浅谈铁路桥梁钻孔灌注桩后压浆施工技术

浅谈铁路桥梁钻孔灌注桩后压浆施工技术

刘佳贺

中铁二十二局集团哈建公司150006

摘要：钻孔灌注桩因其具有能承受更大的竖向荷载和水平荷载，已广泛应用于铁路桥梁桩基施工，但钻孔灌注桩施工工艺本身存在的缺陷，尤其是灌注桩桩底的沉渣很大程度上影响着桩的承载力，钻孔灌注桩采用后压浆施工技术可有效提高桩侧、桩底阻力，缩短桩长，节省投资，有利于桥梁施工后沉降的控制。

关键词：钻孔灌注桩；后压浆；承载力

前言

钻孔灌注桩后压浆施工是近些年来推广的提高桩身承载力的有效方法，所谓后注浆，就是在成桩后在桩身砼达到一定强度时，通过预埋管道用高压泵向桩的某些部位灌注水泥浆，消除虚土与泥皮，改变桩与岩、土之间的边界条件，从而提高桩的承载力并减少沉降量，提高局部位置的土体强度。下面以黄韩侯铁路大浴河特大桥桩基础施工为例来介绍钻孔灌注桩在黄土地区进行后压浆的施工。

1工程概况

大浴河特大桥位处北塬至芝阳新建双线段落内，位于黄土沟壑区，沟谷深切，沟梁交错，主沟宽深，桥位处黄土塬边上部地层主要以上更新统风积层，中更新统风积层，冲积层，河浴内上部地层第四系全新统冲积层，下部为三叠系上统地层，地层结构较为简单。桥位处分步的风积黄土为湿陷性黄土，该桥梁引桥的基础采用直径为1.25m钻孔灌注桩，有效桩长40m-56m，桩身砼强度等级为C30.桩端持力层为黏质黄土层，为了适应铁路桥梁建设需要，节约投资，确保桥梁灌注桩施工质量，桩基成桩后进行后压浆施工。

2适用的地质条件

本文钻孔灌注桩的后压浆工艺适用于湿陷性黄土地区

3后压浆施工

3.1后压浆工艺流程

钢筋笼、压浆管加工制作→按桩孔深搭配压浆管→钻孔成孔→随钢筋笼下放压浆管→二次清孔→桩体砼灌注→桩体砼灌注后的12-24小时内清水将喷头冲开→压浆设备检查→同一承台下的最后一根桩体混凝土灌注5d后注浆→压浆达注浆压力或注浆量后结束→桩身检测合格后交工验收。

3.2压浆管制作

桩底压浆管采用外径为25mm、壁厚为2.75mm；桩侧压浆管采用外径为25mm、壁厚为2.5mm的国标低压流体输送用焊接钢管制作，接长采用套管焊接连接。加工前应检查制作压浆管的钢管是否有裂缝、孔洞、堵塞等缺陷。每根桩按轴心对称布置3根压浆管，每节压浆管连接丝扣加工长度不少于100mm，并保证丝扣的正直，以确保压浆管连接牢固和正直。下管端出浆部分长为500mm制作成压浆喷头，钻4排出浆孔，梅花型设置，孔上下间距50mm，钻孔完毕应将管内铁屑清理干净，以免将注浆孔堵塞。出浆孔由防水胶布包裹严密。并用细铁丝将其固定。压浆管的长度根据桩深确定，空孔段压浆管应接出桩顶标高以上500mm。压浆管备料时应与压浆单位联系，以避免连接接头错误。

3.3压浆管安装

压浆竖管采用套管焊接，焊接应封闭，不得有空隙，每6米设置一个套管。安装压浆竖管时，必须对每节压浆管进行注水检验：如果水面下降，则应对已安装的压浆管进行更换，检验合格后用绑丝将桩端压浆管绑扎在加强箍筋内侧，并靠近钢筋笼主筋，固定绑扎点为每道加劲筋处；桩侧压浆管绑扎在螺旋箍筋外侧，按1.5m间距绑扎。压浆管随同钢筋笼应慢慢放入，严禁强力下放及来回猛力转动，防止压浆管端部胶布破损，以免堵塞压浆管。压浆管上口应用堵头封住，以避免泥浆或其它杂物落入堵塞浆管。

3.4压浆材料及配合比

压浆所用水泥进场后立即取样送检，经检测证明质量合格，并将检测报告上交监理，经监理同意后方可使用。压浆材料为p.o42.5水泥，水灰比为0.4-0.9。根据现场施工时进行试验配置为0.6，并由300目过滤筛过滤浆液。

3.5制浆设备

制浆设备选用普通搅拌机，搅拌时间不少于3min，自制备至用完的时间宜小于4h。

3.6压浆设备

压浆设备采用高压型灌浆泵，该灌浆泵提供的最大压力为10MPa，满足容许压力大于1.5倍最大灌浆压力的要求。灌浆管路采用高压灌浆胶管。

3.7压浆桩位的选择

根据以往现场施工实践，水泥浆在工作压力作用下影响面积较大。为防止压浆时水泥浆液从附近薄弱地点冒出，对邻近设施造成影响，压浆的桩应在混凝土灌注完成5天后，并且需压浆的桩周围至少10m范围内没有钻机钻孔作业.

3.8压浆施工顺序

每根桩浇注完混凝土后，在12-24小时内必须用清水将喷头冲开，同一承台下的最后一根桩浇注完混凝土后的第5天开始压浆，压浆应以同一承台下的桩为一组，压浆时应采用低压（低档）水灰比为0.6左右的水泥浆，压浆先施工周圈桩位再施工中间桩，压浆过程中宜采用间歇灌浆,间歇的时间根据灌浆情况而定，在小压力大流量的情况下一般应采用间歇灌浆，间歇时间一般为30min,如间歇灌浆效果不佳，可在浆液中掺加速凝材料，加速浆液的凝固，并适当延长间歇时间。压浆时应做好施工记录，记录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆罐数和相应的压力、总压浆量和终止压力，以及出现的异常情况和处理的措施。

4后压浆施工注意事项

(1)灌注桩后压浆技术属专利技术，宜选择专业队伍进行施工。

（2）施工前必须做好相关准备工作，注浆工作应在成桩后2-30天内进行。最早施工时间应在灌注桩成桩24小时后。

（3）施工过程中如遇到压浆阀不能正常开启，可适当调高注浆泵压力，但最高压力不得超过10Mpa，可用振冲法冲通管路后正常注浆。

（4）若发现地面冒浆，应根据具体情况采用堵塞冒浆通道，调整水灰比，降低注浆压力，间歇压浆等方法进行处理。

（5）压浆阀全部堵塞不能实施压浆时，可在桩中心和桩周钻芯引孔，重新安装压浆系统实施注浆，但必须注意不损伤桩基钢筋，以及按有关规定处理引孔。

5钻孔灌注桩后压浆的优点

(1)相同条件下（主要是地层、桩径、桩长等因素），单桩竖向承载力一般可提高20%～40%，最大可提高80%以上，承载力提高的幅度与桩端持力层的性质密切相关.另外，还可对桩身缺损部位进行修补。

(2)灌注桩的抗拔承载力及抗震性能有一定程度的提高。

(3)在一定压力下的浆液上返会增加桩与桩间土的粘结强度，从而提高桩的侧摩阻力，同时浆液的劈裂作用可渗入地层中，起到加强作用；

(4)若在设计时考虑后压浆对承载力提高的有利影响，可相对减少桩的数量，或减少桩长、桩径，或减小承台尺寸，将会减少工作量，减少钢筋、混凝土的用量，缩短施工周期，节约大量生产成本。

(5)若设计时按正常地基承载力进行设计，不考虑后压浆对承载力的影响，而将其作为安全储备，则可提高桥梁的安全系数。

结束语

由于钻孔灌注桩后压浆可大幅度地提高单桩承载力，因而设计上可以通过减少布桩，缩小桩长或桩径来达到节约投资的目的。根据工程实际情况表明，在不增加桩长和桩径的条件下，后压浆不仅在技术上是可靠的，而且在提高单桩承载力、减少工程沉降量、降低桩基工程造价等方面都具有深远的意义。

参考文献

[1]钻孔灌注桩桩端后压浆施工技术.邱砚秀.中铁工程设计咨询集团.

[2]黄韩侯铁路桥梁桩基后压浆施工参考图.黄韩侯施桥参20.

[3]钻孔灌注桩后注浆技术应用介绍.王智.中国灌浆料网.

[4]建筑地基处理规范(JGJ79-91)[S].北京:中国计划出版社,2000.