灌注桩后压浆工艺在太原地区的应用及存在问题.pdf

灌注桩后压浆工艺在太原地区的应用及存在问题 王敏泽王茂桑 (山西省建筑科学研究院 太原030001) 【摘要】本文通过后压浆工艺在太原地区近5年的工程实践应用，根据实 测对比结果，提出本地区在进行后压浆灌注桩设计时的提高系数，以利于指导工程 设计，并提出在应用后压浆时应注意的问题，使后压浆工艺发挥更好的技术经济 效益。 【关奠谰】后压浆}灌注桩；太厚地区；应用 1 灌注桩后压浆技术在太原地区的应用 随着城市的发腰，高层、超高层建筑不断涌现，在工程设计和施工中，如何选择合理、经 济、安全的地基处理方式在土地资源日趋紧张的今天显得尤为重要。太原地区于20世纪 90年代韧开始大规模应用灌注基桩；成孔以泥浆护璧钻、冲孔为主，桩径600～800ram，桩 长20．O～65．Om，受力性状以摩擦为主。根据试验资料，桩径800mm，桩长30．Om的单桩 承载力极限值一般在5000kN左右。但由于泥浆护壁钻、冲孔灌注桩工艺的弊端，桩侧泥皮 和桩端沉渣成为影响单桩承载力的主要因素，据统计由于泥皮和沉渣导致承载力未满足设 计要求的占60％以上。有的试验结果只有设计预期的一半或更少，如某办公楼桩径 果屡见不鲜。为满足建筑物使用要求只能减少层数或增加桩数、加大桩长，改变原有的设计 方案，使得工期延长，工程量增大，投资效益比降低。为克服工艺弊端，提高投资效益，太原 地区于1999年底和2000年初先后引进中国建筑科学研究院和西南交通大学两种钻孔灌注 桩后压浆技术，并在工程中取得成功后开始大规模应用。现已成为本地区高层、超高层建筑 的地基处理的主要方式。太原地区地层以洪积和冲积为主，在30m、45m左右有一层厚度 3m至数十米的砂层，为后压浆提供了良好的条件。 2后压浆机理介绍 后压浆是指在灌注桩成桩且桩身达到一定强度后，用高压注浆泵，在压力作用下将能固 化的水泥浆液通过桩身预埋注浆装置强行压人桩侧、桩端土屡中，其加固机理表现在以下几 4 ‘ 个方面： t 2．1桩侧压力洼浆 ， ①在桩侧细粒土层中眭浆时，注浆压力超过劈裂压力．则土体呈现劈裂加筋效应。在桩 侧粗粒土层中注浆时，浆液通过渗透、部分挤密、填充及圈结作用，呈现渗透、填充、胶结效 应。通过上述作用，提高了桩周土的强度。 249 ②在桩侧注浆点处，由于浆液的挤压作用，形成凸出的浆液包结石体· ③在桩侧非注浆点处形成一层浆壳，这层浆壳或单独存在而固化，或与泥皮发生物理化 学反应而固化，形成该结石体与原桩身混凝土组成的复合桩身，增大剪切滑动面，增加桩侧 摩擦面积。 ④浆液充填桩身混凝土与桩周土体的间隙，提高桩土问的黏结力，从而提高桩侧摩 阻力。 2．2桩端压力注浆 ①在细粒土(黏性土、粉细砂)的桩端持力层中注浆时，如果浆液压力超过劈裂压力，则 土体产生水力劈裂，实现劈裂注浆，单一介质土体被网格状结石分割加筋成复合体，它能有 效地传递和分担荷载，从而提高桩端阻力。 · ②在粗粒土(孔晾较大的中粗砂、卵砾石)的桩端持力层注浆时，浆液主要通过渗透、挤 密、填充及固结作用，大幅度地提高持力层扰动面及持力层的强度和变形模量，并形成扩大 头，增大桩端受力面积，提高桩端阻力。 ③桩端沉渣与注入的浆液发生物理化学反应而固化，凝结成一个结构薪、强度高、化学 性能稳定的结石体，提高桩端阻力。 ④对于泥浆护壁法灌注桩，注入桩端的浆液，在压力作用下，在桩端以上一定高范围内 沿着桩土问泥皮上渗·加固泥皮r同时调动起更大范围内的桩周土体参与桩的承载-提高桩 侧摩阻力。 ⑤桩端压力注浆使桩上抬而产生向上摩阻力，相当于“预应力”作用，提高桩侧摩阻力。 3应用被果 3．1设计与施工参数 根据所收集的工程资料，太原地区设计与菔工参数分析结果见表I和表2。 裹l 鞋径(删n) 桩长(m) 单桩饭限承辊力(kN) 桩麓持力层 布桩方