建筑桩基工程施工中桩端后压浆技术的应用

2019-03-20李虎于美豹

工程建设与设计 2019年18期

李虎，于美豹

（1.山东广嘉置业有限公司，济南250000；2.北京汉通建筑规划设计有限公司，北京100020）

1 引言

传统建筑行业中，进行建筑的钻孔灌注桩施工时，经常存在诸如桩底沉渣较厚，甚至有建筑垃圾的存在的问题，对灌注桩的承载力有严重的影响，甚至对整座建筑物都有不容忽视的影响。针对这种隐患，往往会选择增加灌注桩单位体积承载力的措施，设计过程中会增加桩长，增大桩身横截面积或增加桩的数量等，从而造成设计费用和施工中材料费的增加，也对施工难度提出了新的挑战。而桩端后压浆技术的出现，解决了这类问题。

2 桩端后压浆技术的应用原理和适用范围

2.1 应用原理

桩端后压浆技术并不复杂，其操作程序是用注浆泵对水泥浆加压，然后输入预制好的桩身导管，通过桩端、桩底、桩侧的注浆阀注入介质。注浆时，通过渗入和劈裂作用，渗透进入沉渣和周围土体，从而起到加固作用，可以将桩底软弱界面扩大至桩底以上约20m范围，并且在桩侧注入水泥时，水泥也会在注浆点以上一定范围内土体中形成凝聚固体。注浆承载的压力可根据当地土层和深度等因素确定，一般情况下，风化岩最高，而软土最低。

2.2 后注浆技术可以有效提高桩承载力

通过沉渣和泥皮的固化效应、渗入胶结效应、劈裂加筋效应、扩底扩径效应等原理，后注浆技术可以有效提高桩承载力。通过该技术，可以让原来各自承重的桩端持力点通过固结作用形成整体，产生建筑架构加强效应，从而提高整个建筑基础的承载能力。

2.3 适用范围

桩端后压浆技术适用于各种土层条件，既可以用于泥浆护壁灌注桩，也可以应用在干式作业中，并且对超粗、超长等大型桩效果尤为明显[1]。

3 桩端后压浆技术特点分析

桩端后压浆技术主要有以下优势：

1）该技术改善了桩端和周围土体的黏结力，进一步降低了二者之间的摩擦力和承载力，促进了土层的应力释放，能够从根本上改善其支撑效果。

2）较好地进行了桩端沉渣处理。普通钻孔灌注中沉渣较多，难以监测和处理，是困扰建筑行业的一大难题，而该技术很好地解决了这个问题，可以有效清理沉渣或对其加固处理。

3）装置构造简单、可以进行方便的安装、成本低廉、有很高的可靠性、适用于各种冲孔灌注桩施工，后压浆注浆装置中。

4）经此类工艺处理过的桩基，桩基变形减小，整体沉降可以减少20%以上。

5）施工可在成桩后一个月内择机进行，不必交叉作业，也不会对混凝土地基保护层形成破坏。同时，经过应力计算，可以适当减少桩的数量和长度，有效降低施工难度；经过压浆处理后的地桩部分还可以幻化上部结构。

6）有利于工程建设中对不同持力土层的灵活选择，保证施工质量，还可以作为存在质量问题灌注桩的补救措施，提高单桩承载力。

7）噪声较小，属于绿色施工范畴，是建设部推荐的技术。

4 工艺流程和操作要点

4.1 桩端后压浆的工艺流程

准备工作—灌注桩安装—压浆设备选型与桩身压浆管连接—开泵放气调试—拌制水泥浆—压清水开塞—水泥浆过滤后进入储存桶—压注水泥浆液—桩检测。

4.2 施工中必须注意的要点

4.2.1 压降管埋设

压浆管管径应选用管壁厚度大于2.5mm的焊接钢管，管阀与压浆管通过焊接的方式连接。压浆管沉入钻孔，应根据适当的长度接长，让其紧贴钢筋笼内侧，并用绑扎或焊接的方式固定牢固，考虑压浆管压浆后可取代钢筋，因此，设置时应保证圆周对称，并严格按照设计图纸进行。而桩端压浆时，必须因地制宜，根据土层类别确定其深度，力层过硬或者为碎石型结构的可适当减小，而持力层较软或者沉渣厚实可适当加深。管阀的长度应超出底端一定长度，其长度根据土层类别、设计要求为准，必须保证其符合安全要求。而安装过程中，要防止钢管发生扭曲，连接牢固且必须密封，条件许可的情况下要进行漏水实验，上端采取密闭封闭，避免杂物落入管内[2]。

4.2.2 泥浆的配置

泥浆的配制必须根据设计要求中的水灰比进行，同时，根据搅拌桶的刻度，分别加入少量水和水泥，搅拌后，制成的水泥浆中不得混有水泥结块等杂物。泥浆搅拌完成后，应放入储存厢内，放入后继续保持搅拌，避免其沉淀结渣。

4.2.3 压浆

压浆是该工艺的最关键环节，应在正式开工前进行模拟压浆，以确定其相应的工艺参数。另外，在施工过程中，必须对使用的机具进行检测，保证泥浆注入量和压浆压力。压浆速度不得超过50L/min。

单压操作高度以不超过20m，不低于10m为限，桩两侧土层细粒土时取高值，为粗粒土时取低值。

4.2.4 控制法

整个压浆过程采用双保险方式进行操作，满足下列条件之一时，可结束操作:（1）达到建筑桩基设计要求:（2）压浆总量超过设计值的65%，且压力值达到设计数值。

4.2.5 压浆技术应用中存在的注意事项

在整个施工过程中，必须经常对各工艺参数进行检查，同时，采取措施防止漏电、爆管等现象，一旦发现异常，应立即采取处理措施；工艺管理人员和操作人员应分工明确并相互配合，及时发现和处理压浆过程中出现的问题。

5 经济效益和社会效益分析

建筑桩基工程中桩端后压技术的应用，可以减少建筑施工中桩数、桩长及桩径，大量节约人力资源成本。另外，该工艺具有较高的科技含量，速度快，可以有效保证施工进度，节省了时间；有效避免噪声污染和水污染等现象，同时，减少对周边环境的影响，创造社会效益。设计和工程成本方面，也可以节约大量的人力和物力，根据相关统计，每根灌注桩可以节省投资上千元，从工程造价方面可以节约30%，创造了显著的经济效益。