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【摘 要】 在高层建筑里面，灌注桩是常用的桩基方式，使用注浆处理后单桩的承载力可以大大的提高，并且能够有效地解决沉渣问题，达到建筑的要求。本文就高层建筑中的柱基桩使用，分析灌注桩后的注浆原理，施工工艺和施工中常见的问题以及处理办法做一简单讨论。
【关键词】 高层建筑；灌注桩；注浆技术
自20世纪80年代以来，在沿海地区钻孔灌注桩已经被广泛的应用到了高层建筑，道路，桥梁等的基础建设中，适用的地基形式也越来越广泛。随着建筑规模的不断扩大，高层建筑对于桩基的承载力要求也越来越高，传统的处理方式比如扩大桩径和桩端入基已经不再适合现代施工了，对于一些砂层较厚，基岩很深的地区传统的施工方法会额外的造成经济支出，而后注浆正弥补了这一缺点，成为一种新的经济施工方式。下面就具体的采用后注浆法提高桩端进入砂层的钻孔灌注桩垂直承载力的应用进行探讨。
一、影响钻孔灌注桩的垂直承载力的主要原因
受现有施工工艺的影响，钻孔灌注桩在成孔的过程当中孔壁上土层的松动，成孔后柱底的沉渣较厚以及桩侧泥土皮层过厚等的现象，对于钻孔灌注桩的垂直承载力有一个很大的影响，使之不能达到工程的有效设想。不管是正循环还是反循环的施工桩或者清孔桩，都分别在不同程度上存在上述问题。举一例子来说明：某栋建筑楼办公项目，采用Φ800～Φ1400mm的灌注桩，静载试验测得单桩的垂直极限承载力为最大4250kn，最小2500kn，有数据可以发现，最大值为最小值的1.7倍，经过动测法的检测，该工程整体的工程桩桩身硂质量符合要求，无断桩，缩颈和离析等的不良现象出现，柱长也达到了设计的要求。桩基的承载力有自身结构承载力和地基对桩的支撑力，上述例子的桩承载力显然偏低并不是桩身结构的强度不够，而是地基的支撑力满足不了设计要求。下面就具体的分析灌注桩额度垂直承载力影响因素。
1.柱底的沉渣较厚，桩基的承载力得不到充分的发挥。目前，在钻孔灌注桩的施工工艺中，无论是正循环还是反循环，都很难保证孔底的沉渣能100%的达到清除目标，即便是进行二次清孔也打不到100%，这个从沉渣厚度测试仪测试及静载检测的结果就可以得到验证。在相当一部分的静载压桩实验中，当加载到某一个载荷时，桩顶会极速的下沉，并且達到规定的破坏条件，如果再次施加静载，让桩沉到某一个位置时，桩的下降速率会明显的变慢并且慢慢地接近稳定保持不变，这就说明柱底沉渣清除干净之后桩的承载力会有一个大幅度的提升。还有柱侧的泥土皮层较厚，会导致侧面的摩擦力明显下降。
2.孔壁受扰动
钻孔过程中，特别是在进入密实砂层相对比较深的桩的过程中时，孔壁会受到扰动，成孔后孔壁附近的土层当中的应力得到释放，因此出现了“松弛”，孔的直径和扰动影响成正比关系。由于靠近桩壁的土层的抗剪压强度有所降低，以至于静止压桩时地基土层对桩的极限支撑力下降。
二、后注浆法在钻孔灌注桩中的应用
为了大力的提高灌注桩的垂直承载力，国内外的许多工程技术人员都曾尝试过许多的方法，最后发现后注浆是一种非常有效的方法。所谓的后注浆，就是在桩体形成后桩身的硂达到了一定的强度，通过预埋管道通过高压泵向壮体的某些部位灌注水泥浆，以此来提高局部的土体强度。目前普遍使用额注浆工艺有以下几种：
1.在孔的底部设置注浆室，在采用这种工艺的时候，钢筋笼必须下到柱体的底部。
2.灌注桩形成后，在孔内设置注浆管，出浆口设计在注浆管的下端，并且要用胶带或者密封袋完全包裹住。出浆口的位置应该高处孔底30～50cm。灌注硂之前应该先往孔底填入碎石或者块石，使出浆口能够完全埋入碎石或者块石内，最后再实施硂灌筑。
3.在钢筋笼上固定注浆管，出浆口最适宜的是采用单向截流阀并且压入桩底土层中大概30～50cm的深度。由于使用的是单向截流阀，所以在进行桩身砼浇注时浆液不会灌入阀内，在注浆的同时注浆时浆液也不会回流。
对比三种施工工艺，第一种显得很简单，但是在国内使用的很少；第二种在国内被使用的次数很多，但是它的工艺太过于简单，很容易发生出浆口堵塞从而导致注浆失败；第三种由于是采用了单向截流阀作为出浆口，注浆成功的几率在97%之上，并且该种工艺的压力相对于比较稳定，注浆效果显著。
三、后注浆的机理
后注浆很大程度上可以理解为劈裂注浆和渗透注浆的结合。劈裂注浆：注入的高压浆体在克服了土体主应力面上的初始压应力后，使得土体产生劈裂式破坏，浆体沿着产生的劈裂缝进入土体填空的间隙，并且同时压密桩体侧面的土层，促使土体固结从而提高注浆区域的土体强度。如果注浆区域在桩体的底部，则灌注浆液首先会在柱底的沉渣区域产生劈裂和渗透，使得沉渣和桩端区域的土体密实，产生一种“扩底’效应。从大量的建筑资料可以发现，桩底注浆后不但能够提高桩端的承载力，而且在桩端5m以上的装侧面的摩擦阻力也有显著的提高。假如在桩侧某段面注浆，则在这个断面以上的一定范围内桩侧摩阻力同样也有显著的提高。
四、注浆桩与不注浆桩垂直承载力的对比（见下表）
从表中的数据可以发现以下两点问题：
1.桩底注浆后。单桩的极限承载力比未注浆的单桩极限承载力有很大幅度的提高，提高幅度大约可以在30%～60%的范围；同时，如果在桩侧和桩底同时注浆的话，单桩垂直极限的承载力提高幅度会更大，可以达到了85%。
2.桩底在砂层中进入的深度越深，后注浆之后单桩的承载力提高幅度越大。所以可以这样说：当钻孔灌注桩进入砂层一定深度时，采用后注浆效果更佳。
注浆后的单桩承载力的提高幅度与桩底和桩侧的土层性质有很大的关系，统计资料显示：北京地区，10m左右的短桩，如果桩底进入到中粗砂或者砾石层中时，采用注浆工艺进行施工，会使单桩的垂直承载力提高70%～200%；福建地区，进入砂层60m的长桩，承载力可以提高80%～90%；天津地区，桩底进入到粉细砂层的40～60m中长桩，承载力可以提高20%～40%。由资料我们可以说，在砂层区，采用桩底注浆工艺，可以获得最大的的经济效益。
五、关于后注浆法施工中的几个问题
1.压浆管和出浆口
实践显示：压浆管最好采用镀锌钢管或者是黑铁管，直径在Φ2.5cm或Φ3.0cm。如果考虑到管内的摩擦阻力对压力的干扰，可以选择Φ3.0cm或Φ3.8cm。出浆阀最好是单向截流阀，实践表明，采用这种出浆阀后注浆的成功率在96%之上。
2.注浆压力、速度
在理论上说，只要注浆液能够注入到土中，最好是采用低压，慢速注浆，因为这样可以使浆液在桩的底部或者侧面均匀缓慢的刺入，达到最佳的注浆加固效果。
3.注浆部位
在桩的底部注浆时，应该把出浆口设计在埋入桩底以下的一定深度的土层中，这样不但可以防止出浆口被水泥浆包裹住，而且能够使得水泥浆能充分的加固柱底的沉渣和虚土。对于在桩侧注浆时，出浆口选在砂性土层中最为合适，因为砂性土层的摩擦阻力最大，对于该部位进行加固效果最好。
六、结语
后注浆的注浆方法在高层建筑上是提高钻孔灌注桩垂直承载力以及减小承载力离散性的重要的有效的手段，有明显的社会效益和经济效益。经过注浆后，桩基的沉降量相比为注浆的桩基沉降量要小很多，对于重要工程中单根钻孔灌注桩的基础，后注浆就显得尤为重要了。某些建筑工程因为工程需要，设计桩的长度要达到60m甚至更长，进入到砂层的深度很深，这些桩在施工时所受的承载力离散性非常大，如果适当的采用后注浆的方法就可以在既满足了承载力的要求，有可以算短桩长减小沉降，为工程节约相当可观的工程费用。后注浆额的施工工艺还有待于进行更深层次的探索，以求有一个更长更远的发展。
参考文献：
[1]陈飞.钻孔灌注桩后压浆技术的研究和应用[D].同济大学.2007年
[2]朱炳寅.陈富生.水下钻孔灌注桩桩底压浆的工程实践及分析[J].建筑结构.1998年03期
[3]杨小珊.对超高层建筑中泵送混凝土有关问题的分析[J].建材与装饰（下旬刊）.2008年07期
【关键词】 高层建筑；灌注桩；注浆技术
自20世纪80年代以来，在沿海地区钻孔灌注桩已经被广泛的应用到了高层建筑，道路，桥梁等的基础建设中，适用的地基形式也越来越广泛。随着建筑规模的不断扩大，高层建筑对于桩基的承载力要求也越来越高，传统的处理方式比如扩大桩径和桩端入基已经不再适合现代施工了，对于一些砂层较厚，基岩很深的地区传统的施工方法会额外的造成经济支出，而后注浆正弥补了这一缺点，成为一种新的经济施工方式。下面就具体的采用后注浆法提高桩端进入砂层的钻孔灌注桩垂直承载力的应用进行探讨。
一、影响钻孔灌注桩的垂直承载力的主要原因
受现有施工工艺的影响，钻孔灌注桩在成孔的过程当中孔壁上土层的松动，成孔后柱底的沉渣较厚以及桩侧泥土皮层过厚等的现象，对于钻孔灌注桩的垂直承载力有一个很大的影响，使之不能达到工程的有效设想。不管是正循环还是反循环的施工桩或者清孔桩，都分别在不同程度上存在上述问题。举一例子来说明：某栋建筑楼办公项目，采用Φ800～Φ1400mm的灌注桩，静载试验测得单桩的垂直极限承载力为最大4250kn，最小2500kn，有数据可以发现，最大值为最小值的1.7倍，经过动测法的检测，该工程整体的工程桩桩身硂质量符合要求，无断桩，缩颈和离析等的不良现象出现，柱长也达到了设计的要求。桩基的承载力有自身结构承载力和地基对桩的支撑力，上述例子的桩承载力显然偏低并不是桩身结构的强度不够，而是地基的支撑力满足不了设计要求。下面就具体的分析灌注桩额度垂直承载力影响因素。
1.柱底的沉渣较厚，桩基的承载力得不到充分的发挥。目前，在钻孔灌注桩的施工工艺中，无论是正循环还是反循环，都很难保证孔底的沉渣能100%的达到清除目标，即便是进行二次清孔也打不到100%，这个从沉渣厚度测试仪测试及静载检测的结果就可以得到验证。在相当一部分的静载压桩实验中，当加载到某一个载荷时，桩顶会极速的下沉，并且達到规定的破坏条件，如果再次施加静载，让桩沉到某一个位置时，桩的下降速率会明显的变慢并且慢慢地接近稳定保持不变，这就说明柱底沉渣清除干净之后桩的承载力会有一个大幅度的提升。还有柱侧的泥土皮层较厚，会导致侧面的摩擦力明显下降。
2.孔壁受扰动
钻孔过程中，特别是在进入密实砂层相对比较深的桩的过程中时，孔壁会受到扰动，成孔后孔壁附近的土层当中的应力得到释放，因此出现了“松弛”，孔的直径和扰动影响成正比关系。由于靠近桩壁的土层的抗剪压强度有所降低，以至于静止压桩时地基土层对桩的极限支撑力下降。
二、后注浆法在钻孔灌注桩中的应用
为了大力的提高灌注桩的垂直承载力，国内外的许多工程技术人员都曾尝试过许多的方法，最后发现后注浆是一种非常有效的方法。所谓的后注浆，就是在桩体形成后桩身的硂达到了一定的强度，通过预埋管道通过高压泵向壮体的某些部位灌注水泥浆，以此来提高局部的土体强度。目前普遍使用额注浆工艺有以下几种：
1.在孔的底部设置注浆室，在采用这种工艺的时候，钢筋笼必须下到柱体的底部。
2.灌注桩形成后，在孔内设置注浆管，出浆口设计在注浆管的下端，并且要用胶带或者密封袋完全包裹住。出浆口的位置应该高处孔底30～50cm。灌注硂之前应该先往孔底填入碎石或者块石，使出浆口能够完全埋入碎石或者块石内，最后再实施硂灌筑。
3.在钢筋笼上固定注浆管，出浆口最适宜的是采用单向截流阀并且压入桩底土层中大概30～50cm的深度。由于使用的是单向截流阀，所以在进行桩身砼浇注时浆液不会灌入阀内，在注浆的同时注浆时浆液也不会回流。
对比三种施工工艺，第一种显得很简单，但是在国内使用的很少；第二种在国内被使用的次数很多，但是它的工艺太过于简单，很容易发生出浆口堵塞从而导致注浆失败；第三种由于是采用了单向截流阀作为出浆口，注浆成功的几率在97%之上，并且该种工艺的压力相对于比较稳定，注浆效果显著。
三、后注浆的机理
后注浆很大程度上可以理解为劈裂注浆和渗透注浆的结合。劈裂注浆：注入的高压浆体在克服了土体主应力面上的初始压应力后，使得土体产生劈裂式破坏，浆体沿着产生的劈裂缝进入土体填空的间隙，并且同时压密桩体侧面的土层，促使土体固结从而提高注浆区域的土体强度。如果注浆区域在桩体的底部，则灌注浆液首先会在柱底的沉渣区域产生劈裂和渗透，使得沉渣和桩端区域的土体密实，产生一种“扩底’效应。从大量的建筑资料可以发现，桩底注浆后不但能够提高桩端的承载力，而且在桩端5m以上的装侧面的摩擦阻力也有显著的提高。假如在桩侧某段面注浆，则在这个断面以上的一定范围内桩侧摩阻力同样也有显著的提高。
四、注浆桩与不注浆桩垂直承载力的对比（见下表）
从表中的数据可以发现以下两点问题：
1.桩底注浆后。单桩的极限承载力比未注浆的单桩极限承载力有很大幅度的提高，提高幅度大约可以在30%～60%的范围；同时，如果在桩侧和桩底同时注浆的话，单桩垂直极限的承载力提高幅度会更大，可以达到了85%。
2.桩底在砂层中进入的深度越深，后注浆之后单桩的承载力提高幅度越大。所以可以这样说：当钻孔灌注桩进入砂层一定深度时，采用后注浆效果更佳。
注浆后的单桩承载力的提高幅度与桩底和桩侧的土层性质有很大的关系，统计资料显示：北京地区，10m左右的短桩，如果桩底进入到中粗砂或者砾石层中时，采用注浆工艺进行施工，会使单桩的垂直承载力提高70%～200%；福建地区，进入砂层60m的长桩，承载力可以提高80%～90%；天津地区，桩底进入到粉细砂层的40～60m中长桩，承载力可以提高20%～40%。由资料我们可以说，在砂层区，采用桩底注浆工艺，可以获得最大的的经济效益。
五、关于后注浆法施工中的几个问题
1.压浆管和出浆口
实践显示：压浆管最好采用镀锌钢管或者是黑铁管，直径在Φ2.5cm或Φ3.0cm。如果考虑到管内的摩擦阻力对压力的干扰，可以选择Φ3.0cm或Φ3.8cm。出浆阀最好是单向截流阀，实践表明，采用这种出浆阀后注浆的成功率在96%之上。
2.注浆压力、速度
在理论上说，只要注浆液能够注入到土中，最好是采用低压，慢速注浆，因为这样可以使浆液在桩的底部或者侧面均匀缓慢的刺入，达到最佳的注浆加固效果。
3.注浆部位
在桩的底部注浆时，应该把出浆口设计在埋入桩底以下的一定深度的土层中，这样不但可以防止出浆口被水泥浆包裹住，而且能够使得水泥浆能充分的加固柱底的沉渣和虚土。对于在桩侧注浆时，出浆口选在砂性土层中最为合适，因为砂性土层的摩擦阻力最大，对于该部位进行加固效果最好。
六、结语
后注浆的注浆方法在高层建筑上是提高钻孔灌注桩垂直承载力以及减小承载力离散性的重要的有效的手段，有明显的社会效益和经济效益。经过注浆后，桩基的沉降量相比为注浆的桩基沉降量要小很多，对于重要工程中单根钻孔灌注桩的基础，后注浆就显得尤为重要了。某些建筑工程因为工程需要，设计桩的长度要达到60m甚至更长，进入到砂层的深度很深，这些桩在施工时所受的承载力离散性非常大，如果适当的采用后注浆的方法就可以在既满足了承载力的要求，有可以算短桩长减小沉降，为工程节约相当可观的工程费用。后注浆额的施工工艺还有待于进行更深层次的探索，以求有一个更长更远的发展。
参考文献：
[1]陈飞.钻孔灌注桩后压浆技术的研究和应用[D].同济大学.2007年
[2]朱炳寅.陈富生.水下钻孔灌注桩桩底压浆的工程实践及分析[J].建筑结构.1998年03期
[3]杨小珊.对超高层建筑中泵送混凝土有关问题的分析[J].建材与装饰（下旬刊）.2008年07期