建筑桩端后压浆法施工工艺探讨
董建广
【摘要】桩端后压浆技术应用于灌注桩施工中，起到加固作用，可有效提高桩承载力，尤其是在提高高层建筑地基的稳定性方面效果显著。
【关键词】建筑工程；灌注桩；作用；参数；工艺
【Abstract】The pile end post mud jacking technology application in bored pile construction， the reinforcement effect， can effectively improve the pile bearing capacity， especially in the increase of high-rise building foundation stability effect.
【Key words】Construction engineering；Pile；Interaction；Parameter；Process
随着我国建筑业的迅速发展，高层建筑项目越来越多，面对日益加大的建筑荷载，对于建筑基础部分的承载能力提出更高的要求，特别是在一些特殊地质条件下，要求更加严格。因此，桩端后压技术在建筑工程建设中发挥了重要作用，并得到了推广。
1. 桩端后压浆法适用的地质条件
桩端后压浆法一般适用于砂砾碎石层、卵石层等地质条件，碎石含量应在50%以上，碎石、卵石和土的粘合力差，本身较为坚硬，分散均匀，如果采用桩端后压浆法，要注意其厚度能够达到规定值。
2. 加固机理
在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设，桩砼的强度达到规定值，把有聚合作用的浆液经过压力推动，穿过管道进入碎石地质中，把原来没有凝和，松散而分离的石头，土，杂质等粘连在一起，与泥浆融为一个硬度较大，承重能力较强的整体，扩散过程本身作为根系的原理，向下方和两侧扩展，而群桩更将底层连接起来，使所有成分融合在一起，进而使得无法达到受力标准的碎石也具有了承载能力，在灌注桩工艺开展时，不管怎样进行清孔，依然会留下沉渣，只是数量多少的问题。初灌时，混凝土从细长的导管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成“虚尖”、“干碴石”；孔壁的泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合，降低了摩擦系数，以上几点都影响到灌注桩的桩端承载力和侧壁摩阻力。浆液压入桩端后首先和桩端的沉渣、离析的“虚尖”、“干碴石”相结合，提升该地区的紧密效果，使承受能力变大，浆液出现上泛的过程减少了泥皮问题的产生，使得桩稳定性，另外，浆液的水平渗透具有提升固体直径的效果，这几种方法能够显著提升桩的稳固性。其效果不容忽视。
3. 压浆参数的设定
压浆参数主要包括压浆水灰比、压浆量以及闭盘压力，因为地质条件的差异，工程的参数标准上也有差异，工程桩工艺开展以前，要参照从前的工作经验，初设定一个参数值，根据这个值进行试验操作，试验得到最佳效果后对于桩的状态进行测验和记录，得到最终参数。
3.1水灰比。 水灰比是一个范围值，通常不应该设置的太大或者是太小，如果太大的话，就会干扰到压浆活动，但是太小的话，在压力的影响下，就会发生离析现象。一般数值的选取在0.4～0.5左右。
3.2压浆量。 压浆量是指单桩压浆的水泥用量，它与碎石层的碎石含量以及桩间距有关，取决于碎石层的孔隙率，在碎石层碎石含量为50%～70%，桩间距为4～5m的条件下，压浆量一般为115～210t。它是控制后压浆施工是否完成的主要参数。
3.3闭盘压力。 闭盘压力是指结束压浆的控制压力，通常说来，对灌注桩的压浆量的掌握控制，一定会参照通过试验得到的参数值，但也应考虑压浆的动力带来的情况变化，压浆量与计划不符，而压力超过时就要静止压浆工作，压力太大可能发生离析而使管道无法畅通，另外，压力太大对碎石层造成过大压力，可能反倒推动桩上升，一般闭盘的最大压力应该控制在018MPa. 参照事先计划好的参数值（通常根据相似工程值设定），开展桩体施工，合格后检验静载结果，并计算出本次压浆的参照值，经过审核判定，就可开展工作。
4. 后压浆施工工艺
4.1施工工艺流程。 灌注桩成孔→钢筋笼制作→压浆管制作→灌注桩清孔→压浆管绑扎→下钢筋笼→灌注桩→混凝土后压浆施工。
4.2施工要点。
4.2.1压浆管的制作。在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25mm的黑铁管制作，接头采用丝扣连接，两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出55cm，在桩底部长出钢筋笼5cm，上部高出桩顶混凝土面50cm但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm制作成压浆喷头（俗称花管），在该部分采用钻头均匀钻出4排（每排4个）、间距3cm、直径3mm的压浆孔作为压浆喷头；用图钉将压浆孔堵严，外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严，这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置：当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂、图钉弹出，水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入碎石层中，而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。
4.2.2压浆管的布置。将2根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼，在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护，钢筋笼不得扭曲，以免造成压浆管在丝扣连接处松动，喷头部分应加混凝土垫块保护，不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。
4.2.3压浆桩位的选择。参照从前的经验，水泥浆通过压力进入到内层中，所进入的面积和深度都较广，为了杜绝某些薄弱点成为泥浆的突破口，灌注工艺3～7d以后才能开始压浆，并且四周8m内区域内已经停止钻孔工艺，而周围砼浇筑工作都要超过3 天时间。
4.2.4水泥浆液的制作。压浆水泥浆液采用普通硅酸盐P.O42.5制作，第一盘水灰比为0.7，第二盘加大水泥用量，水灰比变为0.5直至压浆结束。水泥浆液应经过筛网过滤，防止有未搅开的水泥颗粒堵塞压浆管。
4.2.5压浆施工顺序。压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩位再施工中间桩；压浆时采用2根桩循环压浆，即先压第1根桩的A管，压浆量约占总量的70%（111 ～ 114t水泥），压完后再压另1根桩的A管，然后依次为第1根桩的B管和第2根桩的B管，这样就能保证同一根桩2根管压浆时间间隔30 ～ 60min以上，给水泥浆一个在碎石层中扩散的时间。压浆时应做好施工记录，记录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。
4.2.6压浆量、压浆压力和压浆控制标准。因压浆量无成型的理论计算公式，并且不同的地质条件压浆量也会不同，经专家分析论证，该工程单桩压浆量可控制在0.8～1.2t水泥之间。压浆压力在1.5MPa～2.5MPa之间。压浆时采用控制压浆量和控制压浆压力的双控办法，优先控制注入水泥量在0.8t～1.2t 之间，其次控制压力，即压浆无明显吃浆现象且压力持续上升到2.0MPa 即可停止压浆。
5. 压浆施工中出现的问题和相应措施
底部管阀防水胶布和密封橡皮破损。管阀加工时，要严格保护防水胶布和密封橡皮，在钢筋笼吊放过程中，严禁扭笼、墩笼、撞笼，主要要缓慢竖直下放钢筋笼，在钢筋笼接近桩底时，严谨扭动钢筋笼，在进入土层时必须严防管阀受到损坏；如在浇筑混凝土过程发现管阀破损，应在混凝土浇筑完毕24h后，用清水冲洗管阀，后注浆时，应先施工该注浆孔，后再施工其它孔。
5.1喷头打不开。 使用超过10mpa的压力不能打开喷头，则可以判定喷头已经出现故障，不能再继续施压，选择其它管，使该管的缺失量得到补充。
5.2出现冒浆。 压浆的过程会发生水泥浆液溢出的情况，如果溢出点在地面或者另外的桩体中出现，则说明底部已经较满，无需继续压浆，如果溢出的位置是该桩的旁侧，也基本可以判定为压浆完成，如果溢出点在本桩旁侧但是压浆量不多，就要把该管使用洁净水进行冲洗干净，第二日待已经压入的水泥浆发生终凝，溢出孔道已经出现阻塞再行压浆。
5.3注浆中断。 一旦发生注浆中断，应立即查明注浆中断原因，并采取排除故障的有效措施，故障排除后要尽快恢复注浆，先从注稀浆开始恢复注浆，逐级增加浆液浓度，若注浆压力大幅度上升，进浆量明显减少，短时间内即注浆结束，很可能是杂物堵塞被注介质内的裂隙，此时，应立即重新扫孔和冲洗，扫孔及冲洗后再进行注浆，若注浆效果仍无改善，则先间歇一段时间，再在在附近钻孔补注，若恢复注浆后，当进浆量已接近中断前的进浆量，则可尽快恢复到中断前的注浆稠度。
5.4桩体上抬和地面隆起。 在进行桩端后注浆时，应时刻观测地面和桩顶是否发生隆起，若发现地面有隆起或桩体有明显上抬，则应立即降低注浆压力继续灌注，同时查明导致地面隆起和桩体上抬的原因，采取相应措施解决桩体上抬和地面隆起。
5.5注浆达不到结束标准。 压浆过程最好一次完成，利用群桩，调整施工封闭圆，在中间开始工作，这有助于压浆效果的提升，如果发现单个压浆量无法完成效果，可以采取以下措施解决问题：
（1）通过采用加大水灰比来提高浆液的浓度，同时加入速凝剂（如水玻璃等），此外，要严格控制浆液的凝胶时间。
（2）采用间歇注浆的方式，间歇时间长短和注浆材料用量需要根据地质条件和注浆目的来决定，间歇注浆可以促使浆液在静止状态下沉积。
（3）采取措施促使浆液中的颗粒尽快沉积，比如：尽量减小浆液在裂隙中的流动速度，降低注浆压力，限制浆液流量。
（4）对于地下水丰富的区域，宜采用反复间歇注浆办法，对于填充注浆，可采用专门的注浆设备进行注浆，并在浆液中加入砂等粗粒料。参考是否可以增大临近桩的压浆效果，弥补其不足。
6. 结语
地质情况的不同导致了施工条件的不同，可以说没有两个工程压浆参数是完全一样的，所谓的预设参数也是根据工程的相似性来设定的，最终得到的参数应当是试验桩的测定结果，我国这方面的工艺落后，因此经验的积累需要时间和技术的提升，加之善于总结，最终形成完善的技术系统。灌注桩工艺加上后压浆办法，使得桩体的承受能力增强，效率提高，节约花费，因此，在适当的条件下，进行压浆工艺的推广前景良好。
参考文献
[1]王媛. 钻孔灌注桩后压浆技术的应用[J]. 广东建材2010（07）
[2]彭国婧.灌注桩后压浆技术施工工艺探析[J].中国新技术、新产品2010（13）
[3]张忠苗.灌注桩后压浆技术及工程应用[J].建筑工业出版社，2009.
[4]石晓红. 灌注桩后压浆技术及应用[J]. 山西建筑，2004.
[5]李桂池. 钻孔压浆成桩法施工工艺[J]. 建筑技术1993（3）
[6]朱奎，周鹏飞.钻孔灌注桩桩底压浆技术的应用研究[J].岩士工程技术，2008，1
[文章编号]1619-2737（2014）04-28-335
【摘要】桩端后压浆技术应用于灌注桩施工中，起到加固作用，可有效提高桩承载力，尤其是在提高高层建筑地基的稳定性方面效果显著。
【关键词】建筑工程；灌注桩；作用；参数；工艺
【Abstract】The pile end post mud jacking technology application in bored pile construction， the reinforcement effect， can effectively improve the pile bearing capacity， especially in the increase of high-rise building foundation stability effect.
【Key words】Construction engineering；Pile；Interaction；Parameter；Process
随着我国建筑业的迅速发展，高层建筑项目越来越多，面对日益加大的建筑荷载，对于建筑基础部分的承载能力提出更高的要求，特别是在一些特殊地质条件下，要求更加严格。因此，桩端后压技术在建筑工程建设中发挥了重要作用，并得到了推广。
1. 桩端后压浆法适用的地质条件
桩端后压浆法一般适用于砂砾碎石层、卵石层等地质条件，碎石含量应在50%以上，碎石、卵石和土的粘合力差，本身较为坚硬，分散均匀，如果采用桩端后压浆法，要注意其厚度能够达到规定值。
2. 加固机理
在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设，桩砼的强度达到规定值，把有聚合作用的浆液经过压力推动，穿过管道进入碎石地质中，把原来没有凝和，松散而分离的石头，土，杂质等粘连在一起，与泥浆融为一个硬度较大，承重能力较强的整体，扩散过程本身作为根系的原理，向下方和两侧扩展，而群桩更将底层连接起来，使所有成分融合在一起，进而使得无法达到受力标准的碎石也具有了承载能力，在灌注桩工艺开展时，不管怎样进行清孔，依然会留下沉渣，只是数量多少的问题。初灌时，混凝土从细长的导管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成“虚尖”、“干碴石”；孔壁的泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合，降低了摩擦系数，以上几点都影响到灌注桩的桩端承载力和侧壁摩阻力。浆液压入桩端后首先和桩端的沉渣、离析的“虚尖”、“干碴石”相结合，提升该地区的紧密效果，使承受能力变大，浆液出现上泛的过程减少了泥皮问题的产生，使得桩稳定性，另外，浆液的水平渗透具有提升固体直径的效果，这几种方法能够显著提升桩的稳固性。其效果不容忽视。
3. 压浆参数的设定
压浆参数主要包括压浆水灰比、压浆量以及闭盘压力，因为地质条件的差异，工程的参数标准上也有差异，工程桩工艺开展以前，要参照从前的工作经验，初设定一个参数值，根据这个值进行试验操作，试验得到最佳效果后对于桩的状态进行测验和记录，得到最终参数。
3.1水灰比。 水灰比是一个范围值，通常不应该设置的太大或者是太小，如果太大的话，就会干扰到压浆活动，但是太小的话，在压力的影响下，就会发生离析现象。一般数值的选取在0.4～0.5左右。
3.2压浆量。 压浆量是指单桩压浆的水泥用量，它与碎石层的碎石含量以及桩间距有关，取决于碎石层的孔隙率，在碎石层碎石含量为50%～70%，桩间距为4～5m的条件下，压浆量一般为115～210t。它是控制后压浆施工是否完成的主要参数。
3.3闭盘压力。 闭盘压力是指结束压浆的控制压力，通常说来，对灌注桩的压浆量的掌握控制，一定会参照通过试验得到的参数值，但也应考虑压浆的动力带来的情况变化，压浆量与计划不符，而压力超过时就要静止压浆工作，压力太大可能发生离析而使管道无法畅通，另外，压力太大对碎石层造成过大压力，可能反倒推动桩上升，一般闭盘的最大压力应该控制在018MPa. 参照事先计划好的参数值（通常根据相似工程值设定），开展桩体施工，合格后检验静载结果，并计算出本次压浆的参照值，经过审核判定，就可开展工作。
4. 后压浆施工工艺
4.1施工工艺流程。 灌注桩成孔→钢筋笼制作→压浆管制作→灌注桩清孔→压浆管绑扎→下钢筋笼→灌注桩→混凝土后压浆施工。
4.2施工要点。
4.2.1压浆管的制作。在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25mm的黑铁管制作，接头采用丝扣连接，两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出55cm，在桩底部长出钢筋笼5cm，上部高出桩顶混凝土面50cm但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm制作成压浆喷头（俗称花管），在该部分采用钻头均匀钻出4排（每排4个）、间距3cm、直径3mm的压浆孔作为压浆喷头；用图钉将压浆孔堵严，外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严，这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置：当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂、图钉弹出，水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入碎石层中，而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。
4.2.2压浆管的布置。将2根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼，在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护，钢筋笼不得扭曲，以免造成压浆管在丝扣连接处松动，喷头部分应加混凝土垫块保护，不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。
4.2.3压浆桩位的选择。参照从前的经验，水泥浆通过压力进入到内层中，所进入的面积和深度都较广，为了杜绝某些薄弱点成为泥浆的突破口，灌注工艺3～7d以后才能开始压浆，并且四周8m内区域内已经停止钻孔工艺，而周围砼浇筑工作都要超过3 天时间。
4.2.4水泥浆液的制作。压浆水泥浆液采用普通硅酸盐P.O42.5制作，第一盘水灰比为0.7，第二盘加大水泥用量，水灰比变为0.5直至压浆结束。水泥浆液应经过筛网过滤，防止有未搅开的水泥颗粒堵塞压浆管。
4.2.5压浆施工顺序。压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩位再施工中间桩；压浆时采用2根桩循环压浆，即先压第1根桩的A管，压浆量约占总量的70%（111 ～ 114t水泥），压完后再压另1根桩的A管，然后依次为第1根桩的B管和第2根桩的B管，这样就能保证同一根桩2根管压浆时间间隔30 ～ 60min以上，给水泥浆一个在碎石层中扩散的时间。压浆时应做好施工记录，记录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。
4.2.6压浆量、压浆压力和压浆控制标准。因压浆量无成型的理论计算公式，并且不同的地质条件压浆量也会不同，经专家分析论证，该工程单桩压浆量可控制在0.8～1.2t水泥之间。压浆压力在1.5MPa～2.5MPa之间。压浆时采用控制压浆量和控制压浆压力的双控办法，优先控制注入水泥量在0.8t～1.2t 之间，其次控制压力，即压浆无明显吃浆现象且压力持续上升到2.0MPa 即可停止压浆。
5. 压浆施工中出现的问题和相应措施
底部管阀防水胶布和密封橡皮破损。管阀加工时，要严格保护防水胶布和密封橡皮，在钢筋笼吊放过程中，严禁扭笼、墩笼、撞笼，主要要缓慢竖直下放钢筋笼，在钢筋笼接近桩底时，严谨扭动钢筋笼，在进入土层时必须严防管阀受到损坏；如在浇筑混凝土过程发现管阀破损，应在混凝土浇筑完毕24h后，用清水冲洗管阀，后注浆时，应先施工该注浆孔，后再施工其它孔。
5.1喷头打不开。 使用超过10mpa的压力不能打开喷头，则可以判定喷头已经出现故障，不能再继续施压，选择其它管，使该管的缺失量得到补充。
5.2出现冒浆。 压浆的过程会发生水泥浆液溢出的情况，如果溢出点在地面或者另外的桩体中出现，则说明底部已经较满，无需继续压浆，如果溢出的位置是该桩的旁侧，也基本可以判定为压浆完成，如果溢出点在本桩旁侧但是压浆量不多，就要把该管使用洁净水进行冲洗干净，第二日待已经压入的水泥浆发生终凝，溢出孔道已经出现阻塞再行压浆。
5.3注浆中断。 一旦发生注浆中断，应立即查明注浆中断原因，并采取排除故障的有效措施，故障排除后要尽快恢复注浆，先从注稀浆开始恢复注浆，逐级增加浆液浓度，若注浆压力大幅度上升，进浆量明显减少，短时间内即注浆结束，很可能是杂物堵塞被注介质内的裂隙，此时，应立即重新扫孔和冲洗，扫孔及冲洗后再进行注浆，若注浆效果仍无改善，则先间歇一段时间，再在在附近钻孔补注，若恢复注浆后，当进浆量已接近中断前的进浆量，则可尽快恢复到中断前的注浆稠度。
5.4桩体上抬和地面隆起。 在进行桩端后注浆时，应时刻观测地面和桩顶是否发生隆起，若发现地面有隆起或桩体有明显上抬，则应立即降低注浆压力继续灌注，同时查明导致地面隆起和桩体上抬的原因，采取相应措施解决桩体上抬和地面隆起。
5.5注浆达不到结束标准。 压浆过程最好一次完成，利用群桩，调整施工封闭圆，在中间开始工作，这有助于压浆效果的提升，如果发现单个压浆量无法完成效果，可以采取以下措施解决问题：
（1）通过采用加大水灰比来提高浆液的浓度，同时加入速凝剂（如水玻璃等），此外，要严格控制浆液的凝胶时间。
（2）采用间歇注浆的方式，间歇时间长短和注浆材料用量需要根据地质条件和注浆目的来决定，间歇注浆可以促使浆液在静止状态下沉积。
（3）采取措施促使浆液中的颗粒尽快沉积，比如：尽量减小浆液在裂隙中的流动速度，降低注浆压力，限制浆液流量。
（4）对于地下水丰富的区域，宜采用反复间歇注浆办法，对于填充注浆，可采用专门的注浆设备进行注浆，并在浆液中加入砂等粗粒料。参考是否可以增大临近桩的压浆效果，弥补其不足。
6. 结语
地质情况的不同导致了施工条件的不同，可以说没有两个工程压浆参数是完全一样的，所谓的预设参数也是根据工程的相似性来设定的，最终得到的参数应当是试验桩的测定结果，我国这方面的工艺落后，因此经验的积累需要时间和技术的提升，加之善于总结，最终形成完善的技术系统。灌注桩工艺加上后压浆办法，使得桩体的承受能力增强，效率提高，节约花费，因此，在适当的条件下，进行压浆工艺的推广前景良好。
参考文献
[1]王媛. 钻孔灌注桩后压浆技术的应用[J]. 广东建材2010（07）
[2]彭国婧.灌注桩后压浆技术施工工艺探析[J].中国新技术、新产品2010（13）
[3]张忠苗.灌注桩后压浆技术及工程应用[J].建筑工业出版社，2009.
[4]石晓红. 灌注桩后压浆技术及应用[J]. 山西建筑，2004.
[5]李桂池. 钻孔压浆成桩法施工工艺[J]. 建筑技术1993（3）
[6]朱奎，周鹏飞.钻孔灌注桩桩底压浆技术的应用研究[J].岩士工程技术，2008，1
[文章编号]1619-2737（2014）04-28-335
