中国水利水电第五工程局有限公司四川成都610066
摘要：以中州大道互通立交为例，对桩基后压浆施工特点进行了总体阐述，简单介绍桩基后压浆原理、作用、施工工艺、施工注意事项等。
Abstract：AsZHONGZHOURoadInterchange，forexample，thepresentanalysisinterpretstheconstructioncharacteristicsofthepostgroutingforboredpileabriefintroductionabouttheprincipalsofthepostgroutingforboredpile，function，constructiontechnology，constructionprecautions，etc.
关键词：桩基后压浆；施工；技术；注意事项
前言
随着国家经济建设力度的逐渐加大，高层建筑和桥梁工程也随之快速兴起，此类工程中钻孔灌注桩基础被广泛采用，工程中对钻孔灌注桩单桩承载力的要求也越来越高。由于钻孔灌注桩在施工过程中存在桩侧泥皮、桩底沉渣、混凝土浇筑引起的质量问题等一系列固有缺陷，致使灌注桩桩端承载力严重降低，进而提高单桩承载力的研究也逐步深入，为了改善桩周土的物理力学性质，提高单桩承载力，利用后压浆技术对钻孔灌注桩进行加固压浆，在工程中普遍兴起。
一、工程概况
郑州北三环快速化工程，场址位于郑州市中心城区北部，西起南阳路立交西侧、经索凌路、丰庆路、文化路、花园路、经三路、东至中州大道东侧龙湖外环路，路段全长约7.872公里。
中州大道与北环立交桥东西长1.46km，南北长1.9km，桥孔布置基本以25～35m中等跨径的预应力混凝土连续箱梁为主。水电五局处共承担施工中的1342根桩基施工任务，其中桩基础桩径包含1.5m、1.8m，混凝土总量约5.7万mP3P。
该工程处于黄泛区，地址情况较差，大多以粉砂细砂为主。为了提高整体桩基础的承载力减少沉降量，根据本工程设计要求，该工程采用钻孔桩后压浆施工技术。
二、后注浆施工
（1）适用范围
后注浆施工适用于各种土层性条件下的泥浆护壁灌注桩，也适用于干作业、挖孔灌注桩。对于大直径、超长大型桩效益尤为明显。
（2）施工工艺原理
后压浆技术是通过预先设置于钢筋笼上的压浆管和压浆装置，在混凝土达到设计强的75%后，或经超声波检测桩的质量达到I类桩后，开始向桩端或桩侧压浆，固结孔底沉渣，并使桩端和桩侧一定范围内的土体得到加固，从而达到提高承载力的目的。
1.以注浆泵将配置好的水泥浆加压输入桩身内导管，通过桩底或桩侧注浆阀注入周围介质。桩底注浆时通过渗入（粗粒土）和劈裂（细粒土）作用注入桩底沉渣和周围一定范围的土体中，并在桩土软弱界面上扩大至桩底以上10～20m甚至更高的范围。桩长45m及以上的设置3道侧注浆阀，桩长45m以下的设置两道，侧注浆阀的布设原理是：最下面一道距离桩底12m～18m、最上面一道距离桩顶8m～15m，每道侧注浆阀竖向间距为12m。每道注浆阀对应一根注浆喷管，注浆管采用DN25钢管，注浆喷头管的外侧打孔后（孔距10cm）缠防水塑料带密封。桩侧注浆时，浆液通过渗入和劈裂注入注浆点以上的桩土界面一定范围内的土体中。
2.后注浆对桩承载力的增加
1）沉渣和泥皮的固化效应：对于粗粒沉渣被水泥浆固化为中低强度的混凝土，对于细粒沉渣或虚土被固化为网状结石复合土体，端阻力由此提高。桩身表面泥皮应水泥浆的物理化学作用而固化，侧阻力由此提高。
2）渗入胶结效应：当桩底桩侧为粗粒土（卵石、砾石、粗中砂）因水泥浆的渗入胶结效应而使其强度显著提高。
3）劈裂加筋效应：当桩底桩侧为细粒土（粘性土粉土、粉细砂）劈裂注入，形成强度和刚度较高的网状加筋复合土体。对于非饱和细粒土，通过劈裂-压密注浆使土体得到增强。
4）扩底扩径效应：桩底形成扩大头，桩表面形成紧固于桩体的10～50mm厚水泥结石层，起到扩底扩径的效应。
（3）工艺流程
（4）压浆前的准备
1.压浆设备及压浆管的安装
1）压浆系统由浆液搅拌器、带滤网的贮浆斗、压浆泵、压力表、高压胶管、预埋在桩中的压浆导管和单向阀等组成。
2）压浆泵系统的选型
压浆泵是实施后压浆的主要设备，压浆泵的能力应大于实际压浆时压力和流量的要求，一般采用额定压力6～12MPA，额定流量30-100L/min的压浆泵，压浆泵的压力表量程为额定泵压的1.5～2.0倍。考虑到压浆过程中流量和压力调整的方便，工程中常采用流量及压力可调整的高压泵，如2tgz-120/105型高压压浆泵，该泵的浆量和压力根据实际需要可以随意变档调速，可吸取浓度较大的水泥浆、化学浆液、泥浆、油、水等介质的液浆，吸浆量和喷浆量可大可小。
浆液搅拌器的容量与额定压浆量相匹配，搅拌器浆液出口应设置水泥浆滤网，避免水泥团进入贮浆筒后吸入压浆导管内而造成堵管或爆管事件。
压浆泵与压浆管之间采用能承受2倍以上最大压浆力的加筋软管，其长度不超过50cm，输浆软管与压浆管之间设置泄压阀。
2.开塞
灌注桩后注浆施工中，采用桩底不填碎石方案、开塞时间提前的措施。开塞在混凝土浇筑后24小时之内进行，开塞后应及时采用高压水冲洗疏通注浆管道，直至溢出清水，然后用堵头重新封闭压浆管。
3.后压浆的施工时间
压浆工作宜在桩身混凝土强度达到设计强度的75%后进行，或成桩7天桩基声波检测后开始注浆，先桩侧注浆，后桩底注浆，桩侧注浆顺序为先上后下，先外围后中间，桩侧注浆和桩底注浆时间间隔3～6小时。
（5）后压浆技术的施工要点
1.压浆管埋设
1）桩端注浆
桩端注浆时选用声测管作为注浆管，绑扎在钢筋笼内侧，随钢筋笼下入孔底。桩径为1.2m、1.5m时声测管布置三根呈等边三角形，当桩径为1.8m时声测管布置四根呈十字交叉形，声测管为Ф57mm，管壁厚度3.5mm的钢管，顶端高出地面50cm并用堵头封严，防止泥浆进入，长度为实测护筒顶至桩底高差值+0.2m。选两根声测管作为注浆管，下部分别用三通和单向阀连接一根Ф32带钢丝的柔性高压塑料管作为注浆喷头管。注浆喷头管绕桩身环形布置并间隔10cm钻孔于管壁上，最后在外面（包裹一层透明胶布）包裹一层橡皮带密封。两根中一根作为备用管，注浆管注浆失败时使用。
2）桩侧注浆
桩长45m及以上的设置3道侧注浆阀，桩长45m以下的设置2道按照以下位置布置注浆阀：最下面一道距离桩底12～18m，最上面一道距离桩顶8～15m，每道侧注浆阀竖向间距12m。每道注浆阀对应一根注浆管，注浆管为DN25钢管，钢管绑扎在钢筋笼外侧，钢管连接三通、单向阀和一根Ф32带钢丝的柔性高压塑料管作为注浆喷管，布置同桩底注浆喷管。
2.水泥浆配制
先根据试验按搅拌筒上对应刻度确定出一定水灰比的水泥浆液，注浆浆液采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水泥要求新鲜、不结块。在正式搅拌前，将一定水灰比水泥浆液的对应刻度在搅拌机筒外壁上作出标记。配制水泥浆液时先在搅拌机内加一定量的水，然后边搅拌边加入定量水泥，根据水灰比再补加水，水泥浆搅拌好后达到对应刻度，搅拌时间不少于2MIN，浆液用3X3mm的滤网进行过滤，浆液采用纯水泥浆。水泥浆搅拌好后，过滤后放入贮浆筒，水泥在储浆筒内也保证不断搅拌避免浆液长时间静置而沉淀。
后压浆正式压浆作业前，应进行试压浆，对浆液水灰比、压浆压力、压浆量等工艺参数调整优化，最终确定工艺参数。
（6）压浆
正式压浆作业之前，应进行试压浆，对浆液水灰比、压浆压力、压浆量等工艺参数调整优化，最终确定工艺参数。
后压浆宜采用注浆量和注浆压力双控，以压浆量控制为主，压力控制为辅，在压浆过程中严格控制单位时间内水泥浆注入量和压浆压力。压浆速度一般控制在75L/min，且在压浆10m范围内不得进行其他钻孔桩的施工作业。
将配制好的水泥浆通过高压泵和预埋管注入到桩侧和桩底的地层中去。注浆时密切注意压浆压力、压浆量和压浆管的变化，并掌握压浆节奏，实行间歇压浆，间歇的节奏掌握到恰到好处，即可使压浆效果明显，又可防止因间歇停注时间过长堵塞通道而使浆液沿桩周上冒现象，在注入一定浆液后暂停一段时间，待桩周浆液凝固后，在施行压浆，可达到设计要求的压浆量。
出现下列情况之一时应该选择间歇注浆
1）出现注浆压力长时间低于正常值
2）地面出现冒浆或周围桩孔串浆。
间歇时间为30～60min，或调低浆液水灰比。
后压浆施工过程中，应经常对后注浆的各项工艺参数进行检查，发现异常应采取相应处理措施。当注浆量等主要参数达不到设计值时，应根据具体情况采取相应措施。
（7）终止注浆的确定
持荷时间：压力达到设计值后持荷时间应不小于5min，压浆终止时间应根据压浆量、压浆压力和孔口返浆等因素确定。
当满足下列条件之一时可终止注浆：
1）注浆总量和注浆压力均达到设计要求。
2）对每一道注浆来说，注浆量到达设计值，但注浆压力没达到设计值。此时改为间歇注浆，再注设计值的30%水泥为止。
3）对每一道注浆来说，注浆压力到达设计值并在持荷5min后，注浆量少于设计值，此时保证注浆量不低于设计值的80%即可。
三、正常注浆过程中经常出现的几种情况
（1）压力逐渐上升，但达不到设计要求的压力，这可能是浆液在粘土中形成脉状劈裂渗透，或浆液浓度低，凝胶时间长，或部分浆液溢出。
（2）压浆开始后压力不上升，甚至离开初始压力值呈下降趋势，这可能是浆液外溢。
（3）压力上升后突然下降，这可能是浆液从注浆管周围溢走，或注速过大，扰动土层，或遇到空隙薄弱部位。
（4）压力上升很快，而速度上不去，表明土层密实或凝胶时间过短。
（5）压力有规律上升，即使达到容许压力，压浆速度也很正常（变化不大），这表明压浆是成功的。
（6）压力上升后又下降，而后再度上升，并达到预定的要求值，可以认为是第3种情况的空隙部位已被浆液填满，这种情况也是成功的。
四、后压浆施工过程中注意事项
（1）注浆管加工时一定要逐根检查，防止管内有杂物及管子破损裂缝。
（2）注水泥浆前要先用清水打通通道，注水畅通后再注水泥浆，水泥浆必须过筛，防止杂物堵塞出浆孔。
（3）按要求认真做好注浆记录，记清楚注浆时间，注浆压力，注浆量。
（4）在压浆管埋设时要求严密组织，精心施工，尽量不要使压浆管堵塞，压浆管入孔时操作需小心谨慎，避免损坏。
（5）压浆前要检查设备是否正常运转，检查搅制的水泥浆的稠度及初凝时间，配制的水泥量是否满足压浆要求。
（6）每次循环压浆完成后，应立即采用清水将压浆软管清洗干净，再关闭阀门；压浆停顿时间超过30min，应对管路进行清洗。循环压浆完毕，应在阀门关闭40min后，方可拆卸阀门。
五、结束语
本工程通过单桩承载力的实验检验，后压浆技术的应用有效的提高了钻孔桩桩端承载桩、侧阻力和桩顶的沉降。同时后压浆技术的应用对有缺陷的工程桩客观上起到加固处理的作用，从而提高了工程桩质量。
在中州大道互通立交钻孔桩后压浆施工中，不断总结经验，针对不同的施工情况采用措施，优化后压浆施工方案，为后续的施工提供了有利保障。灌注桩后压浆具有提高单桩承载力，提高生产率，节约建设资金的优点，所以，在具备条件的工程中推广后压浆施工工艺有着重要的意义和广阔的前景。
参考文献
[1]桩基后注浆设计施工与质量检验指导手册。郑州市市政建设中心郑州大学综合设计研究院2012年。
[2]公路桥涵施工技术规范，人民交通出版社出版。
作者简介：余进富：1979年2月4日出生，男，四川绵阳人，工程师，现任职中国水利水电第五工程局有限公司第二分局（路桥分局）剑阁县西成客专站前广场项目经理部商务副经理。