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摘要：后压浆技术是我国广大建筑者经过多年的探索和实践，总结出一套在钻孔灌注桩后，采用高压注浆泵通过预埋注浆管注入水泥浆液，通过浆液的劈裂、填充、压密、固结等作用，从而提高桩基侧摩阻力和端承载力的技术。本文作者通过详细介绍后压浆技术在洺河渡槽桩基工程中应用的工艺流程、施工过程以及出现异常情况后的应对措施，全面阐述了后压浆技术对桩基加固的机理，施工工艺和注意事项，为后压浆技术在其他水利工程中的应用和推广有很大借鉴意义。
关键词：后压浆；承载力；水泥浆
Abstract: the post grouting technology is our country the majority of builders after years of exploration and practice, summed up a set of the bored pile with high-pressure grouting pump, through the embedded grouting pipe into the cement slurry, the slurry splitting, filling, compaction, consolidation effect, so as to improve the bearing capacity of pile side friction resistance and end technology. Process, the author introduces the post-grouting technology used in pile foundation engineering Minghe Aqueduct in the construction process and measures of abnormal situation, a comprehensive exposition of the post grouting technology of pile foundation reinforcement mechanism, construction technology and matters of attention, is of great significance for the application and popularization of post grouting technology in other in hydraulic engineering.
Keywords: post pressure grouting; bearing capacity; cement slurry
中图分类号：TU473.1+1文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
1、工程概况
1.1基本情况
洺河渡槽是南水北调中线工程总干渠上的一座大型河渠交叉建筑物，位于河北省永年县城西邓底村与台口村之间的洺河上，全长930m，其中槽身长829m，渡槽槽身纵向为16跨简支梁结构，单跨长40m。槽身为三槽一联矩形预应力钢筋混凝土结构，共布置17个槽墩，槽墩坐落在承台上，承台下设两排灌注桩，每排7根，桩径1.7m，桩长13.5～54m，单桩设计承载力为1400KN，设计流量为230m3∕s，加大流量为为260m3∕s，工程等级为一等，主要建筑物级别为1级。
1.2地质情况
洺河渡槽地质情况整体为上部覆盖不同厚度的卵石层，卵石层级配不连续，部分卵石含量较大，下部为泥岩、砂岩交错沉积，岩相变化较大，特别是位于渡槽南岸的2~5号槽墩下伏基岩以二叠系砂岩为主，受次级构造和地质条件的影响，部分岩体破碎，强风化底界高程自6.35~51.1米，风化程度差异较大，每个槽墩下伏基岩风化程度的差异也非常明显。
1.3设计情况
鉴于洺河渡槽工程等级和级别高，工程地质复杂的情况，同时由于桩基穿过卵石、砂岩、泥岩等不同地层，成孔采用了冲击钻钻孔，为确保桩基承载力，采用了后压浆技术。
影响混凝土灌注桩桩基承载力的因素
2.1桩基在钻孔过程中，特别是冲击钻钻孔过程中护壁泥浆或膨润土浆液颗粒吸附于孔壁形成泥皮，阻碍桩身砼与桩周土的粘聚力的发挥，相当于在桩侧涂入一层润滑剂，大大降低了桩侧摩阻力的发挥降低单桩承载力
2.2对于水敏性地层，因长期浸泡而松软，也会降低桩周土体的摩阻力，降低单桩承载力
2.3桩身砼固结后也会发生体积收缩，使桩身砼与孔壁之间产生间隙，减小侧摩阻力，降低单桩承载力。
2.4桩基本身的岩石可能存在软弱夹层、裂隙、破损等不良条件，大大降低桩基承载力。
2.5在成孔过程中，特别是冲击钻冲击成孔过程中，难免会对孔底岩石造成一定的破坏，严重时会在孔底形成碎石层，对桩基的承载力造成不利影响。
2.6无论采用何种成孔工艺或二次清孔工艺，在灌注砼与二次清孔之间肯定有时间间隔，或多或少存在孔底沉渣，孔底沉渣是影响灌注桩尤其端承载力的重要因素之一
2.7在初灌时，混凝土从细长的导管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成“虚尖”或“干碴石”，影响桩基的承载力。
后压浆技术提高桩基承载力的机理
3.1将水泥浆液压入桩端，可以使得原松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体；
3.2水泥浆液在压力作用下由桩端在碎石层的孔隙里向四周扩散，对于单桩区域，向四周扩散相当于增加了端部的直径，向下扩散相当于增加了桩长；群桩区域所有的浆液连成一片，使得碎石层成为一个整体，从而大大提高桩端承载力
3.3在压浆过程中，浆液沿着桩身和结合层上返，消除了泥皮，提高了桩侧摩阻力，同时浆液横向渗透到桩侧土层中也起到了加大桩径的作用。
4、后压浆施工工艺流程
灌注桩成孔→钢筋笼制作→压浆管制作→灌注桩清孔→压浆管绑扎→下钢筋笼→灌注桩混凝土→后压浆准备→疏通灌浆管→桩基检测→桩基压水试验→压浆施工→封孔
5、后压浆施工过程
5.1洺河渡槽灌注桩成孔
采用CZF1500冲击钻钻孔，穿越上层卵石层时采用粘土泥浆护壁，之后其他地层为减少泥皮厚度采用膨润土泥浆护壁，粘度20~25S、相对密度1.2~1.3、PH值8~10，清孔采用气举反循环。
5.2压浆管的制安
考虑桩基在压浆前需做声波检测，故压浆管兼做声测管，在制作钢筋籠的同时制作压浆管，每根桩预埋3根压浆管，采用DN60圆钢管，连接方式采用DN70、内径DN60钢管，长度大于20CM，连接管端头与压浆管外壁满焊，压浆管每隔2M设置一道定位钢筋与钢筋笼主筋连接并焊接牢固，灌浆管预埋端头设置单向灌浆逆止阀，防止在混凝土关注过程中堵塞灌浆管。
5.3压浆管的疏通
在钢筋笼和灌浆管吊装就位后，进行二次清孔，然后灌注桩基混凝土，在混凝土灌注后24—28h内采用高压水将灌浆管冲开，以满足灌浆要求，需要注意的是一定要控制好时间，时间过长混凝土达到一定强度后，灌浆管端头逆止阀将无法打开。
5.4桩基检测
在后压浆前采用超声波对桩基逐根进行检测，以确定桩身的完整性和灌注质量，压浆后采用钻芯进行检测，以检测后压浆的效果。
5.5压浆
5.5.1灌浆设备准备采用一台灌浆泵引出一根主灌浆管，在主灌浆管上设置三通，分别与桩基预埋三根灌浆管相连，采用阀门控制回浆，这样可以保证三根灌浆管同时均匀压浆。
5.5.2压水试验压浆前先通过压浆管进行压水试验，已确认桩底的可灌性和压浆管道的畅通情况，压水逐级加压，最大压力控制在8Mpa，压水时间控制在30min,压水量控制在0.6m3左右。
5.5.3浆液的配制
浆液采用42.5水泥配制净水泥浆，在压浆过程中需要时也可加入适当水玻璃等速凝材料，水灰比分三级，根据灌浆要求浓度有稀变稠，逐级调整，拌制设备为高速搅拌机（转数不小于1000转／min）,搅拌时间不低于2min。
5.5.4压浆
每根桩灌浆分三序进行，每序停顿时间为20-30min,依次灌浆量为总灌浆量的40%、40%、20%循环压入，水灰比依次为1、0.7、0.5，第三序灌浆完成后，关闭阀门40min后，方可拆除阀门。
5.5.5灌浆过程控制
灌浆时要慢速、低压（2-3Mpa）、低流量（30L／min）进行，在灌浆的同时要随时观测桩顶位移和桩周土层变化变化情况，桩基终止灌浆应采取灌浆量和灌浆压力双控，以压浆量控制为主，以压力控制为辅，终止标准一是压浆量达到设计要求量，持荷5min，注入率小于1L／min；二是压浆压力达到设计控制压力，持荷5min，注入率小于1L／min。
6、压浆过程中出现异常和应对措施
6.1灌浆管端部逆止阀打不开
在疏通灌浆管时，如果水压达到设计要求不能打开逆止阀，可与设计沟通适当提高压力，仍不能打开说明逆止阀已经损坏、於堵或者是混凝土强度已经太高，不要强行增加压力，可采取在其他灌浆管中补足压浆数量，如果三根都出现不能打开的情况，只能待混凝土达到龄期后，用地质钻在桩基上打孔，孔底要深入桩底以下50cm。
6.2在灌注过程中出现冒浆
压浆过程中时常会出现水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象，若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出，说明桩底已经饱和，可以停止压浆；若从本桩侧壁冒浆，压浆量也满足或接近了设计要求，可以停止压浆；若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少，可将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净，等到第2 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。
6.3在压浆过程中出现单桩压浆量过大
在压浆过程中有时也会出现但单根桩吃浆量很大，但压力上不来的情况，这说明桩底可能存在裂隙、暗河、加沙层等不良地质情况，压入水泥浆沿桩底裂隙等流走，在洺河压浆时就有一根桩压浆量达到了20t,压力表却显示无压力的情况，出现这种情况可采取将水泥浆调稠、加速凝剂、进行间歇灌浆并适当加大间歇时间、与周边其他灌注桩同时灌注等措施。
7、结语
后压浆技术在公路、铁路等行业应用较早，在水利行业采用的比较少，同时后压浆技术在洺河渡槽桩基工程中的应用，也是南水北调工程河北段桩基工程的首次使用，采用此技术后桩基经过钻孔检测和静载实验都达到了设计承载力的要求，起到了提高单桩承载力和节约资金的作用，为这一技术在其他水利工程中推广应用有着重要意义和借鉴作用。
参考文献：
【1】.《灌注桩后压浆技术规程》Q/JY14-1999
【2】.钻孔灌注桩后压浆法在工程中的应用.建材世界2011年第32卷第4期.作者郭皓
【3】.鉆孔灌注桩后压浆技术在桥梁工程的应用研究.山东建筑大学硕士学位论文.作者：张广鲁
关键词：后压浆；承载力；水泥浆
Abstract: the post grouting technology is our country the majority of builders after years of exploration and practice, summed up a set of the bored pile with high-pressure grouting pump, through the embedded grouting pipe into the cement slurry, the slurry splitting, filling, compaction, consolidation effect, so as to improve the bearing capacity of pile side friction resistance and end technology. Process, the author introduces the post-grouting technology used in pile foundation engineering Minghe Aqueduct in the construction process and measures of abnormal situation, a comprehensive exposition of the post grouting technology of pile foundation reinforcement mechanism, construction technology and matters of attention, is of great significance for the application and popularization of post grouting technology in other in hydraulic engineering.
Keywords: post pressure grouting; bearing capacity; cement slurry
中图分类号：TU473.1+1文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
1、工程概况
1.1基本情况
洺河渡槽是南水北调中线工程总干渠上的一座大型河渠交叉建筑物，位于河北省永年县城西邓底村与台口村之间的洺河上，全长930m，其中槽身长829m，渡槽槽身纵向为16跨简支梁结构，单跨长40m。槽身为三槽一联矩形预应力钢筋混凝土结构，共布置17个槽墩，槽墩坐落在承台上，承台下设两排灌注桩，每排7根，桩径1.7m，桩长13.5～54m，单桩设计承载力为1400KN，设计流量为230m3∕s，加大流量为为260m3∕s，工程等级为一等，主要建筑物级别为1级。
1.2地质情况
洺河渡槽地质情况整体为上部覆盖不同厚度的卵石层，卵石层级配不连续，部分卵石含量较大，下部为泥岩、砂岩交错沉积，岩相变化较大，特别是位于渡槽南岸的2~5号槽墩下伏基岩以二叠系砂岩为主，受次级构造和地质条件的影响，部分岩体破碎，强风化底界高程自6.35~51.1米，风化程度差异较大，每个槽墩下伏基岩风化程度的差异也非常明显。
1.3设计情况
鉴于洺河渡槽工程等级和级别高，工程地质复杂的情况，同时由于桩基穿过卵石、砂岩、泥岩等不同地层，成孔采用了冲击钻钻孔，为确保桩基承载力，采用了后压浆技术。
影响混凝土灌注桩桩基承载力的因素
2.1桩基在钻孔过程中，特别是冲击钻钻孔过程中护壁泥浆或膨润土浆液颗粒吸附于孔壁形成泥皮，阻碍桩身砼与桩周土的粘聚力的发挥，相当于在桩侧涂入一层润滑剂，大大降低了桩侧摩阻力的发挥降低单桩承载力
2.2对于水敏性地层，因长期浸泡而松软，也会降低桩周土体的摩阻力，降低单桩承载力
2.3桩身砼固结后也会发生体积收缩，使桩身砼与孔壁之间产生间隙，减小侧摩阻力，降低单桩承载力。
2.4桩基本身的岩石可能存在软弱夹层、裂隙、破损等不良条件，大大降低桩基承载力。
2.5在成孔过程中，特别是冲击钻冲击成孔过程中，难免会对孔底岩石造成一定的破坏，严重时会在孔底形成碎石层，对桩基的承载力造成不利影响。
2.6无论采用何种成孔工艺或二次清孔工艺，在灌注砼与二次清孔之间肯定有时间间隔，或多或少存在孔底沉渣，孔底沉渣是影响灌注桩尤其端承载力的重要因素之一
2.7在初灌时，混凝土从细长的导管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成“虚尖”或“干碴石”，影响桩基的承载力。
后压浆技术提高桩基承载力的机理
3.1将水泥浆液压入桩端，可以使得原松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体；
3.2水泥浆液在压力作用下由桩端在碎石层的孔隙里向四周扩散，对于单桩区域，向四周扩散相当于增加了端部的直径，向下扩散相当于增加了桩长；群桩区域所有的浆液连成一片，使得碎石层成为一个整体，从而大大提高桩端承载力
3.3在压浆过程中，浆液沿着桩身和结合层上返，消除了泥皮，提高了桩侧摩阻力，同时浆液横向渗透到桩侧土层中也起到了加大桩径的作用。
4、后压浆施工工艺流程
灌注桩成孔→钢筋笼制作→压浆管制作→灌注桩清孔→压浆管绑扎→下钢筋笼→灌注桩混凝土→后压浆准备→疏通灌浆管→桩基检测→桩基压水试验→压浆施工→封孔
5、后压浆施工过程
5.1洺河渡槽灌注桩成孔
采用CZF1500冲击钻钻孔，穿越上层卵石层时采用粘土泥浆护壁，之后其他地层为减少泥皮厚度采用膨润土泥浆护壁，粘度20~25S、相对密度1.2~1.3、PH值8~10，清孔采用气举反循环。
5.2压浆管的制安
考虑桩基在压浆前需做声波检测，故压浆管兼做声测管，在制作钢筋籠的同时制作压浆管，每根桩预埋3根压浆管，采用DN60圆钢管，连接方式采用DN70、内径DN60钢管，长度大于20CM，连接管端头与压浆管外壁满焊，压浆管每隔2M设置一道定位钢筋与钢筋笼主筋连接并焊接牢固，灌浆管预埋端头设置单向灌浆逆止阀，防止在混凝土关注过程中堵塞灌浆管。
5.3压浆管的疏通
在钢筋笼和灌浆管吊装就位后，进行二次清孔，然后灌注桩基混凝土，在混凝土灌注后24—28h内采用高压水将灌浆管冲开，以满足灌浆要求，需要注意的是一定要控制好时间，时间过长混凝土达到一定强度后，灌浆管端头逆止阀将无法打开。
5.4桩基检测
在后压浆前采用超声波对桩基逐根进行检测，以确定桩身的完整性和灌注质量，压浆后采用钻芯进行检测，以检测后压浆的效果。
5.5压浆
5.5.1灌浆设备准备采用一台灌浆泵引出一根主灌浆管，在主灌浆管上设置三通，分别与桩基预埋三根灌浆管相连，采用阀门控制回浆，这样可以保证三根灌浆管同时均匀压浆。
5.5.2压水试验压浆前先通过压浆管进行压水试验，已确认桩底的可灌性和压浆管道的畅通情况，压水逐级加压，最大压力控制在8Mpa，压水时间控制在30min,压水量控制在0.6m3左右。
5.5.3浆液的配制
浆液采用42.5水泥配制净水泥浆，在压浆过程中需要时也可加入适当水玻璃等速凝材料，水灰比分三级，根据灌浆要求浓度有稀变稠，逐级调整，拌制设备为高速搅拌机（转数不小于1000转／min）,搅拌时间不低于2min。
5.5.4压浆
每根桩灌浆分三序进行，每序停顿时间为20-30min,依次灌浆量为总灌浆量的40%、40%、20%循环压入，水灰比依次为1、0.7、0.5，第三序灌浆完成后，关闭阀门40min后，方可拆除阀门。
5.5.5灌浆过程控制
灌浆时要慢速、低压（2-3Mpa）、低流量（30L／min）进行，在灌浆的同时要随时观测桩顶位移和桩周土层变化变化情况，桩基终止灌浆应采取灌浆量和灌浆压力双控，以压浆量控制为主，以压力控制为辅，终止标准一是压浆量达到设计要求量，持荷5min，注入率小于1L／min；二是压浆压力达到设计控制压力，持荷5min，注入率小于1L／min。
6、压浆过程中出现异常和应对措施
6.1灌浆管端部逆止阀打不开
在疏通灌浆管时，如果水压达到设计要求不能打开逆止阀，可与设计沟通适当提高压力，仍不能打开说明逆止阀已经损坏、於堵或者是混凝土强度已经太高，不要强行增加压力，可采取在其他灌浆管中补足压浆数量，如果三根都出现不能打开的情况，只能待混凝土达到龄期后，用地质钻在桩基上打孔，孔底要深入桩底以下50cm。
6.2在灌注过程中出现冒浆
压浆过程中时常会出现水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象，若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出，说明桩底已经饱和，可以停止压浆；若从本桩侧壁冒浆，压浆量也满足或接近了设计要求，可以停止压浆；若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少，可将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净，等到第2 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。
6.3在压浆过程中出现单桩压浆量过大
在压浆过程中有时也会出现但单根桩吃浆量很大，但压力上不来的情况，这说明桩底可能存在裂隙、暗河、加沙层等不良地质情况，压入水泥浆沿桩底裂隙等流走，在洺河压浆时就有一根桩压浆量达到了20t,压力表却显示无压力的情况，出现这种情况可采取将水泥浆调稠、加速凝剂、进行间歇灌浆并适当加大间歇时间、与周边其他灌注桩同时灌注等措施。
7、结语
后压浆技术在公路、铁路等行业应用较早，在水利行业采用的比较少，同时后压浆技术在洺河渡槽桩基工程中的应用，也是南水北调工程河北段桩基工程的首次使用，采用此技术后桩基经过钻孔检测和静载实验都达到了设计承载力的要求，起到了提高单桩承载力和节约资金的作用，为这一技术在其他水利工程中推广应用有着重要意义和借鉴作用。
参考文献：
【1】.《灌注桩后压浆技术规程》Q/JY14-1999
【2】.钻孔灌注桩后压浆法在工程中的应用.建材世界2011年第32卷第4期.作者郭皓
【3】.鉆孔灌注桩后压浆技术在桥梁工程的应用研究.山东建筑大学硕士学位论文.作者：张广鲁