钻孔灌注桩的后压浆技术研究与应用

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1、钻孔灌注桩的后压浆技术同 济 大 学 地 下 建 筑 与 工 程 系2006.11 目 录 工作机理 沉 渣 和 泥 皮 的 固 化 效 应 渗 入 胶 结 效 应 劈 裂 加 筋 效 应 扩 底 扩 径 效 应 溶 岩 空 穴 桩 端 支 承 的加 固 （ 吊 篮 式 结 构 ） 桩 端 压 浆 地 面 示 意 图 桩 侧 压 浆 示 意 图a） 装 置 ； b） 孔 内 布 置 4、 压 浆 修 补 桩 的 缺 损 部 位 ：灌 浆 材 料 主 要 以 环 氧 树 脂 类为 主 的 化 学 灌 浆 压 浆 管 布 设 方 法 ： 桩 底 压 浆 管 采 用 两 根 通 长 注 浆 管 布

2、置 于 钢 筋 笼 内 ，用 铁 丝 绑 扎 ， 分 别 放 于 钢 筋 笼 两 侧 。 注 浆 管 一 般 超 出 钢筋 笼 300 400mm， 其 超 出 部 分 钻 上 花 孔 ， 予 以 密 封 。 桩 侧 压 浆 管 由 钢 导 管 下 放 至 设 计 标 高 ， 用 弹 性 软 管（ PVC） 连 接 。 在 预 定 的 灌 浆 断 面 弹 性 软 管 环 置 于 钢 筋笼 外 侧 捆 绑 ， 钢 管 置 于 钢 筋 笼 内 ， 两 者 用 三 连 接 ， 在 弹性 软 管 沿 环 向 外 侧 均 匀 钻 一 圈 小 孔 ， 予 以 密 封 。 3. 桩 端 后 注 浆 技 术

3、3.1 工 程 调 查 3.2 桩 端 后 注 浆 示 意 图 与 注 浆 流 程 3.3 注 浆 材 料 的 性 能 和 选 择 3.4 施 工 参 数 与 施 工 设 备 3.5 桩 端 后 注 浆 工 艺 技 术 3.6 注 浆 效 果 检 测 3.7 事 故 处 理 3.1 工 程 调 查 工 程 调 查 主 要 解 决 以 下 三 个 问 题 ： （ 1） 地 层 是 否 据 有 可 注 性 ； （ 2） 地 层 注 浆 时 ， 需 要 何 种 浆 液 材 料 ， 采 用 多大 压 力 ， 注 多 少 浆 液 ， 一 般 通 过 试 注 来 确 定 ； （ 3） 能 预 计 进 行

4、注 浆 后 ， 强 度 增 加 的 效 果 。 3.1 工 程 调 查 工 程 调 查 的 主 要 内 容 (1)注 浆 区 的 地 质 构 造 及 浆 液 可 能 流 失 的 通 道和 空 穴 ； (2)地 质 分 层 及 需 要 注 浆 处 理 地 层 的 土 质 或 岩性 特 征 ； (3)调 查 需 要 处 理 地 层 的 强 度 或 渗 透 程 度 ； (4)调 查 构 筑 物 的 损 害 程 度 和 注 浆 会 对 周 围 构筑 物 的 影 响 ； (5)调 查 注 浆 过 程 中 ， 废 浆 排 放 对 环 境 的 影 响 、注 浆 后 地 下 水 位 的 变 化 对 邻 近 居

5、 民 饮 水 及 灌 溉的 影 响 。 3.2 桩 端 后 注 浆 示 意 图 与 注 浆 流 程下 钢 筋 笼记 录 最 大 压 力 和单 管 最 终 注 浆 量成桩 依 次 同理 注 浆 反 馈 修 改方 案设 计 参 数注 浆 钻孔 观 测 注 浆 压 力 和 注 浆 量 初注 配 置注 浆 液 上 抬 量 注 浆 管 开 塞监 测 桩 预 埋注 浆 管 清 孔 水 灰 比两 管 连 通 否天 龄 期经 7 15浇 灌 砼 3.3 注 浆 材 料 的 性 能 和 选 择 土 质 条 件 是 决 定 浆 材 的 关 键 ， 其 次 是 环 境 条 件 、注 浆 目 的 和 要 达 到 的

6、预 期 效 果 等 因 素 。 理 想 的 注 浆 材 料 应 该 满 足 以 下 一 些 要 求 ： （ 1） 浆 液 粘 土 低 ， 流 动 性 好 ， 可 注 性 好 ， 能够 进 入 细 水 孔 隙 和 粉 细 砂 砾 层 ； （ 2） 浆 液 凝 固 时 间 能 够 准 确 控 制 ； （ 3） 浆 液 的 稳 定 好 3.3 注 浆 材 料 的 性 能 和 选 择 （ 4） 浆 液 无 毒 、 无 臭 、 不 污 染 环 境 ； （ 5） 浆 液 对 注 浆 设 备 、 管 路 损 伤 小 ， 并 且 容易 清 洗 ； （ 6） 浆 液 固 化 时 收 缩 小 ， 并 能 牢 固

7、与 岩 土 粘结 ； （ 7） 浆 液 结 石 率 高 ， 易 于 形 成 结 合 体 ； （ 8） 结 合 体 耐 态 化 性 能 好 ； （ 9） 注 浆 材 料 的 粒 度 较 细 ， 易 于 扩 散 流 动 ； 3.3 注 浆 材 料 的 性 能 和 选 择 （ 10） 浆 液 配 置 方 便 ， 操 作 容 易 掌 握 ， 原 材 料来 源 丰 富 ， 且 价 格 便 宜 。 通 常 桩 底 注 浆 采 用 水 灰 比 0.4 0.6的 纯 水泥 浆 ， 对 渗 透 性 好 的 地 层 可 掺 入 膨 胀 剂 或 注 水泥 砂 浆 。 3.4 施 工 参 数 与 施 工 设 备 施

8、工 参 数 注 浆 量 、 注 入 率 、 注 浆 压 力 和 注 浆 速 度 注 浆 压 力 是 注 浆 施 工 效 果 好 坏 的 关 键 因 素 之 一 。 注 浆 压 力 的 确 定要 考 虑 下 列 3个 方 面 ： 最 终 注 浆 压 力 要 小 于 桩 上 抬 的 摩 阻 力 ， 即注 浆 时 不 能 使 桩 向 上 严 重 位 移 ； 最 终 注 浆 压 力 要 尽 可 能 使 桩 端 、桩 身 混 凝 土 少 破 坏 ； 最 终 注 浆 压 力 要 使 注 浆 量 达 到 设 计 要 求 ，形 成 扩 大 头 ， 使 桩 端 加 固 明 显 。 施 工 设 备 注 浆 泵 ，

9、 拌 浆 装 置 ， 输 浆 管 ， 流 量 计 注 浆 泵 一 般 采 用 电 动 式 泥 浆 泵 ， 一 般 要 求 最 大 压 力 达 10MPa以 上 ，排 浆 量 大 (5m3 h以 上 )； 流 量 计 ， 通 常 多 为 双 笔 自 动 式 电 磁 流 量计 3.5 桩 端 后 注 浆 工 艺 技 术 注 浆 管 设 置 与 制 作 桩 开 始 注 浆 时 间 压 水 试 验 (开 塞 ) 初 注 注 浆 量 注 浆 压 力 浆 液 浓 度 （ 水 灰 比 ） 注 浆 节 奏 注 浆 次 序 注 浆 后 的 保 养 龄 期 桩 身 强 度 设 计 注 浆 管 设 置 与 制 作

10、注 浆 管 采 用 30mm50mm钢 管 用 榔 头 将 钢 管 底 端 砸 成 尖 形 开 口 距 底 端 30mm左 右 钻 若 干 小 孔 ， 并 在 小 孔 放 图 钉 （ 单向 阀 作 用 ） ， 再 用 绝 缘 胶 布 加 胶 带 包 裹 钢 管 可 作 为 钢 筋 笼 的 一 根 主 筋 ， 用 丝 扣 连 接 或 者 外加 短 套 管 电 焊 注 浆 管 开 塞 注 浆 时 间 宜 在 混 凝 土 初 凝 （ 715天 左 右 ） 后 进行 。 过 早 ， 会 破 坏 桩 体 本 身 ； 过 晚 ， 不 容 易 打开 注 浆 通 道 。 成 桩 后 至 灌 浆 前 ， 应 进

11、 行 压 水 试 验 ， 以 疏 通 注浆 通 道 ， 即 进 行 开 塞 ， 提 高 桩 底 可 灌 性 。 压 水 开 塞 一 般 用 清 水 ， 按 23级 压 力 逐 级 进 行 ，压 水 量 一 般 控 制 在 0.6m3， 开 塞 压 力 一 般 小 于8MPa。 浆 液 浓 度 稀 浆 （ 水 灰 比 0.8： 1） ， 渗 透 力 强 ， 便 于 加固 预 定 范 围 周 边 地 带 中 等 浓 度 浆 液 （ 水 灰 比 0.6； 1） ， 加 固 预 定范 围 的 核 心 部 分 ， 起 充 填 、 压 实 、 挤 密 作 用 浓 浆 （ 水 灰 比 0.4： 1） ， 对

12、 已 注 浆 体 起 脱 水作 用 ， 最 后 注 入 浓 浆 可 掺 加 减 水 剂 （ 木 钙 ） 、固 化 膨 胀 剂 （ UEA） 和 早 强 剂 （ 石 膏 ） 一 般 是 先 稀 后 浓 ， 即 水 灰 比 从 0.6 0.4。 高 压 注 浆 将 水 泥 浆 通 过 高 压 泵 （ 要 求 最 大 压 力 达 10MPa以 上 ） 压 入 地 下 被 注 土 层 中 。 初 注 压 力 较 小 ， 浆 液 由 稀 到 稠 。 关 注 注 浆 压 力 、 注 浆 量 和 注 浆 皮 管 变 化 ， 并 控制 注 浆 节 奏 。 用 百 分 表 监 测 桩 的 上 抬 量 。 注 浆

13、 量 注 浆 量 是 主控 因 素 。 应 由 桩 端 、桩 侧 土 层 类别 、 渗 透 性能 、 桩 径 、桩 长 、 承 载力 增 幅 要 求 、沉 渣 量 、 施工 工 艺 等 因素 控 制 可 参 照 右 表 一 般 砾 石 层 注 浆 水 泥 量 经 验 参 数 表 (单 位 ： kg）桩 径（ mm） 渗 透 性 好持 力 层 厚 渗 透 性 好持 力 层 薄 渗 透 性 差持 力 层 厚 渗 透 性 差持 力 层 薄800 20003000 10001500 10001500 80010001000 30004000 15002500 15002500 100020001200

14、 40005000 25003500 25003500 20003000 1500 5000 3500 3500 3000 注 浆 压 力 容 许 注 浆 压 力 与 地 层 密 度 、 渗 透 性 、 初 始 应 力 、 钻 孔 深 度 和 位 置 以 及灌 浆 次 序 密 切 相 关 土 层 渗 透 性 好 ， 注 浆 压 力 较 低 ， 一 般 在 4MPa以 下 土 层 渗 透 性 差 ， 注 浆 压 力 较 高 ， 可 达 410MPa 实 测 浙 江 大 学 港 湾 家 园 14M3注 浆压 力 、 注 浆 量 曲 线 实 测 浙 江 大 学 港 湾 家 园 14S1注浆 压 力

15、、 注 浆 量 曲 线 注 浆 节 奏 为 使 有 限 浆 液 尽 可 能 充 填 并 滞 留 在 桩 底 有 效 空 间范 围 内 ， 应 实 行 间 歇 注 浆 。 间 歇 时 间 长 短 可 依 据 压 水 试 验 确 定 。 短 桩 ， 桩 底 注 浆 会 出 现 上 冒 ， 应 在 冒 浆 后 停 止 几个 小 时 ， 待 桩 周 浆 液 凝 固 后 再 注 。 注 浆 终 止 条 件 单 管 注 浆 量 达 到 设 计 要 求 。 第 一 根 管 未 达 到 注 浆 量 设 计 要 求 ， 第 二 根 达 到 。 两 根 均 未 达 到 ， 但 注 浆 压 力 达 10MPa， 且

16、 稳 定 5分钟 以 上 。 桩 体 发 生 上 抬 。 注 浆 次 序 在 设 计 桩 端 后 注 浆 时 ， 应 当 考 虑 以 什 么 样的 次 序 进 行 注 浆 。 同 一 承 台 桩 ， 尽 可 能 同 时 注 浆 。 对 整 个 群 桩 基 础 注 浆 ， 先 中 间 再 周 围 ， 一般 可 注 性 好 ， 浆 液 易 注 入 ； 先 周 围 再 中 间 ， 注浆 效 果 较 好 。 一 般 原 则 是 从 外 围 进 行 注 浆 ， 逐 步 到 内 部的 桩 ， 以 获 得 良 好 的 注 浆 效 果 。 注 浆 后 龄 期 保 养 一 般 要 保 养 20天 以 上 。 桩

17、 身 强 度 设 计 桩 端 阻 力 和 侧 阻 力 因 注 浆 而 显 著 提 高 ， 因 此 设计 中 应 相 应 提 高 桩 身 强 度 ， 并 按 建 筑 桩 基 技术 规 范 验 算 ， 避 免 桩 身 强 度 先 于 土 阻 力 破 坏而 使 注 浆 失 效 。 后 注 浆 桩 的 混 凝 土 强 度 等 级 一般 应 较 普 通 桩 提 高 13个 等 级 ， 常 用 C30 C40。 3.6 注 浆 效 果 检 测 由 于 桩 端 后 注 浆 属 于 地 下 隐 蔽 工 程 ， 对 其 进 行完 整 的 注 浆 效 果 检 测 难 度 较 大 。 除 了 在 注 浆 过 程 中

18、 严 格 遵 守 注 浆 规 程 外 ， 对 其注 浆 效 果 检 测 一 般 是 对 注 浆 桩 抽 样 进 行 静 载 荷试 验 ， 并 与 未 注 浆 桩 进 行 对 比 。 对 深 度 不 大 的桩 ， 也 可 以 采 取 钻 芯 取 样 的 方 法 。 3.7 事 故 处 理常 见 事 故 及 处 理 措 施 注 浆 中 断 注 浆 达 不 到 结 束 标 准 注 浆 管 路 堵 塞 环 境 污 染 浆 液 流 失 桩 体 上 抬 和 地 面 隆 起 注 浆 中 断 应 尽 量 避 免 被 迫 中 断 注 浆 。 注 浆 中 断 后 应立 即 查 明 原 因 ， 采 取 有 效 措

19、施 排 除 故 障 ， 尽 快恢 复 注 浆 。 恢 复 注 浆 时 宜 从 稀 浆 开 始 。 若 进 浆量 与 中 断 前 接 近 ， 则 可 尽 快 恢 复 到 中 断 前 的 稠度 ， 否 则 应 逐 级 增 加 浆 液 浓 度 。 若 进 浆 量 减 少较 多 ， 注 浆 压 力 上 升 幅 度 较 大 ， 短 时 间 内 即 结束 注 浆 ， 说 明 被 注 介 质 内 的 裂 隙 被 堵 塞 ， 应 重新 扫 孔 和 冲 洗 后 再 行 注 浆 ； 若 仍 无 改 善 ， 则 应考 虑 间 歇 一 段 时 间 后 在 附 近 钻 孔 补 注 。 注 浆 达 不 到 结 束 标 准

20、 降 低 注 浆 压 力 ， 限 制 浆 液 流 量 ， 以 便 减 小 浆 液 在 裂 隙中 的 流 动 速 度 ， 使 浆 液 中 的 颗 粒 尽 快 沉 积 。 采 用 水 灰 比 比 较 大 的 浆 液 ， 即 提 高 浆 液 的 浓 度 。 加 入 速 凝 剂 ， 如 水 玻 璃 等 ， 控 制 浆 液 的 凝 胶 时 间 。 采 用 间 歇 注 浆 的 方 式 ， 促 使 浆 液 在 静 止 状 态 下 沉 积 ，根 据 地 质 条 件 和 注 浆 目 的 决 定 材 料 用 量 和 间 歇 时 间 的长 短 。 若 有 地 下 水 的 流 动 ， 宜 反 复 间 歇 注 浆 。

21、若 为 填 充 注 浆 ， 可 在 浆 液 中 加 入 砂 等 粗 粒 料 ， 采 用 专门 的 注 浆 设 备 。 注 浆 管 路 堵 塞 设 计 方 面 的 原 因 如 浆 液 配 比 不 准 ， 速 凝 剂 比 例 不 当 ，此 时 应 在 注 浆 前 进 行 室 内 和 现 场 注 浆 试 验 ， 取 得 准 确的 设 计 参 数 。 施 工 方 面 的 原 因 ， 如 施 工 工 艺 问 题 ： 搅 拌 站 与 注 浆 点的 距 离 过 大 ， 输 浆 管 弯 道 太 多 ， 浆 液 流 动 受 阻 ； 操 作问 题 ： 如 速 凝 剂 计 量 不 准 ， 使 得 浆 液 凝 胶 时

22、 间 缩 短 ，在 未 达 到 注 浆 要 求 的 距 离 时 ， 浆 液 初 凝 而 堵 塞 管 路 ；浆 液 搅 拌 时 外 加 剂 加 入 顺 序 不 符 合 要 求 也 可 缩 短 浆 液凝 胶 时 间 ， 设 备 问 题 如 注 浆 设 备 老 化 ， 阀 门 、 管 路 老化 等 影 响 浆 液 的 流 动 。 环 境 污 染 在 注 浆 工 程 的 施 工 过 程 终 ， 应 尽 量 避 免 对 认 和 周 围 环境 的 污 染 ， 环 境 污 染 包 括 三 个 方 面 ： 噪 音 污 染 ， 振 动污 染 ， 毒 物 污 染 。 在 注 浆 施 工 前 ， 应 了 解 注 浆

23、 设 计 的 使 用 是 否 对 周 围 环境 有 噪 音 和 振 动 的 影 响 以 及 工 程 所 在 地 的 环 境 保 护 标准 ， 避 免 对 相 当 范 围 内 的 生 活 环 境 和 人 们 的 身 心 健 康产 生 影 响 。 当 采 用 化 学 注 浆 时 ， 应 充 分 了 解 化 学 浆 材 的 毒 性 及 工程 所 在 地 的 水 文 地 质 条 件 。 调 查 水 源 的 位 置 、 深 度 及使 用 状 况 ； 了 解 河 流 、 湖 泊 、 海 域 等 水 域 及 饮 用 水 的贮 水 池 、 养 鱼 池 等 设 施 的 位 置 、 深 度 、 形 状 及 使 用

24、 状况 。 对 拟 使 用 的 浆 液 种 类 、 性 质 、 有 毒 程 度 进 行 认 真评 价 ， 防 止 其 对 人 体 健 康 的 损 害 和 对 地 下 水 的 污 染 。 浆 液 流 失 采 用 速 凝 浆 液 ， 即 在 水 泥 浆 液 中 加 入 速 凝 剂 ； 采 用 水 泥 水 玻 璃 双 浆 液 ； 控 制 水 灰 比 ， 增 加 水 泥 用 量 。 桩 体 上 抬 和 地 面 隆 起 在 进 行 桩 端 后 注 浆 的 时 候 ， 如 果 成 桩 时 间 短 ，注 浆 压 力 过 大 ， 就 有 可 能 造 成 桩 体 上 抬 。 如 果桩 本 身 比 较 短 ， 还

25、 有 可 能 造 成 地 面 隆 起 。 当 注浆 过 程 中 发 现 桩 体 有 明 显 上 抬 现 象 或 地 面 有 隆起 时 ， 应 立 即 降 低 注 浆 压 力 ， 再 继 续 灌 注 一 段时 间 停 止 ， 然 后 查 明 导 致 桩 体 上 抬 和 地 面 隆 起的 原 因 ， 采 取 有 效 措 施 。 因 此 ， 在 进 行 桩 端 后注 浆 时 ， 应 对 地 面 和 桩 顶 进 行 隆 起 观 测 。 4. 桩 端 后 注 浆 应 用 研 究 与 经 济 效 益 分 析 4.1 桩 端 后 注 浆 应 用 效 果 研 究 4.2 注 浆 桩 破 坏 方 式 4.3 工

26、 程 实 例 分 析 4.4 普 通 灌 注 桩 ， 挤 扩 支 盘 桩 和 桩 端 后 注 浆 灌 注 桩 应 用 效 果 对 比 4.5 桩 端 后 注 浆 经 济 效 益 分 析 4.1 桩 端 后 注 浆 应 用 效 果 研 究 不 同 持 力 层 注 浆 效 果 实 测 分 析 凤 起 路 B7 海 宁 海 昌 大 厦 杭 州 某 高 楼 持 力 层 为 砾 石 层 进 行 后 注 浆 效 果 最 为 明 显 ， 可 提 高 单桩 承 载 力 30 80 ， 持 力 层 为 粉 土 的 桩 注 浆 后 承 载力 可 提 高 20%左 右 。 对 持 力 层 为 基 岩 的 桩 ， 只

27、 要 桩 底沉 渣 能 保 证 清 理 干 净 且 基 岩 性 状 好 ， 则 没 有 必 要 实 行桩 底 注 浆 。 但 对 桩 底 沉 渣 不 能 保 证 及 泥 皮 原 因 有 特 殊要 求 的 桩 ， 建 议 也 可 实 行 桩 底 注 浆 。 基 岩 中 注 浆 量 一般 小 于 1吨 水 泥 。 粘 土 层 作 为 桩 基 持 力 层 的 桩 进 行 注 浆承 载 力 可 提 高 约 15%左 右 。 凤 起 路 B7 高 层 持 力 层 为砾 石 层 桩 长42.83m，桩 径800mm，入 砾 石 层1.5m， 注 浆 后 比注 浆 前 承载 力 提 高50%左 右 ,且 沉

28、 降 减少 明 显 S4桩 注 浆 前 后 Qs曲 线 0510152025 0 2000 4000 6000 8000 10000荷 载 Q /kN沉降 s /mm 注 浆前 St注 浆前 Sb注 浆后 St注 浆后 Sb 海 宁 海 昌 大 厦 持 力 层 为粉 土 层 试 桩 S1和S2长58.33m ，桩 径800mm 承 载 力 可提 高 20%左 右 ， 桩端 沉 降 量减 少 较 大 注 浆 前 后 Qs曲 线 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 2000 4000 6000 8000 荷 载 Q /kN 沉 降 s / m m S1未 注 浆 St S1未 注

29、 浆 Sb S2注 浆 St S2注 浆 Sb 杭 州 某 大 楼 持 力 层 为 基岩 桩 长 45.5m，桩 径 均 为800mm，C30砼 ,桩 入中 等 风 化 安山 玢 岩 为1.06m。 基 岩 中 注 浆量 一 般 小 于 1吨 水 泥 。 注 浆 前 后 Qs曲 线 0 5 10 15 20 25 0 2000 4000 6000 8000 10000 荷 载 Q /kN 沉 降 s / m m S1未 注 浆 Sb S2注 浆 St S2注 浆 Sb S1未 注 浆 St 4.2 持 力 层 为 砾 石 层 注 浆 桩 破 坏 方 式 对 于 以 基 岩 作 持 力 层 的

30、桩 ， 破 坏 性 试 验 时 ， 一 般 为 桩 身 压缩 。 当 对 于 以 粘 土 、 粉 土 、 砾 石 层 为 持 力 层 的 桩 ， 破 坏 性试 验 时 多 发 生 刺 入 性 破 坏 。 对 持 力 层 为 砾 石 层 的 桩 端 后 注浆 桩 进 行 破 坏 性 试 验 ， 其 破 坏 方 式 不 同 于 无 注 浆 桩 ， 将 发生 桩 身 压 碎 破 坏 。 因 此 对 于 支 撑 于 清 渣 干 净 的 基 岩 、 注 浆 的 砂 砾 石 层 且 承 受高 水 平 荷 载 的 桩 ， 其 承 载 力 设 计 要 进 行 桩 身 强 度 的 验 算 。因 为 此 时 持

31、力 层 较 好 ， 一 般 桩 端 沉 降 和 桩 顶 沉 降 较 小 ， 在变 形 控 制 范 围 内 ， 此 时 的 破 坏 形 式 主 要 是 桩 身 压 碎 破 坏 ，而 不 是 发 生 桩 端 刺 入 破 坏 。 持 力 层 为 砾 石 层 注 浆 桩 破 坏 方 式 浙 大 港 湾 家 园 ， 位 于 浙 江 大 学 紫 金 港 校 区 ， 属 典 型 的 冲 积 平 原 。 设 计 采 用 600钻孔 灌 注 桩 ， 以 7 2层 圆 砾 作 为 桩 端 持 力 层 ， 桩 端 进 入 持 力 层 1.5D。 采 用 桩 端 后 注浆 技 术 。 对 6 S1和 8 S1试 桩

32、进 行 了 破 坏 性 试 验 。 其 Q-S曲 线 如 图 所 示 。 在 最 后 极 限 荷 载 作 用 下 ， 两 根 桩 桩 顶 均 产 生 了 较 大 的 沉 降 ， 6-S1为 74.79mm， 8-S1为 92.66mm， 而 两 桩 的 桩 端 沉 降 仅 只 有 2.92mm和 3.10mm， 判 断 桩 身 压 碎 破 坏 。 浙 大 港 湾 家 园 注 浆 桩 破 坏 性 试 验 Q-S曲 线 4.3 工 程 实 例 分 析 萧 山 开 元 名 都 大 酒 店 ， 杭 州 富 阳 三 方 综 合 楼 ，海 宁 海 昌 大 厦 ， 杭 州 大 剧 院 、 杭 州 市 市 民

33、 中 心（ 在 建 ） ， 杭 州 朝 晖 现 代 城 ， 台 州 黄 岩 新 世 纪大 厦 ， 台 州 体 育 中 心 ， 台 州 新 台 州 大 厦 、 温 州会 展 中 心 ， 温 州 东 都 大 厦 ， 温 州 金 鼎 大 厦 ， 温州 南 亚 城 市 花 园 ， 温 州 瑞 安 外 滩 大 厦 ， 宁 波 嘉和 中 心 等 几 十 个 工 程 。 杭 州 萧 山 开 元 名 都 大 酒 店 杭 州 第 二 长 途 通 信 枢 纽 大 楼 杭 州 萧 山 开 元 名 都 大 酒 店 （ 1） 杭 州 萧 山 开 元 名 都 大 酒 店 （ 2） 主 楼 主 楼 44层 ， 有 裙 楼

34、2层 ， 地 下 室 1层 ， 高 218m， 框 剪 结 构 。设 计 采 用 1000钻 孔 灌 注 桩 ， 设 计 要 求 单 桩 竖 向 承 载 力 特 征 值为 5800kN。 原 持 力 层 设 计 为 中 风 化 基 岩 ， 桩 长 约 70m。 由 于 进 入 中 风 化 持 力 层 要 穿 过 12 14m厚 的 卵 石 层 以 及 近 10m厚的 全 风 化 凝 灰 岩 层 ， 施 工 难 度 比 较 大 ， 施 工 质 量 及 工 期 不 易 保证 。 我 们 建 议 将 持 力 层 改 为 8-3卵 石 层 ， 桩 长 约 45m， 桩 径 不 变 ， 但进 行 桩 端

35、 后 注 浆 。 试 验 采 用 锚 桩 反 力 架 装 置 ， 共 进 行 3组 试 锚桩 试 验 ， 其 中 S1、 S2、 S4试 锚 桩 均 注 浆 ， S3未 注 浆 。 每 根 注 浆量 为 3.5吨 水 泥 ， 水 灰 比 0.5。 通 过 注 浆 ， 三 根 试 桩 在 随 后 加 载 13200kN时 。 桩 顶 沉 降 均 小 于20mm， 桩 端 沉 降 最 大 仅 为 3.6mm。 三 根 试 桩 的 极 限 承 载 力 至 少可 取 13200kN， 比 地 质 报 告 提 供 的 卵 砾 石 层 作 持 力 层 得 极 限 承载 力 提 高 约 1倍 。 现 该 工

36、 程 已 竣 工 并 投 入 使 用 。 工 后 沉 降 观 测 表 明 ， 整 个 基 础 沉降 约 为 16mm， 且 比 较 均 匀 。 在 桩 径 及 布 桩 位 置 不 变 的 情 况 下 ， 该 工 程 根 钻 孔 桩 每 根 桩 节 省 米 ， 整 个 工 程 基 础 节 省投 资 约 700万 元 ， 工 期 缩 短 3个 月 。 开 元 名 都 大 酒 店 地 基 土 主 要 物 理 力 学 性 质 指 标 参 数 表 （ 3）编 号 土 层名 称 层 厚 含 水 量 比 重 e Es Ip c qsu qpum MPa kPa kPa1 杂 填 土 0.5 1.22 粉 质

37、 粘 土 0.0 1.7 31.1 2.71 0.886 5.43 11.6 32.0 21.5 163-1 淤 泥 质 粉 质 粘 土 0.0 2.0 39.3 2.72 1.102 3.71 14.2 15.0 14.8 15 3-2 砂 质 粉 土 0.0 4.0 34.3 2.70 0.926 7.17 9.2 7.8 26.9 224-1 砂 质 粉 土 2.0 5.2 32.0 2.70 0.828 11.50 9.0 4.8 30.4 264-2 砂 质 粉 土 8.5 11.3 26.1 2.70 0.715 11.91 4.0 31.5 555 淤 泥 质 粉 质 粘 土 1

38、4.0 19.3 42.4 2.73 1.179 3.37 14.1 16.2 14.7 186 粉 砂 1.0 8.4 29.8 2.70 0.929 6.71 9.6 7.3 28.5 507 粉 质 粘 土 0.0 5.7 32.4 2.72 0.988 3.97 10.8 19.3 20.2 28 8-1 圆 砾 0.0 3.5 2.66 1008-2 淤 泥 质 粉 质 土 0.0 3.4 33.6 2.72 1.001 3.97 11.4 22.3 16.6 228-3 卵 石 11.9 14.4 27.0 2.65 130 350010-1 全 风 化 凝 灰 岩 5.1 8.3

39、 16.5 2.69 0.469 10.72 5.0 33.5 50 150010-2 强 风 化 凝 灰 岩 2.3 10.2 28.5 2.73 0.856 7.53 16.1 54.0 18.0 130 3500 杭 州 萧 山 开 元 名 都 大 酒 店 （ 4）开 元 名 都 S1试 桩 Q-S曲 线 开 元 名 都 S2试 桩 Q-S曲 线 开 元 名 都 S4试 桩 Q-S曲 线 杭 州 第 二 长 途 通 信 枢 纽 大 楼 （ 1） 杭 州 第 二 长 途 通 信 枢 纽 大 楼 （ 2） 总 高 度 209m， 设 计 采 用 1500mm钻 孔 桩 群 桩 基 础 ， 桩

40、 长为 40 42m， 桩 端 持 力 层 为 砂 砾 石 层 ， 入 砾 石 层 8m(本 处砾 石 层 较 松 散 )， 设 计 单 桩 竖 向 极 限 承 载 力 为 16MN。 桩 底 未 注 浆 的 S2试 桩 到 第 9级 荷 载 14.283MN时 ， 桩 顶 本 次沉 降 为 4.60mm， 累 计 沉 降 为 34.87mm； 但 在 第 10级 荷 载15.525MN时 ， 桩 顶 本 次 沉 降 量 23.06mm， 达 到 了 5倍 。 这表 明 桩 端 砾 石 层 本 身 被 逐 渐 挤 开 并 产 生 滑 移 ， 最 后 在 该 级荷 载 下 桩 顶 累 计 沉 降

41、 57.93mm， 桩 端 累 计 沉 降 达 到38.54mm。 相 邻 相 同 尺 寸 的 S1试 桩 在 注 浆 25d后 载 荷 试 验 的 结 果 为 ：加 载 到 第 11级 荷 载 18.63MN时 ， 桩 顶 累 计 沉 降 量 13.57mm，桩 端 累 计 沉 降 量 只 有 4.36mm。 该 桩 的 竖 向 极 限 承 载 力 至少 可 取 18.63MN， 比 S2桩 提 高 了 30 。 该 S1桩 的 极 限 侧 阻力 可 取 10.867MN， 比 S2试 桩 例 阻 7.762MN提 高 了 40 ，而 桩 端 阻 力 也 至 少 比 S2试 桩 提 高 了

42、19 。 该 建 筑 竣 工 沉 降 量 约 为 mm 杭 州 第 二 长 途 通 信 枢 纽 大 楼 （ 3） 4.4普 通 灌 注 桩 ， 挤 扩 支 盘 桩 和 桩 端 后 注 浆 灌 注 桩应 用 效 果 对 比 （ 1） 杭 州 某 花 园 城 本 对 普 通 灌 注 桩 、 挤 扩 支 盘 灌 注 桩 和 桩底 后 注 浆 灌 注 桩 分 别 进 行 了 单 桩 竖 向 静 荷 载 试 验 。 各类 型 桩 的 技 术 指 标 见 表 。 挤 扩 支 盘 桩 S2和 S3主 桩 径800mm， 设 置 三 个 承 力 盘 ， 承 力 盘 直 径 1.6m， 分 别 设置 在 7-3

43、粉 质 粘 土 层 ， 8-1粘 土 层 和 8-2粉 质 粘 土 层 。 注浆 桩 S1采 用 桩 底 后 注 浆 技 术 ， 在 成 桩 15天 后 高 压 灌 注水 泥 浆 液 。 试 桩 技 术 指 标 编 号 桩 型 桩 径 (mm) 桩 长 (m) 持 力 层 砼 标 号 支 盘 位 置 (地 面 标 高 下 /m)S1 注 浆 桩 800 46 9-3圆 砾 C30S2 三 支 盘 800 48.7 9-3圆 砾 C40 25.03， 31.03， 40.83S3 三 支 盘 800 48.55 9-3圆 砾 C40 24.85， 30.85， 40.30S4 普 通 桩 800

44、 48.7 9-3圆 砾 C30 普 通 灌 注 桩 ， 挤 扩 支 盘 桩 和 桩 端 后 注 浆 灌 注 桩应 用 效 果 对 比 （ 2） 图 7.17 试 桩 QSt曲 线 图 7.18 试 桩 QSb曲 线 注 浆 桩 S1与 挤 扩 支 盘 桩 S3的 QSt曲 线 均 为 缓 变 型 ， 对 比 普 通 桩 ， 单 桩 承 载 力 均 有提 高 。 从 S3的 试 验 结 果 看 ， 采 用 挤 扩 支 盘 桩 并 没 有 解 决 砂 砾 层 灌 注 桩 施 工 中 的 三 个 问 题 ：一 是 施 工 使 砂 砾 石 层 扰 动 ， 降 低 端 阻 ； 二 是 清 孔 时 易

45、于 将 其 中 的 小 颗 粒 清 除 ， 使 得持 力 层 孔 隙 比 增 大 ， 压 缩 性 增 加 ； 三 是 采 用 泥 浆 护 壁 ， 使 侧 阻 降 低 。 在 加 载 前 期 ， 支 盘 桩 效 果 并 不 明 显 。 这 主 要 是 因 为 该 设 计 中 的 支 盘 位 置 比 较 靠 下 ，因 此 在 深 厚 软 土 地 区 ， 由 于 上 部 没 有 合 适 土 层 供 设 置 支 盘 ， 支 盘 位 置 比 较 靠 下 ， 其承 载 性 能 及 发 挥 时 间 与 在 非 软 土 中 不 同 ， 适 用 效 果 还 需 要 进 一 步 探 讨 。 加 载 后 期 ， 注

46、 浆 桩 与 支 盘 桩 出 现 了 不 同 的 发 展 趋 势 ， 注 浆 桩 QSt曲 线 更 加 平 缓 ，承 载 力 更 高 。 4.4 普 通 灌 注 桩 ， 挤 扩 支 盘 桩 和 桩 端 后 注 浆 灌 注 桩应 用 效 果 对 比 （ 3） 相 同 荷 载 水 平 下 ， 注 浆 桩 的 桩 身 压 缩 量 小 于 支 盘 桩 ， 支 盘 桩 小 于 普 通桩 。 注 浆 桩 在 相 同 荷 载 水 平 下 桩 身 压 缩 量 最 小 ， 更 有 利 于 桩 承 载 性 能的 发 挥 。 综 述 在 有 合 适 的 土 层 和 一 定 层 厚 条 件 下 ， 软 土 地 基 中

47、 可 以 使 用 支 盘 桩 ， 其极 限 承 载 力 较 普 通 桩 有 较 大 幅 度 提 高 ， 但 其 沉 降 受 桩 端 沉 渣 及 持 力 层等 因 素 影 响 。 从 单 桩 承 载 性 能 来 看 ， 在 软 土 地 基 中 注 浆 桩 效 果 最 好 ， 支 盘 桩 次 之 。桩 身 压 缩 量 曲 线 4.5 桩 端 后 注 浆 经 济 效 益 分 析 通 过 对 杭 州 开 元 名 都 大 酒 店 ， 海 宁 海 昌 大 厦 ，桐 庐 望 江 高 层 公 寓 ， 富 阳 三 方 综 合 楼 ， 杭 州 市市 民 中 心 ， 建 德 新 安 江 大 厦 ， 台 州 黄 岩

48、新 世 纪大 厦 ， 温 州 会 展 中 心 ， 温 州 金 鼎 大 厦 ， 温 州 南亚 城 市 花 园 ， 温 州 瑞 安 外 滩 大 厦 ， 宁 波 嘉 和 中心 等 三 十 多 个 工 程 的 成 功 应 用 节 省 投 资 约 万 元 ， 同 时 保 证 了 工 程 安 全 5 桩 端 后 注 浆 技 术 规 程 定 义 与 适 用 范 围 设 计 依 据 及 引 用 标 准 桩 底 后 注 浆 设 计 施 工 要 点 对 注 浆 效 果 的 检 验 和 桩 基 验 收 对 注 浆 管 堵 塞 事 故 的 处 理 钻 孔 桩 后 注 浆 配 筋 构 造 图 桩 底 注 浆 记 录 表

49、 定 义 与 适 用 范 围 桩 底 后 注 浆 定 义 是 指 钻 孔 灌 注 桩 在 成 桩 后 ， 通 过 预 埋 的 注 浆 通 道 用 注 浆 泵将 一 定 压 力 的 水 泥 浆 压 入 桩 底 ， 使 浆 液 对 桩 底 沉 渣 和 桩 底土 层 及 桩 周 泥 皮 起 到 渗 透 、 填 充 、 压 密 、 劈 裂 、 固 结 等 作用 ， 从 而 来 提 高 桩 承 载 力 、 减 少 变 形 量 的 一 项 技 术 措 施 。 桩 底 后 注 浆 技 术 适 用 范 围 桩 底 后 注 浆 技 术 对 持 力 层 为 卵 砾 石 层 最 为 有 效 ， 其 注 浆 后比 注

50、 浆 前 单 桩 竖 向 极 限 承 载 力 可 提 高 30 左 右 。 对 粉 砂 土持 力 层 亦 有 效 ， 其 单 桩 竖 向 极 限 承 载 力 可 提 高 20 左 右 。在 粘 土 持 力 层 中 注 浆 主 要 对 沉 渣 和 泥 皮 固 结 有 效 ， 亦 即 主要 对 群 桩 的 变 形 控 制 有 效 。 对 持 力 层 为 基 岩 的 桩 ， 若 岩 性好 且 沉 渣 能 处 理 干 净 ， 则 没 有 必 要 注 浆 ； 反 之 若 岩 性 裂 隙发 育 或 沉 渣 处 理 难 保 证 则 桩 底 后 注 浆 仍 然 有 效 ， 此 时 主 要作 用 是 注 浆 后

51、 群 桩 的 变 形 均 匀 且 沉 降 量 少 。 当 然 ， 桩 底 持力 层 能 否 注 浆 还 要 考 虑 环 保 因 素 。 设 计 依 据 及 引 用 标 准 建 筑 地 基 基 础 设 计 规 范 (GBJ789) 建 筑 桩 基 技 术 规 范 (JGJ9494) 浙 江 省 建 筑 软 弱 地 基 基 础 设 计 规 范 (DBn0一 l一90) 地 矿 部 钻 孔 灌 注 桩 施 工 规 程 (DZ T015595) 岩 土 工 程 勘 察 规 范 (GB5002194) 高 层 建 筑 岩 土 工 程 勘 察 报 告 (JGJ7290) 混 凝 土 结 构 设 计 规 范

52、 (GBJl089) 桩 底 后 注 浆 设 计 施 工 要 点 施 工 前 勘 查 试 桩 调 整 设 计 承 载 力 计 算 公 式 注 浆 的 设 计 框 图 注 浆 管 埋 没 桩 底 是 否 放 置 碎 石 注 浆 量 确 定 注 浆 开 始 时 间 注 浆 泵 选 择 开 塞 与 注 浆 浆 液 浓 度 注 浆 压 力 注 浆 节 奏 注 浆 顺 序 注 浆 后 保 养 龄 期 对 注 浆 效 果 的 检 验 和 桩 基 验 收 对 单 桩 注 浆 效 果 检 验 的 最 准 确 办 法 是 静 载 试 验法 ， 一 般 要 求 每 一 个 注 浆 工 程 要 做 3组 试 桩 ，

53、进 行 注 浆 与 不 注 浆 对 比 并 检 验 是 否 达 到 设 计 要求 。 桩 身 质 量 检 测 可 采 用 预 埋 孔 中 超 声 波 法 或 低 应变 反 射 波 法 检 测 。 检 验 数 量 按 规 范 规 程 办 。 对 桩 底 后 注 浆 处 理 的 桩 基 其 设 计 、 施 工 ； 验 收的 其 他 规 定 按 规 范 进 行 ， 同 时 ， 在 房 屋 建 造 过程 中 应 按 规 定 观 测 沉 降 情 况 。 钻 孔 桩 后 注 浆 配 筋 构 造 图 桩 底 注 浆 记 录 表 工 程 名 称 设 计 单 位 总 包 单 位 打 桩 单 位 桩 型 桩 持 力 层 注 浆 头 做 法 桩 身 混 凝 土 标 号 设 计 水 灰 比 外 加 剂 注 浆 水 泥 量 （ kg） 注 浆 压 力 控 制 （ MPa）序号 桩号 桩长/m 注浆管号 注 浆管 埋设 是否 正常 成桩日期 开 塞灌 注日 期 清 水 开塞 压 力/Mpa 注 浆 最大 压 力/Mpa 注 浆 维持 压 力/Mpa 单 管 注浆 水 泥量 /kg 单 桩 累计 注 浆量 /kg 备注 管 1 管 2 管 1 管 2 监 理 代 表 注 浆 单 位 负 责 人 注 浆 施 工 员 谢 谢THANK YOU