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灌注桩后压浆工艺在太原地区的应用及存在问题 王敏泽王茂桑 ( 山西省建筑科学研究院太原0 3 0 0 0 1 ) 【摘要】本文通过后压浆工艺在太原地区近5 年的工程实践应用，根据实 测对比结果，提出本地区在进行后压浆灌注桩设计时的提高系数，以利于指导工程 设计，并提出在应用后压浆时应注意的问题，使后压浆工艺发挥更好的技术经济 效益 【关奠谰】后压浆} 灌注桩；太厚地区；应用 1灌注桩后压浆技术在太原地区的应用 随着城市的发腰，高层、超高层建筑不断涌现，在工程设计和施工中，如何选择合理、经 济、安全的地基处理方式在土地资源日趋紧张的今天显得尤为重要太原地区于2 0 世纪 9 0 年代韧开始大规模应用灌注基桩；成孔以泥浆护璧钻、冲孔为主，桩径6 0 0 ～8 0 0 r a m ，桩 长2 0 ．O ～6 5 ．O m ，受力性状以摩擦为主根据试验资料，桩径8 0 0 m m ，桩长3 0 ．O m 的单桩 承载力极限值一般在5 0 0 0 k N 左右但由于泥浆护壁钻、冲孔灌注桩工艺的弊端，桩侧泥皮 和桩端沉渣成为影响单桩承载力的主要因素，据统计由于泥皮和沉渣导致承载力未满足设 计要求的占6 0 ％以上。

有的试验结果只有设计预期的一半或更少，如某办公楼桩径 8 0 0 m m ，桩长2 6 ．O m 设计单桩极限承载力4 5 0 0 k N ，试验结果为2 0 0 0 k N ～2 5 0 0 k N ，类似结 果屡见不鲜为满足建筑物使用要求只能减少层数或增加桩数、加大桩长，改变原有的设计 方案，使得工期延长，工程量增大，投资效益比降低为克服工艺弊端，提高投资效益，太原 地区于1 9 9 9 年底和2 0 0 0 年初先后引进中国建筑科学研究院和西南交通大学两种钻孔灌注 桩后压浆技术，并在工程中取得成功后开始大规模应用现已成为本地区高层、超高层建筑 的地基处理的主要方式太原地区地层以洪积和冲积为主，在3 0 m 、4 5 m 左右有一层厚度 3 m 至数十米的砂层，为后压浆提供了良好的条件 2 后压浆机理介绍 后压浆是指在灌注桩成桩且桩身达到一定强度后，用高压注浆泵，在压力作用下将能固 化的水泥浆液通过桩身预埋注浆装置强行压人桩侧、桩端土屡中，其加固机理表现在以下几 个方面： t 4 ‘ 2 ．1 桩侧压力洼浆 ， ①在桩侧细粒土层中眭浆时，注浆压力超过劈裂压力．则土体呈现劈裂加筋效应。

在桩 侧粗粒土层中注浆时，浆液通过渗透、部分挤密、填充及圈结作用，呈现渗透、填充、胶结效 应通过上述作用，提高了桩周土的强度 2 4 9 ②在桩侧注浆点处，由于浆液的挤压作用，形成凸出的浆液包结石体 ③在桩侧非注浆点处形成一层浆壳，这层浆壳或单独存在而固化，或与泥皮发生物理化 学反应而固化，形成该结石体与原桩身混凝土组成的复合桩身，增大剪切滑动面，增加桩侧 摩擦面积 ④浆液充填桩身混凝土与桩周土体的间隙，提高桩土问的黏结力，从而提高桩侧摩 阻力 2 ．2 桩端压力注浆 ①在细粒土( 黏性土、粉细砂) 的桩端持力层中注浆时，如果浆液压力超过劈裂压力，则 土体产生水力劈裂，实现劈裂注浆，单一介质土体被网格状结石分割加筋成复合体，它能有 效地传递和分担荷载，从而提高桩端阻力 ②在粗粒土( 孔晾较大的中粗砂、卵砾石) 的桩端持力层注浆时，浆液主要通过渗透、挤 密、填充及固结作用，大幅度地提高持力层扰动面及持力层的强度和变形模量，并形成扩大 头，增大桩端受力面积，提高桩端阻力 ③桩端沉渣与注入的浆液发生物理化学反应而固化，凝结成一个结构薪、强度高、化学 性能稳定的结石体，提高桩端阻力 ④对于泥浆护壁法灌注桩，注入桩端的浆液，在压力作用下，在桩端以上一定高范围内 沿着桩土问泥皮上渗加固泥皮r 同时调动起更大范围内的桩周土体参与桩的承载- 提高桩 侧摩阻力。

⑤桩端压力注浆使桩上抬而产生向上摩阻力，相当于“预应力”作用，提高桩侧摩阻力 3 应用被果 3 ．1 设计与施工参数 根据所收集的工程资料，太原地区设计与菔工参数分析结果见表I 和表2 裹l 鞋径( 删n )桩长( m )单桩饭限承辊力( k N )桩麓持力层布桩方式 6 0 05 ．0 “2 & O ～3 仉03 4 ．s A 3 5 ．02 9 ．0 蹦> 1 3 0 0 0i 4 ．7 ％ 熬性土 8 ．0 ％ 柱下布置 囊2 成桩工艺后压浆工艺 泥浆护壁冲击囊孔7 2 ．8 ％ 桩靖桩膏后压浆4 9 ．4 ％ 泥浆护肇回转成孔 1 6 ．1 ％ 旋挖钻机成孔1 1 ．1 ％腔囊闭式注浆5 0 ．6 ％ 后压浆控制指标主要采用注浆量、注浆压力、桩顶上抬量工程中一般以注浆量和注浆 压力来控制，桩该上抬量实测魄不多注浆量一般在2 0 0 0 k g3 0 0 0 k g ，注浆压力1 ．_ O M P a ～ 2 ．5 M P a ，水灰比0 ．5 ～o ．7 ，常用0 ．6 ，注浆速度g O ～4 0 L ／m i n 3 ．2 承蕺力 根据太原地区3 个不同建设场地的实测对比资料分析，结果见表3 。

2 5 0 裹3 最大加最大沉降单桩撮眼 序号成桩工艺注浆工艺桩径( r a m ) 拄长( m ) 载量( k N )( r a m )承载力( k N ) 桩端桩侧 8 0 02 4 ．68 5 0 01 6 ．0 98 5 0 0 工程1 ( 桩端粉泥浆护壁回转 桩端桩侧 2 468 5 0 01 3 ．8 28 5 0 0 土舍砾)正循环成孔 桩端桩侧 2 4 ．68 4 0 01 3 ．6 08 4 0 0 不注紫8 0 02 4 ．64 6 0 08 1 ．1 23 7 7 5 桩端桩倒 8 0 02 6 ．O8 0 0 01 8 ．2 08 0 0 0 桩靖桩侧 8 0 02 6 ．O8 0 0 01 7 ．8 98 0 0 0 工程2 ( 桩蛸为泥浆护壁回转 中砂)反循环成孔 桩靖桩侧 8 0 02 6 ．08 0 0 0 1 60 28 0 0 0 不注浆8 0 04 6 ．07 2 0 03 2 ．5 76 6 0 0 不注浆8 0 04 6 ．08 0 0 02 8 ．O O8 0 0 0 工程3 ( 桩螭为泥浆护璧冲击 胶囊闭式 7 0 02 8 ．01 3 0 0 02 3 ．3 91 3 0 0 0 腔囊闭式 ? 0 03 0 ．O1 1 0 0 0 1 7 ．5 81 1 0 0 0 中砂)成乳 不洼浆 3 6 ．51 0 0 0 04 8 8 8 9 0 0 0 从实测对比数据和工程( 1 ) 与工程( 2 ) 的桩身内力测试结果：单桩承载力提高1 3 4 ％，沉 降量减少7 0 ％；桩侧阻比原勘察报告提供的提高2 3 ．9 ％～4 0 ．0 ％，桩端附近土层侧阻提高 1 0 0 ％～1 1 0 ％，桩端阻提高3 0 0 ％～4 2 5 ％。

试验结果表明在采用后压浆工艺后，由于固化 了桩侧泥皮、桩端沉渣，并使桩侧及桩端土层的性质改善，特别是桩端附近土层和桩端承载 力有明显提高，端阻力占总阻力的3 0 ％以上，从而使桩的受力性状改变，由摩擦桩转变为端 承摩擦桩，而且克服了普通钻、冲孔灌注桩侧阻与端阻异步发挥的差异，使端阻在较小荷载 作用下即参与承载，桩端阻与桩侧阻的发挥趋于同步，从而使单桩承载力显著提高，沉降量 明显减小并且趋于均匀，而且均未出现破坏，偏于安全 3 ．3 沉降■ ①单桩静载荷试验 根据收集3 0 余项工程的1 0 2 根单桩静载荷试验资料，统计分析结果见表4 裹4 荷袭( k N )< 1 0 0 0 01 0 0 0 0 ～1 3 0 0 01 3 0 0 0 ～1 5 0 0 0 沉降( r a m ) - ：C 2 0 4 0< 2 02 0 ～3 03 0 ～4 0 比例( 蚯)2 7 ，2 4 72 1 1 ．Z5 3 ．83 8 ．5 7 ．7 根据统计分析结果，在采用后压浆工艺后，桩顶沉降量～般均小于3 0 ．0 r a m ，且实测回 弹率较高( 4 5 ％～7 0 ％) ，说明桩周土的工作性能有所改善。

但在试验中也发现桩端刺人破 坏，沉降量超过4 0 ．0 r a m ，未能满足设计要求，这应引起商度重视，避免过分夸大后压浆作 用，留有质量隐患 ②建筑物沉降量 根据已建成并投入使用的建筑物沉降观测资料，沉降量在1 4 ．5 ～1 7 ．2 r a m 间，均小于 8 0 m m ，说明采用后压浆工艺后对控制建筑物的沉降有良好效果 3 ．4 技术经济效益 由于后压浆克服了泥浆护壁工艺的弊端，针对性强，能显著提高单桩承载力，控制沉降 2 57 量，所以在基础设计中相应的承台粱板材耗可大大减少布桩形式灵活( 墙下布置、- i t - 桩) ，同荷载下可缩短近一半的桩长，使工程量减少、缩短工期，提高投资效益据测算，采用 后压浆工艺获得每千牛承载力所需费用仅为普通槛注桩费用的5 0 “，具有显著的技术经济 效益，有着良好的应用前景和发展空间 4 存在问题 5 年的工程实践证明后压浆工艺在本地区的应用是成功的，但从试验结果和施工过程 中也发现了一些不容忽视的问题，这些问题如果不加以重视和解决，对工艺的发展不利，同 时也给工程质量留下隐患 4 ．1 对后压浆工艺的认识和掌握程度有限本地区从事桩基施工的单位有近5 0 家， 但获得专制授权的只有少数几家，其余单位仅是照搬设备或自行加工，对工艺不熟悉，工艺 操作人员没有进行相应的职业培训，施工管理制度不健全，操作不规范。

尤其是在后压浆工 艺取得成功后，某些设计和施工人员安全质量意识淡化，盲日乐观，导致后压浆未能发挥作 用达不到设计要求，应；I 起高度重视 4 ．2 后压浆的控制指标监测不完善，尤其是桩顶上抬量监测；对地面冒浆、串浆和压浆 管堵漏等问题没有有效的预防和改进措施 4 ．3 没有一个统一的技术操作规程和质量控制标准，不利于建设、设计、监理单位和建 设行政主管部门的监督 4 ．4 后压浆的承载力尚元完善的计算公式，检测方法和取值标准也应进一步研究 5 结论 ( 1 ) 近5 年的工程实践证明，后压浆工艺在本地区的应用是成功的，具有显著的技术经 济效益根据本地区实测对比结果，在进行后压浆灌注桩设计时，侧阻提高系数可取i ．2 ～ 1 ．4 ，桩端附近土层侧阻提高系数可取i ．7 ～2 ．0 ，端阻提高系数可取3 ．O ～4 ．0 ，但仍须进行 静载荷试验以验证、修正设计和施工参数，为建立本地区后压浆工艺的操作规程和质量控制 标准积累实测数据，使此项技术发挥更大的技术经济效益 ( 2 ) 由于后压浆灌注桩的承载力和沉降计算尚无完善合理的公式，所以应建立对后压浆 的正确认识，精心设计和施工，避免过分夸大其作用而产生不良后果，对建筑物留有质量 隐患。

参考文献 1 沈保汉．桩俺压力注浆桩．施工技术．第2 9 卷，2 0 0 0 年第1 2 期1 4 9 ～5 0 页 2 沈保汉．桩墙压力注浆桩．桩基设计蓝工与检弼．刘金确主螭．中国囊材工业出版杜，2 0 0 1 年：2 6 ～2 7 页 3 张熹熙，膊尚东，冯明川，张傻文．桩底压力整浆法提高淮注桩承载力的应用及研究．第三届山西省岩土 工程学术研讨会会议论文 4 粱仁旺李斌宇郭印．太原地区钻孔灌注桩设计施工若干问题．桩基工程技术发展与应用．刘金弼主 编．北京：中国建筑工业出版社，2 0 0 3 2 5 2 。