浅析后压浆旋挖钻孔灌注桩技术

■赵彦刚 ■内蒙古北联电能源开发公司，内蒙古 呼和浩特 010020

旋挖钻孔技术与后压浆技术属于桩基工程的先进技术，从不同的方面解决了传统钻孔灌注桩的不足与缺陷，但又都没有从根本上全面解决这些问题。后压浆旋挖钻孔灌注桩技术把这两种技术结合起来，很好地解决了传统钻孔灌注桩的不足。

1 技术特点

⑴后压浆旋挖钻孔灌注桩具有较高的承载力和较小的沉降量，且承载力均匀，离散性小。与传统钻孔灌注桩相比，可提高承载力50% ～100%。⑵施工效率高，节约工期。比传统灌注桩工艺提高施工效率5～10倍，有时可达15倍。⑶有利于环境保护:后压浆旋挖钻孔灌注桩不需要循环泥浆，钻孔过程仅采用制备的稳定液，其作用起稳定孔壁和平衡钻孔内外水压力差的作用，与传统钻孔灌注桩相比，泥浆的使用和排放量大大减少，避免了传统钻孔带来的泥浆污染问题，因此有“绿色施工工艺”之美称。⑷节约土地资源和水资源:旋挖钻机成孔时，孔内泥土以渣土的形式被钻头取上来，然后通过运输车辆运送到指定地点，同时由于不需要循环泥浆，也就不会排放大量泥浆。⑸有利于保证桩基质量:首先，旋挖钻机本身配置了较先进的监测孔深、孔斜、对中等电子装置。其次，旋挖钻孔是通过筒式钻斗多次的上下往返完成成孔作业，使得孔壁更加粗糙，孔型更加完整，特别是使用预先配置的优质稳定液，在孔壁不会形成过厚的泥皮。⑹可节约工程造价20% ～30%。⑺后压浆装置及安装操作简单、实用，材料易得，价格低廉，技术工艺方便，压浆成功率可达98%以上。

2 适用范围

适用于各类土层、砂层、卵(砾)石层、全风化基岩等地层的钻孔灌注桩工程。

3 工艺原理

后压浆旋挖钻孔灌注桩是将后压浆技术与旋挖钻孔技术相结合而产生的新的桩基技术，是提高钻孔灌注桩承载力的较先进的技术手段。其原理就是在充分发挥旋挖钻孔灌注桩的优势同时，在旋挖钻孔灌注桩中预埋注浆管，通过桩身的注浆管对桩侧土层、桩端土或桩端沉渣实施压力注浆，通过桩侧与桩端压浆浆液的渗透、扩散、置换、充填、挤密和固结等一系列物理和化学作用，消除桩侧泥皮、桩端沉渣、桩身混凝土收缩等影响承载力因素，同时使桩侧、桩端土层得到加固，强度提高，从而提高桩侧、桩端摩阻力，使桩的承载力得到提高。

4 工艺流程及操作要点

4.1 后压浆旋挖钻孔灌注桩工艺流程

4.2 后压浆施工操作要点

4.2.1 后压浆装置及安装

本技术的后压浆装置，由纵向压浆导管和环向出浆软管组成，纵向压浆导管由外径20-33.5mm的普通钢管制作，主要作用是将浆液从地面压入环向出浆软管，纵向压浆导管通至地面，一般高出地面20cm。环向出浆软管由优质PVC管和保护装置组成，在PVC管上向桩身外侧每间隔3～5cm设置一出浆孔(对位于桩端的环向出浆软管还应顺桩端方向设置出浆孔)，出浆孔由胶带封缠后，外套橡胶套作为保护装置。环向出浆软管与纵向压浆导管通过三通连接组成闭合的，可向桩身周围出浆的后压浆装置。每根桩应安装多个后压浆装置，以桩端为第一个，沿桩身向上每隔6～12米安装一个，最顶端的后压浆装置距桩顶不超过15米。环向出浆软管的长度应根据钢筋笼的外径确定，其形成闭合环的内径应与钢筋笼外径相等。纵向压浆导管顺钢筋笼方向与钢筋笼绑扎一起，环向出浆软管环绕钢筋笼与钢筋绑扎一起，

4.2.2 浆液配比及制备

浆液一般选用水泥浆，必要时可掺加适量的减水剂和膨胀剂，以改善浆液性能，提高注浆效率。水泥选用强度等级为42.5Mpa和32.5MPa的普通硅酸盐水泥。浆液浓度选用两种，即水灰比分别为0.6和0.8，选用稀浆是为了使浆液充分的渗透，注浆效果达到预期目的，稠浆是为了使浆液进一步充填压密。水泥浆液必须两次搅拌，每次搅拌时间不少于10分钟，搅拌采用自制的搅拌筒。第一次搅拌完成后放入另一个搅拌筒。两次搅拌的目的是为了使浆液的和易性更加良好，有利于压浆的效果。

4.2.3 压浆压力的控制

压浆压力包括开塞压力、压注清水压力、压注稀浆压力和压注稠浆时的压力。(1)开塞压力是为了开通后压浆装置与桩周土的连通，因此开塞压力无需控制。(2)在注清水时的压力应加以控制。防止清水在过高压力下向桩周土渗透，一般情况下应控制在1.0Mpa左右。(3)压稀释浆时的压力也应加控制，因为压注稀浆是为了使浆液沿桩周渗透距离更远，充填更充分，同时应防止浆液随意扩散。一般情况下控制在1.5Mpa左右。(4)压注稠浆时的压力可适当提高，因为压注稠浆是为使浆液渗透进一步充分密实，因此在注稠浆时的压力可控制在2.0Mpa左右。压注清水和压浆一般选用BW-150型或BW-250型压浆泵即可。

4.2.4 后压浆工艺流程及后压浆质量控制标准后压浆工艺流程如下图3所示

图3 后压浆工艺流程图

⑴开塞。开塞是指将安装在桩身上的后压浆装置开通，使其与桩周土连通，使浆液能顺利的通过后压浆装置渗入桩周土和桩侧与桩周土的空隙中。⑵后注清水。后压浆装置开塞以后尚应继续保持一定的压力，并压注不小于5分钟的清水。通过压注清水，清除并冲开桩侧泥皮和缝隙，保证浆液顺利沿桩周流动，保证后压浆的效果。⑶压浆时间应在桩身混凝土灌注完成48小时～84小时进行。⑷压浆时应按着先桩上部压浆，再桩端压浆，最后桩中间的压浆。⑸稀浆压完后，应在60min内进行压稠浆。⑹压浆终止标准。压浆终止标准以压浆量控制为主，压力控制为辅。当出现下列问题时，可采取如下措施予以处理。

①当一个压浆装置由于压力太高浆液压不进时，可通过其邻近压浆装置将剩余浆液压注完毕。②当一个压浆装置压浆量没有达到设计要求压浆量时，出现地面冒浆或串浆，可暂时停止压浆，并冲洗压浆装置，停止60min后，再进行复压，如此反复直到达到设计压浆量。③当某个压浆装置达到设计压浆量，但仍能继续压浆且压力较低时，应停止压浆，改用稠浆继续压浆。

5 应用实例

我公司利用旋挖钻孔灌注桩后压浆技术先后在不同地区完成了数十项工程，通过载荷试验对比，与传统钻孔灌注桩相比，后压浆旋挖钻孔灌注桩的承载力有较大幅度的提高，增幅一般在40-100%。

［1］聂建国.混凝土灌注桩后压浆技术应用探析［J］，山西建筑，2004年20期.

［2］黄生根，张晓炜，曹辉.后压浆钻孔灌注桩的荷载传递机理研究［J］，岩土力学，2004 年02期.