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【摘要】 桩端后压浆技术是建设部近年来正在推广的十项新技术之一，其技术原理是在灌注桩成桩、桩身混凝土达到预定强度后，采用高压注浆泵通过预埋注浆管注入水泥浆液或水泥与其它材料的混合浆液，浆液渗透到疏松的桩端虚尖中，结合形成强度较高的混凝土。本文介绍了桩端后压浆加固原理，结合实例探讨了其在建筑工程中的应用。
【关键词】建筑 桩端 后压浆 技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
前言
随着注浆量的增加，水泥浆液不断向由于受泥浆浸泡而松软的桩端持力层中渗透，在桩端形成“梨形体”，增加了桩端的承压面积，相当于对钻孔桩进行扩底。当“梨形体” 不断增大时，渗透能力受到周围致密土层的限制，使压力不断升高，对桩端土层进行挤压、密实、充填、固集，将使桩底沉渣、桩端受到扰动的持力层得到有效的加固或压密，使桩土间界面的几何和力学条件得以改善，提高了桩端土体的承载力，从而大幅度提高了单桩承载力。
一、桩端后压浆加固原理
对于钻孔灌注桩的相关操作来说, 不管采取怎样的措施对孔实施清理, 其最终依旧会出现不同量的沉渣; 初灌早期, 混凝土由长的导管向下降, 由于受到落差的影响导致桩底部位的混凝土离析出现“虚尖”、“干碴石”; 孔壁的泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合, 使得摩擦系数等出现异常情况影响了灌注桩的桩端承载力和侧壁摩阻力。桩端压力压浆是将水泥浆液通过压力作用压入桩端的碎石层孔隙中, 最后将其打入桩端的碎石层孔隙里。同时, 在相对稳定的环境下让之前松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙胶结合为高强度的结合体。浆液压入桩端后, 第一步需要使其与桩端的沉渣、离析的“虚尖”、“干碴石”彼此整合, 使得这一范围的密实程度增强, 不断加强了承载力; 水泥浆液受到压力的影响会不断往桩端的附近扩散,在碎石层的孔隙中融合成为全新的扩大桩头, 促进了桩端的受力面积扩大; 浆液沿着桩身和土层的结合层上返, 消除了泥皮, 增强了桩侧摩阻力, 且浆液横向渗透到桩侧土层中作用也较为显著。
二、某高层住宅楼工程，总建筑面积20 729m2，建筑物为地上16+1层(住宅16层，底部架空层1层)，局部地下1层，基础为钢筋混凝土钻孔灌注桩基础。该工程的钻孔灌注桩直径为700mm和900mm两种，设计桩长10 m～15m，极限承载力分别为2 300 kN和5 600 kN，桩身混凝土强度等级为C30，共设计钢筋混凝土钻孔灌注桩1 14条，其中700 mm桩6l条，900 mm桩53条。
三、灌注桩桩端桩侧后压浆施工技术
1、后压浆施工技术
工艺流程：方案设计一(注浆参数)钻孔一下钢筋笼一埋设注浆管一(清孔)浇注混凝土一(经过7 h一24 h)清水劈裂注浆一(经过7 d～25 d龄期)初注浆一(监测上抬及泛浆)观测注浆压力、注浆量一记录最大压力最终注浆量一成桩。后压浆主要施工技术措施如下：
（1）压浆管的制作。在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25 mm的黑铁管制作，接头采用丝扣连接，两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出55 cm，在桩底部长出钢筋笼5cm，上部高出桩顶混凝土面50 cm但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm制作成压浆喷头(俗称花管)，在该部分采用钻头均匀钻出4排(每排4个)、间距3 cm、直径3 mm的压浆孔作为压浆喷头；用图钉将压浆孔堵严，外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严，这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置：当注浆时压浆管中压力将车胎进裂、图钉弹出，水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入卵石层中，而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。
（2）压浆管的布置。将2根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼，在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护，钢筋笼不得扭曲，以免造成压浆管在丝扣连接处松动，喷头部分应加混凝土垫块保护，不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。
（3）压浆桩位的选择。根据以往工程实践，在卵石层中，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临近薄弱地点冒出，压浆的桩应在混凝土灌注完成3 d一7 d后，并且该桩周围至少8 m范围内没有钻机钻孔作业，该范围内的桩混凝土灌注完成也应在3 d以上。
2、注浆参数(见表1）
表1注浆参数
终止注浆标准：
（1）单桩水泥注入量已达到2 000 kg；
（2）单桩注浆总量已达到设计量的70％ ，且注浆压力达到设计注浆压力的150％ ，并维持5 min以上；
（3）注浆总量已达到70％ ，且桩顶或地面出现明显上抬。
3、施工中的注意事项
（1）及时进行注浆管的“劈裂”。桩体混凝土浇筑后，在7 h一24 h内应用清水对注浆管进行“劈裂” 和清洗，这样可以将注浆管头部周围的混凝土与土体的混合物及时劈通，保证注浆通畅。本次40 试桩的一根注浆管埋深不够，导致注浆头部被混凝土覆盖，无法劈通。不得不在事后改用桩侧注浆进行补救。
（2）控制好浆液的浓度。在注浆过程中，浆液受到注浆压力与灌浆阻力的共同作用，悬浮在浆液中的水泥颗粒不断沉积在管壁上，导致管道系统的摩擦力不断加大，流通截面逐渐缩小，直到完全堵塞。浓度过大是导致堵塞的主要原因。因此要控制好浆液的浓度，宜先压稀浆后压浓浆。水泥浆应搅拌均匀，在抽入高压泵之前必须进行过滤。压浆时先慢速压浆逐步达到设计要求，并尽可能保持压力稳定。
4、压浆施工存在的问题与处理
（1）喷头失灵: 当压力超过10MPa之后, 整个压浆喷头依旧打不开, 则可以判定喷头位置损坏, 此时不得强制性把压力扩大,需要对另一根管实施压浆数量的补充。
（2）冒浆现象: 水泥浆沿着桩侧或其它位置冒浆则是压浆过程经常存在的问题, 当水泥浆液从别的桩或者地面上冒出后, 则表明桩底达到饱和状态, 此时则可以中断压浆; 若从本桩侧壁冒浆,压浆量同样要达到标准需要后才能结束压浆; 而自本桩侧壁冒浆量偏少时, 需把此压浆管使用清水加以冲洗, 等到第二天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。
（3）浆量过少: 压浆过程中尽可能利用整个承台群桩一次性压浆, 压浆先施工周围的桩形成一个封闭圈, 在施工环节需要维持中间桩位的压浆质量, 当有一些桩压浆量满足不了标准时, 则要结合工程的实际需要进行补充调整。
四、效果分析
1、注浆前后桩基承载力对比
由图1一图4可以看出，试验曲线在注浆后变得比注浆前更为缓和，而破坏阶段曲线还是陡变的，诸多的文献中大多数静载试验曲线由陡变型变为缓变型，基本上没有做到破坏，曲线的末端未出现陡变。在相同荷载，相同时间内，注浆桩比未注浆桩的沉降要小，说明浆液改善了桩的承载性能。不同持力层上注浆桩与未注浆桩的承载力对比，两种地层上的后压浆桩承载力都有大幅提高。卵石层上注浆桩的极限承载力提高了157％ ，强风化泥岩上注浆桩的极限承载力提高了30％ ，尽管风化岩上压浆量比卵石上压浆量大0．5 t，但压浆效果远比不上后者。这说明后压浆对于不同持力層的注浆效果是不同的，产生的经济效益也是不同的。
2、经济效益分析
采用后压浆技术后，与普通混凝土灌注桩相比，桩基工程量、造价节约幅度可达30％ 一50％。该次试桩卵石层上压浆桩的承载力增幅达157％ ，强风化泥岩上桩的承载力增幅为30％ ，可通过优化设计，相应地桩基工程量可减少25％ 一65％ ，本工程采用后压浆的灌注桩比未采用设计前均响应减少桩长0．8 m～2．15 m，节约了大笔工程资金，而且施工工期大大缩短。
结论
桩底桩侧后压浆能胶结固化桩底沉渣、桩周土体，消除了降低普通钻孔灌注桩承载力的诸多因素，改善了桩的承载性能。总之，钻孔灌注桩后压浆是一种经济效益和社会效益都十分显著，实际应用价值高，已在桩基础工程领域内得到愈来愈广泛的应用。
【参考文献】
[1] 黄生根，龚维明．钻孔灌注桩后压浆的承载性能研究[J]．岩土力学，2004，(8)．
[2] 邱砚秀．钻孔灌注桩桩端后压浆施工技术[J]．铁道标准设计，1999，
【关键词】建筑 桩端 后压浆 技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
前言
随着注浆量的增加，水泥浆液不断向由于受泥浆浸泡而松软的桩端持力层中渗透，在桩端形成“梨形体”，增加了桩端的承压面积，相当于对钻孔桩进行扩底。当“梨形体” 不断增大时，渗透能力受到周围致密土层的限制，使压力不断升高，对桩端土层进行挤压、密实、充填、固集，将使桩底沉渣、桩端受到扰动的持力层得到有效的加固或压密，使桩土间界面的几何和力学条件得以改善，提高了桩端土体的承载力，从而大幅度提高了单桩承载力。
一、桩端后压浆加固原理
对于钻孔灌注桩的相关操作来说, 不管采取怎样的措施对孔实施清理, 其最终依旧会出现不同量的沉渣; 初灌早期, 混凝土由长的导管向下降, 由于受到落差的影响导致桩底部位的混凝土离析出现“虚尖”、“干碴石”; 孔壁的泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合, 使得摩擦系数等出现异常情况影响了灌注桩的桩端承载力和侧壁摩阻力。桩端压力压浆是将水泥浆液通过压力作用压入桩端的碎石层孔隙中, 最后将其打入桩端的碎石层孔隙里。同时, 在相对稳定的环境下让之前松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙胶结合为高强度的结合体。浆液压入桩端后, 第一步需要使其与桩端的沉渣、离析的“虚尖”、“干碴石”彼此整合, 使得这一范围的密实程度增强, 不断加强了承载力; 水泥浆液受到压力的影响会不断往桩端的附近扩散,在碎石层的孔隙中融合成为全新的扩大桩头, 促进了桩端的受力面积扩大; 浆液沿着桩身和土层的结合层上返, 消除了泥皮, 增强了桩侧摩阻力, 且浆液横向渗透到桩侧土层中作用也较为显著。
二、某高层住宅楼工程，总建筑面积20 729m2，建筑物为地上16+1层(住宅16层，底部架空层1层)，局部地下1层，基础为钢筋混凝土钻孔灌注桩基础。该工程的钻孔灌注桩直径为700mm和900mm两种，设计桩长10 m～15m，极限承载力分别为2 300 kN和5 600 kN，桩身混凝土强度等级为C30，共设计钢筋混凝土钻孔灌注桩1 14条，其中700 mm桩6l条，900 mm桩53条。
三、灌注桩桩端桩侧后压浆施工技术
1、后压浆施工技术
工艺流程：方案设计一(注浆参数)钻孔一下钢筋笼一埋设注浆管一(清孔)浇注混凝土一(经过7 h一24 h)清水劈裂注浆一(经过7 d～25 d龄期)初注浆一(监测上抬及泛浆)观测注浆压力、注浆量一记录最大压力最终注浆量一成桩。后压浆主要施工技术措施如下：
（1）压浆管的制作。在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25 mm的黑铁管制作，接头采用丝扣连接，两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出55 cm，在桩底部长出钢筋笼5cm，上部高出桩顶混凝土面50 cm但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm制作成压浆喷头(俗称花管)，在该部分采用钻头均匀钻出4排(每排4个)、间距3 cm、直径3 mm的压浆孔作为压浆喷头；用图钉将压浆孔堵严，外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严，这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置：当注浆时压浆管中压力将车胎进裂、图钉弹出，水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入卵石层中，而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。
（2）压浆管的布置。将2根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼，在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护，钢筋笼不得扭曲，以免造成压浆管在丝扣连接处松动，喷头部分应加混凝土垫块保护，不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。
（3）压浆桩位的选择。根据以往工程实践，在卵石层中，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临近薄弱地点冒出，压浆的桩应在混凝土灌注完成3 d一7 d后，并且该桩周围至少8 m范围内没有钻机钻孔作业，该范围内的桩混凝土灌注完成也应在3 d以上。
2、注浆参数(见表1）
表1注浆参数
终止注浆标准：
（1）单桩水泥注入量已达到2 000 kg；
（2）单桩注浆总量已达到设计量的70％ ，且注浆压力达到设计注浆压力的150％ ，并维持5 min以上；
（3）注浆总量已达到70％ ，且桩顶或地面出现明显上抬。
3、施工中的注意事项
（1）及时进行注浆管的“劈裂”。桩体混凝土浇筑后，在7 h一24 h内应用清水对注浆管进行“劈裂” 和清洗，这样可以将注浆管头部周围的混凝土与土体的混合物及时劈通，保证注浆通畅。本次40 试桩的一根注浆管埋深不够，导致注浆头部被混凝土覆盖，无法劈通。不得不在事后改用桩侧注浆进行补救。
（2）控制好浆液的浓度。在注浆过程中，浆液受到注浆压力与灌浆阻力的共同作用，悬浮在浆液中的水泥颗粒不断沉积在管壁上，导致管道系统的摩擦力不断加大，流通截面逐渐缩小，直到完全堵塞。浓度过大是导致堵塞的主要原因。因此要控制好浆液的浓度，宜先压稀浆后压浓浆。水泥浆应搅拌均匀，在抽入高压泵之前必须进行过滤。压浆时先慢速压浆逐步达到设计要求，并尽可能保持压力稳定。
4、压浆施工存在的问题与处理
（1）喷头失灵: 当压力超过10MPa之后, 整个压浆喷头依旧打不开, 则可以判定喷头位置损坏, 此时不得强制性把压力扩大,需要对另一根管实施压浆数量的补充。
（2）冒浆现象: 水泥浆沿着桩侧或其它位置冒浆则是压浆过程经常存在的问题, 当水泥浆液从别的桩或者地面上冒出后, 则表明桩底达到饱和状态, 此时则可以中断压浆; 若从本桩侧壁冒浆,压浆量同样要达到标准需要后才能结束压浆; 而自本桩侧壁冒浆量偏少时, 需把此压浆管使用清水加以冲洗, 等到第二天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。
（3）浆量过少: 压浆过程中尽可能利用整个承台群桩一次性压浆, 压浆先施工周围的桩形成一个封闭圈, 在施工环节需要维持中间桩位的压浆质量, 当有一些桩压浆量满足不了标准时, 则要结合工程的实际需要进行补充调整。
四、效果分析
1、注浆前后桩基承载力对比
由图1一图4可以看出，试验曲线在注浆后变得比注浆前更为缓和，而破坏阶段曲线还是陡变的，诸多的文献中大多数静载试验曲线由陡变型变为缓变型，基本上没有做到破坏，曲线的末端未出现陡变。在相同荷载，相同时间内，注浆桩比未注浆桩的沉降要小，说明浆液改善了桩的承载性能。不同持力层上注浆桩与未注浆桩的承载力对比，两种地层上的后压浆桩承载力都有大幅提高。卵石层上注浆桩的极限承载力提高了157％ ，强风化泥岩上注浆桩的极限承载力提高了30％ ，尽管风化岩上压浆量比卵石上压浆量大0．5 t，但压浆效果远比不上后者。这说明后压浆对于不同持力層的注浆效果是不同的，产生的经济效益也是不同的。
2、经济效益分析
采用后压浆技术后，与普通混凝土灌注桩相比，桩基工程量、造价节约幅度可达30％ 一50％。该次试桩卵石层上压浆桩的承载力增幅达157％ ，强风化泥岩上桩的承载力增幅为30％ ，可通过优化设计，相应地桩基工程量可减少25％ 一65％ ，本工程采用后压浆的灌注桩比未采用设计前均响应减少桩长0．8 m～2．15 m，节约了大笔工程资金，而且施工工期大大缩短。
结论
桩底桩侧后压浆能胶结固化桩底沉渣、桩周土体，消除了降低普通钻孔灌注桩承载力的诸多因素，改善了桩的承载性能。总之，钻孔灌注桩后压浆是一种经济效益和社会效益都十分显著，实际应用价值高，已在桩基础工程领域内得到愈来愈广泛的应用。
【参考文献】
[1] 黄生根，龚维明．钻孔灌注桩后压浆的承载性能研究[J]．岩土力学，2004，(8)．
[2] 邱砚秀．钻孔灌注桩桩端后压浆施工技术[J]．铁道标准设计，1999，