钻孔灌注桩后压浆法地基加固施工研究

钻孔灌注桩后压浆法地基加固施工研究

沈杰

中煤湖北地质勘察基础工程有限公司  湖北省黄石市  435005

摘要：随着近年来我国基建工程的大力开展和逐年深入，对基建工程的质量要求也越来越高。地基承载力的关键是灌注桩基础，灌注工作通过打通地下岩石层获得持力层基础，由于桩长及桩径尺寸过大不仅给施工带来了困难，同时导致整个地下部分施工在整体项目造价中过高。其次我国地域辽阔地质地貌也具有较大差异，一些冲积平原地区如何实现通过穿越黏土层后实现下面碎石层的整固，最终成为符合施工条件的持力层。为了解决上述问题我国设计施工人员结合多年工作实践及坚持不懈的研究努力，发展出了一套钻孔灌注桩后压浆法结合固桩端地基的新型灌注施工方式，取得了降本增效的良好效果。

关键词：灌注桩； 地质差异； 施工技术

对于地基承载力的要求是基建工程质量的重要保证。由于在施工过程中地质环境和地理特征的差异。流沙、 砂卵石、 淤泥、地下水这些物质的大量存在增加了施工难度，同时如何考虑不同地质层矿物质自身特性通过有效灌注方法搭建良好的持力层，进而实现施工要求提升经济效益是本文的探究主旨。本文主要通过分析碎石含量一半以上的地质中灌注桩施工工作，通过研究钻孔灌注桩后压浆法结合固桩端地基的施工技术，进而解决特殊地质的施工难问题。

一、钻孔灌注桩后压浆法地基加固技术适应施工技术分析

（一）加固技术适用地质条件前提

我国设计施工人员结合多年工作实践发现，在碎石含量超过50%的地质环境中，基于碎石层质地坚硬的特点，填充土与碎石无胶结、轻微胶结分布较为均匀且坚硬的碎石层可以较好的满足施工需求。这也是灌注桩后压浆法地基加固技术适应地质条件[1]。基于此如何有效突破不同施工环境的地理环境差异，夯实和搭建具有符合施工设计标准和要求的基础持力层，同时穿越岩层利用灌注桩将碎石层含量较大的地理层通过灌注加压浆法，缩短桩长节约成本，更好的适应高层建筑对灌注桩基础层的要求，是本文探索的主要方向。

（二）加固原理及主要影响因素

在灌注桩施工的过程中，首先需要钢筋水泥管深埋于碎石孔隙中，然后通过灌注水泥浆液的强大压力作用将钢筋管深入推进碎石间隙，进而将原来排列松散的碎石、 土粒及沉渣、及孔隙胶结成高强度整体。具体实现过程为如下机理：水泥浆灌注的过程中由于压力作用通过桩端向缝隙四维扩散，对于单桩结构这个过程相当于增大了桩端的直径，通过压力灌注扩散达到了增加桩长的效果。对于群桩区域的灌注操作使得周围碎石层有机结合为有机整体[2]。于是有效提升了碎石层的承载力，使其达到施工要求。有效克服了特殊地况的施工障碍。

同时由于在施工过程中不可避免的在桩孔底部形成一定量的沉渣，在灌注过程中沉渣滑落容易导致桩底部形成“干碴石”或者“虚尖”进而影响桩身与桩周土的充分结合。考虑到摩擦系数的影响，上述因素会影响桩端承载力进而无法形成有效的地质持力层。灌注的水泥浆液进入端后先后与离析的“虚尖”、“干碴石”及沉渣相结合可以有效增加该部分整体的紧实度和承载能力。最后他通过消除泥皮增加桩端摩擦系数，实现浆液横向渗透有效增加了桩径。以上因素对于提高灌注桩的单桩承载力至关重要，需要予以重视。

（三）钻孔灌注桩后压浆法地基加固技术参数设定

由于施工环境地质条件不同，不同的建筑施工工程需要及时调整压浆参数。结合不同地况将水灰比、闭盘压力及具体压浆比例在施工压桩灌注之前结合实际工作经验，将上述参数进行科学设定，同时在根据参数施工过程中，为了更好的施工效果也必须进行试桩的环节。只有试桩后通过反复承载实验，满足预先设计强度，才可以最终确定设定参数[3]。

首先，水灰比需要控制在一个合理的比例，范围一般为 015～017。水灰比过大会增加压浆难度，水灰比过低在施工过程汇总容易造成离析。其次，压浆量的确定需要根据石含量以及桩间距情况设定，据经验看在碎石层碎石含量为50 %-70 % 之间、桩间距在4米至5米之间的情况下，压浆量一般为 115吨至210吨较为合理。水灰比参数是决定压浆施工工作完成的关键因素。最后，结束压浆的控制力也需要根据实际工作情况进行调整，比如单根灌注桩的压浆基本按照事先参数设定进行，通过施工过程中对压力值的实时监控，达到设定的压力值时就要停止压浆。如果压力过大容易造成管道堵塞、水泥浆的离析，甚至可能搅动相邻碎石层导致桩体的上浮和不稳定。达到一般闭盘的最大压力应该控制在 018MPa较为合理，施工过程红需要根据实际达到压浆量的情况进行及时调整[4]。

（四）后压浆技术工艺流程及施工要点

首先压浆管的制作，一般用丝扣连接直径 25mm 的黑铁管后两段用丝堵封合制成压浆管，一般底部比钢筋笼长5cm，顶部比桩顶混凝土面高出50cm但不能裸露地表方便保护。将压浆管底部20cm位置制成压浆喷头。喷头直径 3mm间距 3cm一般每排设置4个喷头。之后将两根压浆管对称绑在钢筋笼外侧，喷头部分加装混凝土防护，避免孔壁之间摩擦造成车胎破裂后压浆孔堵塞影响灌注。压浆桩位的选择也至关重要，一般为了避免压浆时水泥浆液从临近薄弱位置跑出，压浆的桩应在混凝土灌注完成三至七天后，选择周围8米范围内没有钻孔区域处进行压桩。压浆顺序上面优先采用针对整体承台群桩一次性压浆，有周围至中间的顺序，一般采用两个压浆桩循环压注，既先压注压浆管A的70%左右后再压浆第二根桩的A管，之后是第一根桩的B管，第二根桩的B管的顺序。通过这样的顺序安排可以保证同一根桩两根管压浆时间间隔可以合理控制在30分中至60分钟以上。同时为了保证施工准确推进需要及时记录并观测施工时间、压浆开始、结束时间，压浆量等数据，便于对出现的现场问题及时进行处理。

（五）压浆过程中常见问题的处理

1.压力正常情况下喷头无法打开

对于压力在10MPa以上喷头无法打开的情况，说明喷头部门出现了损坏的情况，这种情况不要继续强行增压，可以通过在另一根压浆管总补充压浆量。

2.压浆过程中冒浆的处理

对于压浆过程中发生的冒浆现象较常见不必惊慌，可以通过浆液冒出的位置进一步判断问题原因，比如如果浆液冒过地表或者其他压桩测壁跑出，那么可以判断桩底浆液已经饱和，应该立即停止继续压浆。如果浆液是该桩侧壁或者顶部冒出，同时压浆量符合参数设定标准可以停止压浆，另外也可以通过冒出浆液的量度进一步判断，如从该桩侧壁冒出浆液不多，可能使压浆管出现堵塞尝试用清水加压冲洗压桩管，静置两天后待原有泥浆液凝固化重新压浆。

3.压浆过程中单桩压浆量不足

在后压浆技术施工过程中，最好采用承台群桩一次性压浆的方式，先将周围桩形成闭环灌注再向中间施工。如果个别桩压浆量无达标，可根据实际情况加大相邻桩的压浆量尝试补充。

二、结语：

综上所述，由于施工环境差异和地质情况的不同，需要及时调整压浆参数，压浆量需要根据实际验桩结果最终确定。纵观国内类似项目经验不多，这就需要实际施工工作者积极积累相关工作经验提升自身的专业能力，结合不断实践形成一个行之有效且灵活性强的施工技术。通过钻孔灌注桩后压浆法地基加固施工技术的推广可以有效提高单桩承载力，搭建符合施工要求和设计标准的支持层，在我国基建工程的施工工艺的提高及降本增效方向前景广阔，值得深入推广。

参考文献：

[1]葛菲菲. 市政工程中钻孔灌注桩施工工艺研究[J]. 建筑与预算,2022,(12):80-82.

[2]史亚平. 公路桥梁钻孔灌注桩施工工艺研究[J]. 散装水泥,2022,(06):128-130.

[3]王越. 桥梁长大直径钻孔灌注桩施工中PHP泥浆的应用[J]. 交通世界,2022,(34):111-113.

[4]冯蕾. 公路桥梁改建工程中冲击式钻孔灌注桩施工工艺研究[J]. 黑龙江交通科技,2022,45(11):93-95.