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应用后压浆技术提高钻孔灌注桩承载力

摘要:随着高层、超高层建筑的飞速发展，基础的承载力要求越来越高，钻

孔灌注桩向超大、超深方向发展采用后压浆技术可弥补灌注桩在成桩过程中的缺

陷，提高灌注桩的承载力，有效降低投资成本

关键词:钻孔灌注桩;后压浆;承载力;参数控制

随着我国城市化的高速发展，建筑物的高度不断增加，对地基承载力的要求

越来越高，大直径钻孔灌注桩特别是旋挖桩被广泛应用。但是，钻孔灌注桩在施

工过程中不可避免的产生一些缺陷，影响桩端承载力及桩身侧摩阻力，从而导致

桩的整体承载力不能达到设计值。采用后压浆技术可弥补灌注桩在成桩过程中的

缺陷，大幅提高灌注桩的承载力，最大限度地发挥作用，减少桩的数量，降低投

资成本。

2后压浆加固机理

2.1钻孔灌注桩后压浆技术

钻孔灌注桩后压浆技术是指钻孔灌注桩在成桩后，通过预先埋设在桩体内的

高压注浆管路系统，在一定的压力下把水泥浆液压入桩端土层和桩侧土层，通过

渗透、填充、压密、劈裂和固结等作用来增强桩端土和桩侧土的强度，从而达到

提高灌注桩基极限承载力、减少群桩沉降量的一项技术措施。

2.2桩底后压浆机理

桩底后压浆主要是增加桩底沉渣及桩端持力层强度，改善桩端受力条件，从

而增加桩端承载力。通过后压浆装置用一定的压力把水泥浆压入桩底。压浆时浆

液首先渗透到最疏松的桩底沉渣中，与残渣及持力层岩土体相结合，结合后形成

了强度较高的水泥结石，消除沉渣的影响。随着注浆量和注浆压力的增加，浆液

向“干渣石”“虚尖”和强度薄弱的桩端土中渗透，通过填充和固化作用，增加混凝

土强度、增大桩的侧阻力标准值。当压力和浆量继续增大时，桩底空隙被填满，

浆液沿桩壁上返，一方面填充桩侧间隙，一方面挤密泥皮，并与泥皮发生物理化

学作用形成水泥结石，改善桩与土的结合效果，增大侧摩阻力。

2.3桩侧后压浆机理

桩侧后压浆主要是消除泥皮的影响、改善桩周土的强度，提高侧摩阻力，从

而达到提高桩的承载力的效果。水泥浆在高压泵将浆液注入桩侧土层时，浆液首

先填充空隙位置，随着压力、浆量的增加，桩侧泥皮被破坏，浆液渗透到泥皮中，

在物理化学作用下形成水泥结石;随着注浆压力的不断升高，注浆半径也不断扩

大，浆液渗透到桩周土中，相当于增大了桩径，提高了桩侧摩阻力，从而提高了

单桩承载力。

3压浆终止参数控制

3.1最大压力控制

钻孔灌注桩桩底、桩侧后压浆的压力与地层情况、浆液浓度有关，最大压力

的控制目前也有几种不同的公式。压力如果过小，浆液的挤密、渗透、填充、置

换效果差，则压浆达不到很好的效果，若压力过大，可能对桩身、桩周土及周边

建筑物产生不利影响。因此应根据土的参数和桩端的深度，选择和控制压浆的最

大压力，其原则是:桩顶周边地面不发生显著变化和邻近建(构)筑物不受影响，或

桩顶上抬量不大于3.0mm;并且桩侧和桩端土体不发生结构破坏或仅发生局部的

和少量的破坏。目前一般控制在2～3Mpa。

3.2最大压浆量控制

施工中压浆量往往由设计提供，但是由于地质条件发生变化时，设计提供的

固定的压浆量指标不能满足施工要求。施工时，设计浆量其实只能作为一个参考

指标，而控制时按以下原则:

1)压浆量超过设计值但压力值未到设计或控制值时，说明该桩的沉渣或泥皮

较厚，需要较多的浆液;或是该地层孔隙率较大，应增大浓度继续压浆。当浆液

达到其他桩的1.5～2倍时方可终止，在相邻桩压浆时继续补灌。

2)当压浆量未达到设计值而压力达到控制值时，不能立刻终止压浆，可能是

因为压浆管中有的通道尚未打开或管路堵塞所致，应检查管路，保持压力。有时

会因压浆流量过大，导致浆液在土体中难以扩散，压力就会立即升高，此时应降

低压浆速度

3)浆液量及压力值均为达到设计值而浆液从地面冒出，应加大浓度，降低流

量间隙注浆。

3.3最大上台量控制

桩底压浆时，浆液对桩产生一个向上的应力，将桩身向上抬起，适量的上台

在今后桩承受荷载时能分担部分荷载力，可提高单桩承载力。但上台量过大时会

破坏桩身与土体的结合结构，影响承载力。因此，桩顶上抬量不宜过大，宜控制

在3.0mm左右。

34最大压浆速度控制

压浆速度应与地层的渗透速度相适应，速度过快会造成冒浆、压力过高等不

能压浆的假象。因此，压浆应选用30L/min左右的抵挡进行。

3.5压浆时间

笔者认为注浆的时间应为混凝土浇注24