桩端后压浆技术在建筑桩基工程中的应用

2019-02-20吴昊

城市建设理论研究（电子版） 2019年15期

吴昊

江苏煤炭地质勘探二队江苏徐州 221006

在国内经济水平的稳定上升过程中，各种全新的建筑工程逐步涌现出来，不仅有工业建筑、民用建筑，还出现了超高层建筑。这些建筑类型的出现，不仅意味着建筑水平的整体性提高，还直接彰显着建筑技术应用的进一步完善。对于当前的建筑工程施工而言，钻孔灌注桩技术属于主要的一种应用技术。这一技术的优点在于它的噪音非常低，并且振动幅度小，在基础的桩长或者桩径上都能够自由选择，不会受到过多的约束。但是钻孔灌注桩技术本身也存在一定的不足之处，尤其是在施工的时候，容易出现清孔不彻底的状况，进而导致钻孔灌注桩无法保持原来的强大摩擦力，使得灌注桩的承载力逐步降低，桩材也会因此得不到合理的利用。为了弥补钻孔灌注桩技术的不足，桩端后压浆技术便成为了主要的技术应用，这一技术的应用集中在钻孔灌注桩成型以后，它能够对钻孔灌注桩展开压力灌浆，以进一步加固，极大提高灌注桩的承载能力。桩端后压浆技术在上世纪80年代初便已经进入了我国，并且在近些年的发展中已经得到了多方面推广和应用，实际的技术水平获得了整体性提升。但是在不同的建筑工程施工中，依旧会有一定的适用条件，需要根据实际的施工现场状况选择应用。

一、桩端后压浆技术的应用机理

对于桩端后压浆技术的应用，首先需要认识到这一技术应当发生在钻孔灌注桩技术成桩以后，这时候的灌注桩已经具备了一定的强度，接着可以通过桩内预埋的注浆管，将一些浆液注入灌注桩底部的土体当中。对于浆液的选择，通常会选择水泥这一类型，所采用的注入形式包括基础的充填和灌透，一些时候也会根据灌注需求选择劈裂灌浆以及压密灌浆等形式。这些不同的灌浆方式都能够合理地应用到灌注桩的注浆过程中，而且能够对土层形成填充和渗透的作用，无论是持力层的软化，还是孔底沉渣以及泥浆护壁上的泥皮，都能够加以固结处理，形成高强度的水泥土层，确保灌注桩的桩端受力面积得到明显的增大，整体的稳固性也会因此而提升。有效的注浆流程不仅能够迅速加固持力层，还会改善基础的受力状态，使得持力层的土体强度得到迅速的恢复和提高，一定程度上能够提升灌注桩的承载力，不容易再出现大幅度的沉降现象。由于桩端后压浆这一技术的应用流程较为简单快捷，并且所形成的灌注桩将具备较高的承载力，基础的工程造价也非常低，因而所适用的施工范围较为广泛，在不同的桩基工程和桥梁建设当中都得到了合理的应用。

二、桩端后压浆技术在建筑桩基施工中的应用

1.选择最为合适的桩形

桩端后压浆技术在建筑桩基施工中的应用，首先需要根据实际的建筑桩基施工需求，选择最为合适的桩形。由于不同的建筑工程所涉及到的桩形会有所区别，因而施工人员需要优先对现场区域进行勘察，分别记录各项施工数据，再选择对应的钻孔灌注桩技术，决定合适的桩形。在单桩的承载力上，需要着重考虑灌注桩的承载范围，假设桩端后压浆技术要求单桩承载力为4500KN以上，那么对于整个灌注桩的荷载要求也会处于较高状态，高层建筑的沉降状态也会因此而变得敏感，容易由于荷载压力过大而出现一些变形沉降问题。对于承载力达到4500KN的单桩，基础的持力层可以选择粘性较强的土碎石层，并且应当在6m左右的水平。而桩径则需要设置为1000mm，基础的桩长要求达到35m，只有这样的桩基水平才能够满足实际的钻孔灌注桩承载需求。由于桩形的选择将直接影响到建筑工程建设的稳定性，因而需要考虑到多方面的影响因素。在选择桩形的时候，施工人员应当对不同的桩形的承载力及适用性进行对比，包括最为常见的钻孔灌注桩、灌注低压桩、支盘桩，只有对这三种桩形加以合理明确的对比，才能够选择采用承载力最高的压浆技术，以确保施工的合理完善性。如针对承载力处于4500KN的单桩，可以选择直径1000mm长度则为32m的钻孔灌注桩，并进行全方面的桩端后压浆处理。根据当前的计算分析，可以得出这种桩端后压浆技术所形成的灌注桩，在抗压的能力上达到了6000KN，已经满足了实际的施工需求。

2.确定合适的桩端后压浆参数

对于桩端后压浆技术在建筑桩基施工中的应用而言，桩端后压浆参数的确定属于非常关键的内容。在实际的参数确定过程中，首先需要确定压浆管设置的根数，冰神应当根据灌注桩的直径和空隙率，再灌注桩周围布置不等数量的压浆管，通常为3到5根，具体的数量设置应当根据空隙率的大小做出调整。如果灌注桩持力层的空隙率较小，那么压浆管的根数便会相对较多。如果灌注桩持力层的空隙率较大，那么所设置的压浆管数量便可以适当减少。同时，为了从最大程度上提高建筑工程施工质量，还需要在钢筋笼的周围额外布置两根压浆管，这两根压浆管的直径选择通常在30mm到45mm之间。在桩端后压浆技术的实践过程中，具体的压浆量参数计算需要保持较为合理的状态。至于桩端后压浆技术的压力选择，则可以根据以前的施工经验结合当前的灌注桩强度进行确定。只有保持较为合适的压浆压力，才能够提高地基工程施工质量。经过现有的研究表明，压浆压力与持力层和桩长有着最为直接的联系，假设建筑工程地基的桩长为32m，持力层厚度则处于6m的状态，那么在压浆的开始阶段需要将压力控制在8MPa的水平，接着在持续的注浆阶段，也可以有所减少，但也需要保持在4MPa左右，不能够低于这一水平。到了结束阶段，压浆的压力需要控制在6MPa。此外，浆液配比也是桩端后压浆技术的重要参数内容，通常需要选择P.O42.5R水泥，为了确保稀浆有较强的渗透力，还需要将水灰比控制在0.6：1.0的比例。如果是中等浓度的浆液，水灰比往往还需要控制在0.5：1.0，以对预定范围形成良好的加固作用，进一步压实填充。对于浓浆的水灰比则可以控制在0.4：1.0，以优化浆体的脱水功能，并且还需要在浆液中添加一定的固体膨胀剂。

3.桩端后压浆技术施工流程

现如今的桩端后压浆技术，主要应用于高层建筑桩基施工过程中，而且应用时候的工艺流程往往较为复杂，无论技术应用中的哪一个环节缺乏合理的控制都会出现问题，引发各种不良的后果。因而还需要做好基础的施工准备工作，确保整个桩端后压浆施工可以合理开展。在桩端后压浆技术的实践过程中，需要着重做好压浆管的制作和预埋工作，通常可以采用直径32mm的焊铁管，并且可以用铁丝绑扎住钢筋笼和压浆管。一般而言，铁管管顶英代高出孔口40cm左右，并且在距离管底35cm的位置应当以梅花桩的方式进行排桩布置。在压浆的时候，所采用的最大压力应当为10MPa，通常不会超过这一范围。如果桩体混凝土已经达到了设计标准的百分之八十，那么便可以展开预压操作。为了确保整个压浆操作能够顺利进行，还需要尽可能防止射浆孔出现堵塞的状况。在压浆压力的设置上，通常会根据实际的压浆技术应用需求，逐步增加压浆时候的压力，从最小的2MPa一步步增加到8MPa。在这个过程中，单桩压浆量大概为3.5m3 ，这一数值也会随着实际的压浆状况有所变动，但通常不会产生太大的差异。最后，在压浆的顺序上，由于压浆水泥本身的不确定性非常高。因而在灌注桩施工的过程中，应当先对桩体周围进行压浆施工，然后再从中间进行，以呈现出良好的浆液封闭成效。在围绕中间桩位置进行压浆的时候，需要实时增加一部分压浆量，进而提高压浆的最终成效。

三、桩端后压浆技术施工质量的保证措施

在当前的建筑施工当中，为了充分提高桩基工程的稳定合理性，钻孔灌注桩技术的应用也得到了延伸和拓展，桩端后压浆技术在其中的应用，不仅有助于提高灌注桩的承载能力，还能够有效减少灌注桩周围的摩擦阻力，有利于提高灌注桩质量。在实际的施工过程中，需要按照相关的规范要求进行要求，确保所有的流程都与设计图纸有着较高的吻合程度，以确保整个施工流程有较好的施工成效。在具体的施工质量保证措施上，还需要着重关注以下几方面的内容：

首先，在钻孔灌注桩成孔的时候，应当保证钻孔有较好的垂直度，避免出现缩径的状况，也能够保证钢筋笼顺利下入，压浆管的通过也会较为容易，不然会由于钢筋笼的重复移动而造成压浆管的各种损坏。其次，在下入钢筋笼的准备阶段，应当先采用测量设备测量孔径大小，如若发现钻孔有缩径或者沉渣过多的状况，那么便需要迅速采取相应的手段加以处理，在处理完成之后才可以将钢筋笼下入。通常而言，在桩端的压浆管超出钢筋笼顶部300mm的时候，需要通过重力压入的方式使得压浆管下入孔底，以提高压浆质量，为灌注桩带来更高的稳定性。在压浆技术操作即将开始的时候，需要对压浆管的接头进行检查，确保压浆管接头较为稳定牢固，在确定牢固以后还应当注入一定的清水，以检查压浆管是否存在渗漏问题，并且也能够起到一定的平衡作用，可以用来平衡压浆管外部和内部的压力。在压浆管的高度设置上，通常应当高于地面0.3m，并且应当将管头堵地较为严实，避免一部分泥浆进入其中。接着，在压浆技术实践的时候，应当对相关设备的运转状况加以检查，确定各项设备的运转状态，也可以运用测锤探测压浆管是否有堵塞的问题。当压浆技术操作完成的时候，还需要及时清洗地面的管路。为了确保压浆有着较高的质量，在搅拌水泥时，相应的搅拌时间应当尽可能大于10分钟，但灌注的时间绝对不能够超过4小时，一旦超过4小时，那么没有及时加以灌注的水泥浆便成为了废浆，不可以再加以灌注，不然会直接影响到地基工程的稳定性。最后，如果压浆管出现堵塞的状况，或者单桩水泥浆的注入量并没有达到百分之九十，那么便需要确定为压浆失败。而一旦出现压浆失败的状况，便需要运用工程勘察钻机在灌注桩的桩侧位置进行钻孔，这时候的钻孔深度应当与压浆管的长度保持一致，在提钻的时候需要一边灌注水泥浆一边提钻，接着需要立马下入压浆管。在完成系列技术操作以后，便进入了压浆等待环节，需要等水泥浆形成一定的强度才可以再进行压浆，一般可以等待3到4天的时间。

四、针对桩端后压浆施工问题的处理办法

在桩端后压浆施工的过程中，经常会由于不同的影响因素导致各种问题的出现，而如果不能对这些问题加以科学有效地处理，必然会进一步衍生出更多的施工阻碍，不利于桩端后压浆技术的有效进行。为此，新时期的建筑施工，应当合理加强对桩端后压浆施工问题的重视度，并采取相应的措施加以迅速应对。

对于桩端后压浆施工而言，容易受到的影响因素非常多，因而也会衍生出相应的施工问题。首先，喷头打不开便属于主要的压浆问题，如果已经有10MPa的压力，依旧难以打开压浆的喷头，便说明喷头必然出现了不同程度的损坏，不需要再盲目增加压力，已经很难产生效果。在面对这种状况的时候，通常可以选择在其余的压浆管中增加压浆量，使得压浆较为合理有效。其次，现如今的建筑桩基施工，也经常回出现冒浆的问题。这一问题的解决需要找出冒浆的位置。由于出现损坏的位置不可控，因而水泥浆的冒浆位置也会有所区别，不仅容易出现桩侧冒浆，在其他的位置也可能有冒浆的情况发生。如果浆液是从地面上直接冒出，这时候便充分说明桩底的水泥浆已经处于饱和的状态，因而压浆操作便可以就此停止。如果从桩侧冒浆，那么同样也说明压浆量已经达到了设计要求，也可以停止压浆。但如果仅仅是从桩侧冒出了少量的水泥浆，那么便需要将压浆管冲洗干净，等到第二天再继续压浆。在冲洗压浆管的方式选择上，主要可以选择清水或者压力水，只有当水泥浆凝固的时候才能够继续压浆。如果单桩的压浆量没有达到设计要求，那么便需要运用所有的灌注桩展开一次性的强力压浆，先将周围的灌注桩封闭，并在施工中间保证桩位压浆持续性。一旦出现个别单桩压浆不达标的状况，应当根据实际状况填充一定的压浆量，以提高桩基的稳定性。

五、桩端后压浆成桩质量检测与分析

在桩端后压浆成桩以后，为了保证成桩的质量，通常还有必要加以检测。在检测的时候，需要逐步增加对成桩的压力，观察成桩的状态。如果成桩保持稳定并没有出现骤降的状况，说明桩端后压浆成桩的承载力已经有了明显改善，也具备了一定的变形抗性，不会出现过于严重的桩沉降问题。如果成桩出现了骤降，便说明它的承载力并没有达到要求，有待于进一步提高。在注浆完全完成之后，成桩的承载力如果符合要求，那么便说明施工质量控制应当正确控制压浆的标准，避免出现一些半成桩或者假桩现象，严重影响桩基的稳定性，也会给建筑工程的质量带来多方面的问题。除了对桩端后压浆技术展开质量检测以外，还有必要对相应的成桩效果进行分析。如若在提高单桩承载力的时候，已然能够满足灌注桩的注浆设计要求，而桩的承载力也满足了建筑要求，那么便说明成桩效果非常良好。同时，对于桩端后压浆技术的成桩效果分析，还应当分析实际的工期和生产效率，在保证施工稳定准确的基础上，尽可能提高生产效率，以缩短施工时间。一些时候由于现场桩基的实际施工状况不同，还会选择采用一部分普通钻孔灌注桩，但必须达到基础的设计要求，并且考虑到稳定性，还需要增加一定的入层深度。在实际的施工过程中，钻进速度也会对成桩质量带来一定的影响，如果面对的地质为碎石层，那么便需要更多的施工时间，保持较为合适的钻进速度，绝不可以为了缩短工期而忽略施工稳定性。此外，桩端后压浆成桩质量分析，还需要考虑到基础的工程造价，必然在运用各种成桩技术的同时，合理地考虑其中的经济效益。通常而言，如果全部采用钻孔灌注桩，并不运用桩端后压浆技术，那么所消耗的成本远远高于采用后压浆施工时。因此，建筑施工单位应当认识到桩端后压浆技术的成本利润，并在不同的建筑桩基施工中加以应用，逐步提高成桩的质量及稳定性，获得更高的经济效益。