、噪声小、速度快、效益高。

2．适用范围
本工法适用于砂土、粘性土和淤泥土及强风化岩等地质条件下加固地基。

3．后压浆提高单桩承载力机理分析
3.1压浆提高桩端承载力机理分析
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、密实、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。

3.2桩侧压浆提高单桩承载力机理分析
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，充填桩侧砼与周围土体间隙，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，提高了桩侧土体强度，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。

4．后压浆施工工艺
4.1灌浆设备及灌浆管的安装
灌浆设备由配臵筛网的贮浆斗、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、压注时间是三个重要参数。

预埋在桩中的灌浆管为DN20镀锌钢管，管间用管箍连结，要求在管接头处于承压条件下不允许渗水渗浆。

注浆管总长度为将桩长与空桩长加1m，注浆管对称布臵贴紧在钢筋笼内侧，隔一段距离与钢筋笼固定一次。

注浆管在桩底设臵灌浆腔，只许浆腔外喷，不许杂物进入。

地上设臵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。

4.2浆液
采用太钢32.5矿渣水泥与水搅拌制成水泥浆液，水灰比1：0.6，平均单桩注浆量、水泥用量根据具体工程特点确定。

4.3开塞
注浆前，为了使整个灌浆路线畅通，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臵及桩侧混凝土。

开塞应采用逐步升压法，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。

4.4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。

（焦化厂煤场改造贮煤仓基础灌注桩后压浆压力为0.6~1.7Mpa之间控制）
6．施工要点
6.1边下放钢筋笼边接长灌浆管，灌浆管紧贴钢筋笼内侧，可以适当位臵用铁丝绑扎使其稳固。

6.2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。

6.3泵的型号与管的承压、出浆量匹配，压力表要验证。

6.4安装百分表至桩上：需两只百分表，两个磁性表座，一个基准架。

6.5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。

6.6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。

6.7如浆液灌不进且压力升高很快，就有可能是发生堵管，如有稳压装臵，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。

6.8注浆过程采用“三控”的方法进行控制：
①注浆量的控制：每根桩底压浆量达到1.5t~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。

6.9关闭止浆阀（自动）或耐高压阀门止浆（手动）。

6.10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。

7．主要机具设备
浆液搅拌机1台；150型压浆泵1台；储浆筒1个；阀件、管件若干；检验、试验装臵一台（套）。

9．质量控制与工程验收
根据后压浆的特点，除严格按《建筑桩基技术规范》（JG94—94）对桩身进行验收外，还根据后压浆的工艺特点和设计要求，做动测试验、静荷试验和抽芯试验，结论为验收合格。

10．安全措施
制定详尽的后压浆施工操作细则，严格按操作细则施工，另外还有专门的安全措施来控制施工。

11．技术经济效益
后压浆技术在太钢首次应用，经试验取得成功，单桩承载力至少提高30%~40%，成本可降低15%~20%，经济效益十分明显。

同时速度快，缩短了施工工期，能尽早发挥其使用功能，及时创造经济效益。

12．工程实例
太钢焦化厂煤场改造1#~5#筒仓灌注桩工程，在原有储煤筒仓东侧，煤备工段西侧，回收工段南侧，施工现场狭小，给施工带来难度较大。

6#筒仓位于烧结厂精矿仓库东侧。

1#、2#筒仓灌注桩布臵均由圆心布臵，1#、2#筒仓最外一圈灌注桩中心，距筒仓半径为10m，共有灌注桩118根，桩径Φ800，设计
桩长14.7m，为摩擦端承桩。

实际钻孔深度为18.78m。

3#、4#、5#筒仓灌注桩直径1000mm，共有灌注桩112根，为摩擦端承桩，设计桩长30.1m，实际钻孔深度20.65m。

6#筒仓基础灌注桩直径600mm，长度25.50m，沿R=2.5m、R=5.0m、R=7.625m，分别均匀布臵，共计43根，实际钻孔深度27.95m。

1#、2#筒仓和3#筒仓的Φ800和Φ1000各试桩3根，Φ800灌注桩试桩长18.5m，Φ1000灌注桩试桩长33.5m。

根据地质情况，1#~6#筒仓大口径灌注桩273根，如果不采用后压浆技术，就达不到设计承载力，而采用此项新技术后，达到了单桩承载力提高，成本降低的目的。

该技术适用太钢厂区的地质条件，可提高单桩承载力，增加桩身的刚度和稳定性，减少桩的沉降量，提高钻孔灌注桩施工质量，同时可减少砼用量，缩短工期，单桩和桩长可大大减少，具有较大的经济效益。