桩底后压浆施工技术设计说明

桩底后压浆施工技术设计

根据设计要求，本工程在钻孔灌注桩成桩后桩底进行高压注水泥浆以提高桩的承载力和减小桩端持力层变形。

一、桩基承载力分析

根据工程地质勘察报告及工程桩平面布置图，选择取样孔CK5、•CK10代表 ZH1(Φ1000mm)，CK1，CK17代表ZH2(Φ800mm)进行单桩竖向承载力计算：

各土层物理指标一览表

计算是根据土的物理指标与承载力参数间的经验关系，•确定大直径桩（d≥800mm）单桩竖向极限承载力标准值，参照《建筑桩基技术规JGJ94-94》5.2.9计算如下：

Ｑuk=Ｑsk＋Ｑpk＝uΣΨsi q si l si+Ψp q pkＡp

Ｃk5孔：

Ｑ１＝1.0π［1×10.4×20+1×5×40+(0.8/1)1/3×10.3×55+(0.8/1)1/3×9.2

×120］+(0.8/1)1/3×1800×π·(1/2)2

＝6151.9+1311.93＝7463.83(KN)

ＣK10孔：

Ｑ２＝1.0·π［1×10.8×20+1×6.7×40+(0.8/1)1/3×7.9×55+(0.8/1)1/3×8.6×120］+(•0.8/1)１/3×1800×π·(1/2)2

＝5795.96+1311.93=7107.89(KN)

ＣK1孔：

Ｑ３＝0.8π·［1×12.5×20＋1×4.7×40＋1×8.8×55+1×9×120］＋1×1800×π·(0.8/2)•2

＝5031.57+904.78＝5936.35(KN)

ＣK17孔：

Ｑ４＝0.8·π［1×10.8×20+1×6.2×40＋1×8.5×55＋1×9×120］＋1×1800×π·(0.8/2)2

＝5055.45+904.78=5960.23(KN)

上述承载力计算中各项参数均取自工程地质勘察报告，根据我公司多年施工经验及类似土层中成桩的试桩测试数据，参照JGJ94-94规表5.2.•8-1及5.2.8-2，同时比较邻近场区类似地质条件的岩土工程报告提供的有关数据，对地基沉降有较高要求时该报告中提供的qsk及qpk 偏高，且由于计算中未考虑群桩效应，孔底沉渣、负摩阻等影响因素，计算值将大于实际值。

综上所述单桩提供竖向极限承载力达不到设计值，因而，设计桩径和桩长已定时，必须采取合适的技术方法提高单桩承载力才能满足设计

要求。

二、本工程采用后压浆技术的可行性分析

后压浆技术是通过预埋的压浆管路对钻孔灌注桩桩端或桩侧压注水泥浆液，使桩端沉渣隐患得到根除，桩身强度得到补强，桩周土体得到密实，桩与桩周土粘结力得到提高。从而提高单桩承载力的一种先进的技术方法。

我公司参照了大量以前施工过的工程，特别是同本工程类似的地质条件，进行了仔细的研究、分析和计算，认为在本工程进行桩端后压浆，能达到预期的效果，满足设计要求。

（一）结合本工程特点，影响单桩承载力的因素如下：

１、孔底沉渣是影响承载力的重要素之一。

钻孔灌注桩施工，无论采取何种先进的二次清渣工艺，由于施工时使用泥浆作冲洗介质，不可能将钻渣完全携带到地表；同时，由于二次清渣完毕与砼首斗灌注间有一定间歇，在此期间，孔泥浆中部分钻渣将沉淀于孔底。孔底沉渣过厚会导致桩端承载力显剧降低甚至丧失，桩端持力层强度得不到充分发挥。拟建建筑物安全等级为一级，荷载较大，对差异沉降敏感，对地基的强度和变形要求高。因此如何有效控制孔底沉渣，加强持力层强度，保证沉降达到规要求，是本工程必须解决重要问题之一。

２、成孔过程中，由于桩孔充满泥浆液体，持力层受到泥浆中自由水的浸泡而松软，大大降低了其端阻力。

３、本工程持力层选的是砂砾石（４－１）层，该层主要成分为圆

砾、中粗砾，夹有少量碎石，局部夹有细砂、粉砂薄层，呈饱水的密实状态，具有厚度大、分布稳定、强度高、压缩性低特点，能为桩基提供较大端阻力，但单粒密度大，清渣难以彻底，同时颗粒分散，孔隙率高，无法成为整体，从而不能提供更大端阻力。

（二）本工程采取后压浆技术，可有效提高单桩承载力的机理分析：１、在桩端压注水泥浆液，浆液首先渗透到最疏松的桩端残碴间隙中，与残渣结合，形成强度较高的类似混凝土的胶结体，消除孔底沉渣影响。

２、随着注浆量的增加及注浆压力的提高，水泥浆液不断向受泥浆浸泡而松软的桩端持力层渗透，在桩端形成“梨形体”，当“梨形体”不断增大时，渗透能力受到周围致密土层的限制，压力不断提高，对桩端持力层起压密作用，提高了桩端土体端阻力。

３、本工程持力层为砂砾石，其孔隙率较高，高压浆液除排挤桩底沉渣外，浆液的渗透将单粒强度极高的卵砾石颗粒胶结一起，形成“人造岩石”。有效提高单桩承载力，同时，也大大减少了竖向荷载作用下桩基沉降量。

４、当注浆压力升高，注浆量不断增加时，浆液会沿桩壁上返，充填桩侧与桩周土体间的间隙，提高桩端部位的桩侧摩阻力。

综上所述，在本工程采用由我公司开发的“钻孔灌注桩后压浆技术”科研成果进行桩端后压浆，可有效提高单桩承载力，同时大大减少桩基沉降量，减少工程量，节约工程造价，取得良好的技术效果及经济效果。

三、后压浆工艺参数设计

我公司根据设计要求、勘察报告提供的土层物理指标、JGJ94-94规，结合施工经验，地层情况，经仔细研究，反复验算，提出以下设计参数。

１、设计依据

①工程地质勘察报告提供的桩端持力层即（４－１）层砂砾石层的岩性描述及有关物理指标。

②设计单桩极限承载力即ZHS1为8600KN，ZHS2为6500KN。

③根据物理指标计算的单桩极限承载力值。

④我公司近几年１５项工程3800余条采用后压浆技术钻孔灌注桩的施工经验，特别是与本工程地质条件相类似的地层条件后压浆施工数据。

⑤我公司经摸索、研究结合工程实践总结出来的承载力计算经验公式。（已经专家组论证通过）。

该计算公式将在中标后提供，并与业主及设计方共同探讨论证。

２、设计要求及技术参数

①设计单桩承载力提高幅度：ZH1桩为40%以上，ZH2桩30%以上

②压浆方式:成桩后桩端双管高压注水泥浆。

③水泥浆技术指标：材料525＃或425＃普通硅酸盐水泥，水灰比W/C＝0.45-5.5，一般不大于0.60。水泥浆添加剂采用我公司研制

的“配方Ⅱ”添加剂，适用于砂卵砾石层，以增强浆液流动性、可注性、早期强度和结石率。

④终止压浆技术条件

１）桩端压注水泥量：ZH1为2.5-3.0T ,ZH2为2.0-2.5T。