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1、后压浆技术在西安砂土中的应用,孙虎平,余风翔,（西安市政设计研究院有限公司，陕西西安,710068；中铁第一勘察设计院集团公司）【摘要】桩端后压浆技术是对老式桩基技术的发展，具有较大实用性、经济型，结合西安市东风路灞河桥的工程实例，系统探讨了桩端后压浆技术的形成机理、技术优势及经济效益，并给出了完整的计算措施，具有一定的实用性，可供设计人员设计中参照。核心词：桩,后压浆,承载力,砂土,0,前言桩基本是国内高层建筑、公路、都市桥梁工程等采用最多的基本形式之一，其中很大一部分采用钻孔灌注桩。目前在钻孔施工技术、桩径和桩长等方面均获得很大发展，如桥梁工程中最大桩长已达125m，桩径3.0m，单桩承载
2、力高达1t。但由于受施工工艺影响，钻孔灌注桩还存在某些影响桩基承载力的因素。（1）在成孔过程中，采用泥浆护壁形成泥皮，减少了桩侧摩阻力。摩阻力减少的限度与泥皮的质量、厚度等有关，泥皮质量越好，厚度越大，摩阻力越低。（2）成孔后，孔周边形成了较大的自由面，变化了地层的初始应力状态，孔周土体向孔中心产生不同限度的位移，导致孔周一点范畴内原有土体的密实度减少，从而使桩土间侧摩阻力减少。（3）施工过程中，由于使用泥浆作为冲洗介质，无论采用何种清孔工艺，很难将孔内沉渣所有带出至地表。特别是当孔内泥浆比重、粘度较大，清孔不彻底时，沉渣往往较厚。故孔底沉渣的存在是影响钻孔灌注桩承载力的重要因素之一。（4）孔
3、壁受水浸泡，使桩周土的抗剪强度减少及桩身混凝土收缩等均会导致桩侧摩阻力的减少。经理论研究及实验证明，采用桩端压浆工艺可有效的消除上述不利因素的影响并达到提高钻孔灌注桩承载力的目的。具有重要的工程使用价值。1,钻孔灌注桩后压浆技术钻孔灌注桩后压浆技术是成桩时在桩体内某一位置预置压浆管路，待桩身达到一定强度后，通过压浆管路，运用高压压浆泵压注以水泥为主剂的浆液到桩周（涉及桩底）的土体中，以达到对桩端沉渣、桩侧泥皮及桩周土体起到渗入、填充、置换、劈裂、压密及固结等作用。其目的是通过变化土体的物理力学性能及桩土间边界条件，以达到提高桩的承载力，减少沉降量。1.1,浆液扩散机理浆液扩散机理随土层类别、性
4、质、上覆压力、边界条件等而变化，可分为充填注浆、渗入注浆、劈裂注浆、挤密注浆四种状况。在实际压浆过程中，并不是某一种浆液扩散形式单独作用，而是以一种或二种扩散形式为主，其他形式为辅，同步作用。充填注浆：多用于土层内大孔隙、大空间的注浆，如卵石层、碎石层、砂砾层中注浆，浆液固结形态与土层内的原有空洞相似。渗入注浆：浆液在压力作用下，克服浆液流动的多种阻力，渗入土的孔隙和岩土裂隙中，将孔隙中的自由水和气体排挤出去，浆液凝固后把土颗粒粘接在一起，形成水泥土结石体，使土层的抗压强度和变形模量得以提高。劈裂注浆：在压力作用下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，引起土体构造的分块（片）破坏，使其沿垂直于较
5、小主应力的平面上发生劈裂，形成新的裂隙，浆液进入到裂隙中，形成纵横交叉的脉状网络，这一过程压密了分块（片）土体，提高了土抗力。挤密注浆：用一定的压力压入粘稠的浆液，取代并挤密注浆点土体，在注浆管端部附近形成“浆泡”。当浆泡的直径较小时，灌浆压力基本上沿钻孔的径向扩展。随着浆泡尺寸的逐渐增大，便产生较大的上抬力而使地层抬动。常用于中砂地基，粘土地基中若有合适的排水条件也可采用。1.2,影响桩端后压浆承载力的因素影响桩端后压浆承载力的因素大体可分为两方面：一是浆液的种类。波及渗入性、固结性、耐久性、有效颗粒物等；二是后压浆施工因素。涉及压浆装置的形式，压浆途径的畅通，压浆量，压浆压力等。1）桩端土
6、层的性质一般来说，在其她条件相似的状况下，桩端为卵砾石、砂砾石、砂等粗粒土时因其渗入性较好且自身强度大而比桩端为粉细砂等细粒土时的承载力提高的幅度大。在粗粒土（孔隙率较大的卵砾石、中粗砂等）中压浆时，浆液渗入率高,，通过渗入、部分挤密、填充及固结作用，大幅度提高持力层受荷面积及持力层的强度和变形模量。在细粒土,(粘性土、粉土、粉细砂等,)中压浆时,，浆液渗入率低,，实现劈裂压浆，土体被网状结石分割加筋成复合土体，它能有效地传递和分担荷载，极限承载力增幅一般在,14%,88%的范畴内,，个别桩的增幅可达,106,%,138%，其增幅较在粗粒土中压浆时小。2）压浆量（水泥量）：在土层性质、桩端压力
7、注浆装置形式、桩体尺寸、压浆工艺及压浆压力等条件相似的前提下,对于桩端压浆而言,压浆量多者承载力增幅一般也大。3）压浆压力：压浆压力影响注浆范畴，一般状况下，土体被加固的范畴越大，土体承载力增幅也越大。4）浆液种类:：浆液压浆工艺的基本规定是浆液必须渗入土体的孔隙，即浆材颗粒尺寸应远不不小于孔隙尺寸。另胶料的耐久性、强度等也直接影响着注浆加固的效果。一般水泥最大颗粒尺寸约在60100(0.060.10)之间,其浆液难于进入渗入系数k0.8m且桩长40m的大直径钻孔灌注桩，因此对目前桥梁设计采用的直径较大且长度较长的桩来说，计算成果更接近于实际。本文改善的公式考虑了压浆量在桩基承载力中发挥的作用
8、。,对于土层的归类，以偏于安全的准则进行归类，如将“粗砂和砾砂夹层”均归为“粗砂”类。,对桩端后压浆而言，在计算承载力时，对桩侧仅考虑4.012.0m的影响范畴。而在记录时，对于部分返浆效果比较好的，也作了记录，与理论有所偏差，但可以作为安全储藏来考虑；,压浆量对承载力的影响本公式是通过g来体现的，当压浆量超过合理压浆量时，取g1，保守觉得超过合理压浆量的部分对承载力没有奉献，而事实上压浆效果会随着注浆量的增大而效果会逐渐增长，只是增长的幅度会减小。因此这和实际状况不相符合。但可以以此提高安全系数。4,结论1）根据压浆后桩的实验数据，验证了后压浆工艺在桩端持力层为砂土层时的压浆效果，获得了一定
9、的成果。2）通过总结国内外桩端后压浆合理压浆量和承载力计算公式，结合本桥的实验成果，改善提出了桩基承载力计算公式。3）通过对东风路灞河桥试桩的工程实践分析，证明了后压浆工艺能提高30以上的桩基承载力，且具有较好的经济性。参照文献1,黄生根,曹辉.超长钻孔灌注桩应用后压浆技术地效果分析J.建筑技术1999,30(3),178,1812,沈保汉.,后压压浆技术（1）J.,工业建筑.,31(5):6466,92,3,傅旭东,于志强,赵善镜.,钻孔桩桩底、桩侧后压力灌浆实验J.,工业建筑,30,(4):,45494,李树荣,王树中.,钻孔灌注桩后压浆提高承载力的机理及计算J.山西建筑.,28(4):34355,龚维明,施明征,孙逊.桩底压浆灌注桩承载力计算J.建筑构造1998(11):356,杨顺,高庆新.桩端后压浆技术及在工程中的应用.工程质量J,(2):24267,JTG,D63-，公路桥涵地基与基本设计规范S.
宝典后压浆技巧在西安砂土中的应用
