钻孔灌注桩后压浆技术原理及应用探究

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1、钻孔灌注桩后压浆技术原理及应用探究内容摘要：本文从钻孔灌注桩的成桩工艺、施工要点和钻孔灌注桩承载力计算的分析出发，主要研究桩底注浆法的基本理论、钻孔灌注桩桩底注浆对钻孔灌注桩承载力影响机理和合理的施工工艺，并根据初步建立的承载力计算模型对桩底压力注浆桩承载力的计算和分析。关键词：灌注桩；压浆；工艺钻孔灌注桩有特有的承载力大、噪音低、对相邻楼宇影响小、施工安全性好等诸多优点，但质量控制直观性差，施工工艺较为复杂，水下混凝土施工要求严格，易出现孔底沉泥、夹渣、缩颈、露筋、离析、浮浆夹层等缺陷，施工中可采用压浆技术来改善桩的密实度

2、，增加承载力。1、后压浆技术的基本原理灌浆法的实质是用气压、液压或电化学原理，把某些能固化的浆液（如水泥浆等）注入各种介质的裂缝或孔隙，以改善地基的物理力学性质的一种技术方法。灌浆法可应用于建筑基坑的止水帷幕，坑底的土体加固、防渗堵漏，地基的加固补强，对房屋桩基进行灌浆加固补强，其中包括预制桩、人工挖孔桩、钻孔灌注桩的桩身与桩端灌浆补强，特别是钻孔灌注桩的桩底注浆，它不仅解决了因桩底沉渣虚土造成沉降量过大的处理难题，而且可增加持力层强度，形成扩大头，从而提高桩的承载力。灌浆工程中所用的浆液是由主剂（原材料）、溶剂（水）及各种

3、外加剂混合而成，通常所说的灌浆材料是指浆液中所用的主剂。灌浆材料常分为粒状浆材和化学浆材两个系统，另可细分为不稳定粒状浆材、稳定粒状浆材、无机化学浆材和有机化学浆材等四类。钻孔灌注桩孔底压浆量的控制。钻孔灌注桩孔底压浆量的多少直接影响桩的承载力。假设浆液按圆球形渗流扩展，钻孔灌注桩嵌入球体Id,根据土层的孔隙率和注浆量即可计算注浆有效直径，反之设定注浆有效直径即可计算注浆量。可建立以下平衡计算式：浆液加固土体积+桩嵌入加固土体积二加固土球体积。即：V/n+4jid³；/3=4jiD³；/3灌浆理论：压密灌浆理

4、论。通过钻孔向土层中注入浆液,随着土体的压密和浆液的挤入，将在压浆点周围形成灯泡形空间，并因浆液的挤压作用而产生向上抬力，从而引起地面局部隆起。渗入性灌浆理论。在灌浆压力的作用下，浆液克服各种阻力而渗入孔隙或裂隙，压力越大，吸浆量及浆液扩散半径就越大。劈裂灌浆理论。在灌浆压力的作用下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，引起岩石或土体的破坏和扰动，使地层中原有的孔隙或裂隙扩张，或形成新的孔隙或裂隙，从而使低透水性地层的可灌性和浆液扩散距离增大。这种灌浆法所需压力较大。电动化学灌浆理论。当在粘性土中插入金属电极并通以直流电后，就

5、在土中引起电渗、电泳和离子交换作用，促使在通电区域中的含水量显著降低，从而在土内形成灌浆通道。若在通电的同时向土中灌注硅酸盐浆液，就能在通道上形成硅胶，并与土粒胶结成具有一定力学强度的加固体。2钻孔灌注桩后压浆技术的作用机理2.1桩底压浆提高单桩承载力的机理分析桩底注浆的力学机理：在桩端压注水泥浆液，浆液首先渗透到最疏松的桩端沉渣间隙中，与沉渣相结合，形成水泥凝结决，能消除孔底沉渣的不良影响。另外还提高了桩端的承压面积，提髙了钻孔灌注桩的桩端承载力。当注浆压力升高，注浆量不断增加时，浆液会沿桩侧逆流，冲填间隙，使得钻孔灌注桩

6、类似于嵌岩桩。当浆液与桩端持力层土体充分接触后，化学机理将占主导地位，其加固机理如下：水泥主要是由CaO,SiO2,A12O3,Fe2O3及S02等组成。这些矿物与水发生水解和水化学反应，减少了被加固土中的含水量，增加了土颗粒间的胶结，同时生成氧化钙，水化硅酸钙，水化铝酸钙，水化铁酸钙等。水泥与土颗粒拌和后，水化产生Ca(OH)2和CSH(水化硅酸钙)等水化物。溶液中的Ca2+含量增加，与土颗粒发生阳离子交换作用，等当量呈换出K+和Na+,形成水泥与较大土颗粒的团粒结构，并封闭了土颗粒间的空隙，形成坚固的联结。2.2桩侧压浆

7、提高单桩承载力的机理桩侧压浆可以破坏和消除泥皮，充填桩侧的间隙，提高桩侧与周围土体间的粘结力，从而提高桩侧摩阻力，提高单桩承载力。2.3桩底注浆法的工艺流程.①造孔一②高压水洗孔-*③注浆管埋设一④压水试验一⑤制浆一⑥注浆一⑦达到设计预定注浆量和终压一⑧封孔一⑨钻孔检验。3、桩端压力注浆桩承载力的计算桩端压力注浆由于地质条件，成桩工艺的复杂多变性，导致桩端压力注浆桩承载力的计算带有很大程度的经验性，目前还没有比较成熟的计算理论。单桩竖向承载力计算应考虑的因素。《建筑桩基技术规范》JGJ94-94第5.2.8条基于土的物理指标

8、与承载力参数之间的经验关系，给出了计算单桩承载力标准值的公式：Quk=Qsk+Qpk=uZqsik•；Li+qpk•；Ap由上式可知，影响单桩竖向承载力的主要因素有材料性能（包括构成单桩承载力的桩身材料性能与桩侧、桩底土层的物理力学性能），桩的几何参数和计算模式的不定性