文章编号:100926825(2009)3120104203钻孔灌注桩后压浆工艺收稿日期:2009205227作者简介:杨玉平(19742),女,工程师,中铁二十二局集团第四工程有限公司,河北高碑店　074000杨玉平摘　要:介绍了后压浆施工工艺在水下钻孔灌注桩基中的应用,通过与传统桩基比较,得出后压浆能提高桩基承载力、缩短工期、降低造价,在单桩承载力较高的基础工程中值得推广应用。

关键词:后压浆,钻孔灌注桩,施工方法,承载力中图分类号:TU753.3文献标识码:A1　工程概况石家庄市桥东污水处理厂设计日处理污水能力50万m 3,该工程的规模、设计工艺、施工工艺和自动化程度均达到了国内领先水平。

本工程泥区消化池共计6座,单座容积11500m 3,池体外形为蛋形,建筑高度42.25m ,最大半径26.5m ,消化池基础采用后压浆钻孔灌注桩,单桩承载力特征值分别为5000kN ,4000kN 和3500kN ,桩径0.8m ,桩长为26.1m ,22.95m 和18.65m 三种,设计总桩数324根。

本工程基桩穿透的主要土层为④层粉细砂、⑤层中粗砂、⑥层粉土、⑦层中砂、⑧层粉土、⑨层中粗砂,桩端位于⑨层中粗砂,场地工程地质条件适宜采用桩基础,且地下水对混凝土无腐蚀性。

2　方案选择本工程建筑桩基安全等级为二级,由于单桩承载力较大,一般灌注桩满足不了设计要求,拟采用钻孔灌注桩后压浆工艺。

1)成孔采用反(正)循环钻机,泥浆护壁或旋挖工艺。

2)采用复式压浆,即在桩底设置两道和桩侧设置一道后压浆管阀,实施桩内,黏性土中随着桩的沉入,桩周土体的抗剪强度逐渐下降,直至降低到重塑强度,接桩应保证上下节桩轴线一致。

现场地质条件是砂性土,抗剪强度变化不大,各土层作用于桩上的桩侧摩阻力并不是一个常值,而是一个随着桩的继续下沉而显著减小的变值,桩下部摩阻力对沉桩阻力起显著作用,它与桩周处土体强度成正比,与桩的入土深度成反比。

配桩和送桩的方法是根据项目地质资料的桩长对每个桩进行配桩,同时在每根桩施工前,对第一根桩适当地配长些,以便掌握该地方的地质情况。

其他的桩可以根据该桩的入土深度或加或减,以便能合理地使用材料,节约管桩。

工程施打完毕后,按设计要求及施工规范进行垂直荷载试验。

沉桩施工时,桩尖压入土体中时原状土的初应力状态受到破坏,造成桩尖下土体的压缩变形,土体对桩尖产生相应阻力,随着桩贯入压力的增大,当桩尖处土体所受应力超过其抗剪强度时,土体发生急剧变形而达到极限破坏,土体产生塑性流动或挤密侧移和下拖(砂土),在地表处,黏性土体会向上隆起,砂性土则会被拖带下沉。

在地面深处由于上覆土层的压力,土体主要向桩周水平方向挤开,使贴近桩周处土体结构完全破坏。

由于较大的辐射向压力的作用也使邻近桩周处土体受到较大扰动影响,此时,桩身必然会受到土体的强大法向抗力所引起的桩周摩阻力和桩尖阻力的抵抗,当桩顶的静压力大于沉桩时的这些抵抗阻力,桩将继续下沉,反之则停止下沉。

质量保证措施:首先,施压时,锤与桩帽、桩帽与桩之间应有弹性衬垫(如纸皮、麻袋等)缓冲桩头的压力使之不易损坏,桩帽、桩身及送桩器应保持在同一直线上。

压桩前应用吊锤观测控制桩身的垂直度,在压桩过程中也应随时观测,若发现倾斜,应立即调整,保证桩身入土时的垂直度偏差不超过0.5%,成桩后偏差不超过0.5%。

当下一节桩压到地面25mm 左右,根据配桩方案进行接桩时,应先将桩管吊起对位,控制好垂直度,电焊接桩时要由两人对称施焊,电流要适中,焊条要有出厂合格证,施焊时焊缝必须密实,不该有施工缺陷(如咬边、夹渣、焊瘤等)。

做好施工日志、隐蔽验收记录、原始记录和现场签证等工程技术资料,桩机的保养和维修要由专人负责,以便使工程能顺利进行。

对施工完毕的桩,应对其质量和承载能力进行检验鉴定,经检验合格,方可继续施工。

在静压桩施工完成后,土体中孔隙水压力开始消散,土体发生固结,强度逐渐恢复,上部桩柱穴区被充满,中部桩滑移区消失,下部桩挤压区压力减小,这时桩才开始获得了工程意义上的极限承载力。

从本工程的静载试验检验结果来看,新压制的两根桩承载力达到400t ,满足上部承载力的要求。

在工程的施工中我深刻理解到,静压桩的沉桩原理非常复杂,与土质情况、土层排列、硬土层厚度、桩的数量、设计桩距以及施工顺序、施工进度等都有关系。

随着工程实践知识的丰富,笔者希望在今后的工作中拿出更多的成功施工案例来和大家分享。

参考文献:[1]　赖龙威.静力压桩的技术特点及常见问题分析[J ].山西建筑,2008,34(10):1062107.I ncreasing loading perform ance for the fou nd ation b ased on adopting statistic stressing pileL I Shu 2ningAbstract :Combining with work practice ,it accords to general description on the project foundation construction situation ,provides methods of increasing foundation loading performance based on adopting statistic stressing pile ,and concludes concrete settlement pile technology ,project statistic test results prove that foundation loading performance satisfy using requirements.K ey w ords :foundation ,statistic stressing pile ,construction ,loading performance・401・第35卷第31期2009年11月 山西建筑SHANXI ARCHITECTURE Vol.35No.31Nov.　2009 底、桩侧压浆。

3)桩侧后压浆管阀与孔壁接触注浆点数量不宜少于4个,并沿圆周均匀分布,桩底后压浆管阀底端进入桩端土层不宜小于200mm 。

4)后压浆内导管宜采用焊接钢管,外径不宜小于25mm ,壁厚不应小于2.5mm 。

5)桩身混凝土强度等级C35;注浆材料采用普通硅酸盐水泥浆,浆液水灰比0.45～0.6,注浆压力不宜超过5MPa 。

3　施工方法3.1　施工放线根据桩位平面布置图及测量放线基准点,由专职测量人员进行放线工作,并会同甲方及监理共同验线。

3.2　钻机就位、埋设护筒钻机就位前,先平整场地,铺好枕木并用水平尺校正,保证钻机平稳、牢固。

在桩位埋设6mm ～8mm 厚钢板护筒,内径比孔口大100mm ～200mm ,埋深1m ～1.5m ,同时挖好泥浆池、排泥槽等。

3.3　钻进成孔1)采用反循环泥浆护壁成孔,钻进时如土质情况良好,可采取清水钻进,自然造浆护壁,或加入黏土泥浆护壁,泥浆密度为1.3t/m 3。

2)钻进时应根据土层情况加压,开始应轻压力、慢钻速,逐步转入正常,一般土层按钻具自重钢绳加压,不超过10kN ;钻机转速:合金钻头为180r/min ,钢粒钻头100r/min 。

在松软土层中钻进,应根据泥浆补给情况控制钻进速度,在硬土层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准。

3)钻进程序,根据场地、桩距和进度情况,可采用连打法,如发生塌孔现象时,需采用单击跳打法。

3.4　清孔桩孔钻完,采用泥浆置换方法进行清孔,直至孔内沉渣厚度小于100mm 。

清孔后泥浆密度不大于1.2t/m 3。

3.5　钢筋笼制作与吊放1)钢筋笼制作采用加劲箍成型法,保证钢筋位置与角度准确无误。

2)加劲箍与主筋焊接,螺旋箍筋与主筋之间绑扎牢固,压浆管与加劲箍用8号或12号铅丝绑扎连接。

3)钢筋笼入孔前,由专人负责安装压浆阀,并对其进行保护,防止压浆阀遭受撞击而损坏。

4)钢筋笼入孔时,应对准孔位,缓慢轻放,避免碰撞孔壁。

3.6　混凝土浇筑1)清孔后测量孔径,然后应用吊车吊放钢筋笼,进行隐蔽工程验收,合格后浇筑水下混凝土,混凝土坍落度宜为180mm ～220mm ,配合比通过试验确定。

2)浇筑混凝土的导管直径为200mm ～250mm 。

壁厚不小于3mm ,导管与钢筋应保持100mm 距离,导管使用前应试拼装,以水压力0.6MPa ～1.0MPa 进行试压。

3)开始浇筑水下混凝土时,管底至孔底的距离宜为300mm ～500mm ,并使导管一次埋入混凝土面以下0.8m 以上,在以后的浇筑中,导管埋深宜为2m ～6m 。

4)桩顶浇筑高度不能偏低,超灌高度控制在800mm 左右,保证在凿除泛浆层后,桩顶混凝土强度达到设计值。

3.7　后压浆1)桩身灌注2d ～3d 后即可进行桩的后压浆施工,后压浆采用水灰比为0.5～0.6的水泥浆。

通过埋设在桩侧和桩端的压浆管阀,用压力泵根据设计要求向桩体内压入水泥浆。

2)压浆管与压浆桩内导管之间的输浆管采用能承受2倍以上最大注浆压力的加筋软管,其长度不宜超过50m 。

3)压浆顺序一般应遵循先桩侧后桩端和先外围后中心的原则。

4)压浆量一般以水泥用量控制,总压浆量控制在1600kg ～2000kg 之间,其中桩侧:400kg ～600kg ;桩端1200kg ～1500kg 。

5)当满足下列条件之一时可终止压浆:a.压浆总量和注浆压力均达到设计要求,注浆终止压力一般为5MPa 。

b.压浆总量已达到设计值的70%,且注浆压力达到设计注浆压力的150%并维持5min 以上。

c.压浆总量已达到设计值的70%,且桩顶或地面出现明显上抬。

4　施工中常遇问题及处理方法施工中常遇问题和处理方法见表1。

表1　施工常遇问题及处理方法常遇问题防止措施及处理方法塌孔护筒周围用黏土封填紧密;钻进中及时添加新鲜泥浆,使其高于孔外水位;遇流砂、松散土层时,适当加大泥浆密度,不要使进尺过快,空转时间过长;轻度塌孔,加大泥浆密度和提高孔位;严重塌孔,用黏土块投入,待孔壁稳定后采用低速钻进钻孔偏移(倾斜)安装钻机时,要对导杆进行水平和垂直校正,检修钻孔设备,如钻杆弯曲,及时调换,遇软硬土层应控制进尺,低速钻进,偏斜过大时,填入石子、黏土重新钻进,控制钻速,慢速上下提升、下降,往复扫孔纠正;如有探头石,宜用钻机钻透流砂使孔内水压高于孔外水位0.5m 以上,适当加大泥浆密度,流砂严重时,可抛入碎砖、石、黏土用锤冲入流砂层,做成泥浆结块,使其成为坚厚孔壁,阻止流砂涌入钻孔漏浆适当加稠泥浆或倒入黏土慢速转动,或在回填土内掺片石、卵石,反复冲击,增强护壁、护筒周围及底部接缝,用土回填密实,适当控制孔内水头高度,不要使压力过大钢筋笼偏位、变形、上浮钢筋过长,应分2节～3节制作,分段吊放,分段焊接或设加筋箍加强;在钢筋笼部分主筋上,应每隔一定距离设置混凝土垫块或焊耳环控制保护层厚度;桩孔本身倾斜、偏位应在下钢筋笼前往复扫孔纠正,孔内沉渣应用清水置换或用适当密度泥浆清除;浇筑混凝土时,应将钢筋笼固定在孔壁上或压住;混凝土导管应埋入钢筋笼底面以下1.5m 以上黏性土层缩颈、糊钻除严格控制泥浆的粘度增大外,还应适当向孔内投入部分砂砾,防止糊钻;钻头,宜采用肋骨的钻头,边钻进边上下反复扩孔,防止缩颈卡钻事故孔斜针对地层特性选用优质泥浆,保持孔壁的稳定;防止或减少出现探头石,一旦发现探头石,用锥形钻将探头石挤压在孔壁内断桩力争首批混凝土灌注一次成功,钻孔选用较大密度和粘度、胶体率好的泥浆护壁;控制进尺速度、保持孔壁稳定;导管接头应用方丝扣连接,并设橡皮圈密封严密;孔口护筒不要埋设过浅;下钢筋笼骨架过程中,不应碰撞孔壁;灌注桩严重塌方,或者导管无法拔出形成断桩,可在一侧补桩;深度不大可挖出;对断桩处做适当处理后,支模重新浇筑混凝土5　施工效果分析1)经济分析。