钻孔灌注桩后压浆作用机理分析.pdf

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1、施工技术建蚵目蒜商2012年2月钻孔灌注桩后压浆作用机理分析王峰(陕西建秦基础工程有限责任公司)摘要：在后压浆施工工艺基础上，从分析降低钻孔灌注桩单桩承载力的因素入手，总结了后压浆浆液的作用机理，研究了后压浆浆液对土体应力和抗剪强度的影响。经实践检验，浆液的作用改善丁土体的应力情况，使土体固结，强度增大，压缩性减小，抗剪强度增大，表明后压浆技术是地基处理的有效方法。关键词：后压浆；工艺；作用机理；应力；抗剪强度钻孔灌注桩后压浆技术是目前基础工程施工中最常用的地基处理方法之一钻孔灌注桩后压浆技术将注浆技术与桩基技术有

2、效地结合在一起，综合了这两种方法的优点，有效地解决了钻孔灌注桩桩底沉碴与桩剧泥皮对单桩承载力的负而影响，大幅度地提高了单桩的承载力。由于这种方法具有工艺简单，效果显著，投资小，效益高等特点，近年在我国广泛应用。但是该技术并无统一的设计施工规范，对浆液对桩底、桩周土体的作t蚪j机理也无统一的认识。本人通过实践，探讨后压浆桩的力学性能及其影响因素。1后压浆施工工艺流程石磊；i；习竺!!!!．ri磊；；磊；]竺!!!!．r磊五i]竺!!!．1szm怩*设置压兼管

3、管嚣质量I靛压浆管嚼II撮土l导管状杏l实施压浆堡苎苎：垩

4、查：J填写压泉记录l时间及施工情况图12降低单桩承载力的因素影晌单桩承载力的因素包括旌工工艺上的因素和混凝土的固有特件。(1)成孔过程中使用泥浆护壁，必然会在孔壁形成泥皮，泥皮的存在降低了桩侧摩阻力；(2)由于工艺的原因，孔底沉渣并不能被完全清除，桩底沉渣的存在降低了桩端阻抗的发挥；(3)由于泥浆的浸泡，使得桩周土体变松软，降低了桩侧摩阻力；(4)混凝土固结后具有一定的收缩性，使得桩与土之间胶结性变差，降低了桩侧摩阻力。3后压浆浆液作用机理后爪浆浆液对桩周、桩底上体的加固效应主要表现为固化效应、充填胶结效应、加筋效

5、应、压密效应。钻孔灌注桩后压浆之所以能够提高钻孔灌注桩单桩承载力，其主要作用机理如下：‘(1)在桩侧压注水泥浆液，水泥浆液挤压或劈裂泥皮和桩周土体，清除泥皮的影响，使桩身与桩周士的胶结力得到提高，并且在桩侧形成竹节状的浆泡或网状浆脉结石，从而提高桩侧摩阻力；(2)在桩底处压注水泥浆液，水泥浆液与桩底沉渣相混合，形成水泥十，消除了桩底沉渣的影响；由于高压作用，桩底土体得到密实，而且浆液可渗透至桩底土体内或发生劈裂，提高了桩底土体强度，并在桩底处形成一个扩大头，增加桩底承压面积，提高钻孔灌注桩桩端承载力：(3)在桩底处

6、进行高压注浆，能使桩向上微微抬起，形成向上的反向预应力，当钻孔灌注桩承受向下的垂直荷载时，此反向预应力将承担部分荷载，使得在沉降相同的情况下，单桩桩端阻力大于普通桩，提高了单桩承载力。4土体应力的变化土的变形与强度的变化都只取决于有效应力的变化，即引起岩土的体积压缩和抗剪强度发生变化的原因是总应力与孔隙压力之间的差值。孔隙水雎力本身并不能使土发牛变形和强度变化，同时也不能承受剪应力，1目是，当总应力保持常数时，孔隙压力发生变化将直接引起有效应力发生变化，从而使土体的体积和强度发生变化。在进行后压浆时，由于浆液的侵入

7、，不仅使土体内的孔隙压力发牛显著变化，而且也直接影响了其粒间应力。在浆液压力的作用下，孔隙水、气被排挤直至全部或部分置·54·换，孔隙压力增大，有效应力减小，但随着浆液Lj土体发生固结作用，固结体中孔隙水减少，孔隙压力减小，有效应力增加，从而改善'r岩土的应力情况，使土体固结，强度增大，压缩性减。5土体抗剪强度的变化土的抗剪强度由两部分组成，即摩擦强度m如和粘聚强度c。在后压浆施工中，浆液对抗剪强度的粘聚力c和内摩擦角士都有明显的影响。影响粗粒十内摩擦角的丰要因素有：质量密度、粒径级配、颗粒形状和矿物成分。当粒状浆

8、液注入地层粗粒土体内时，由于浆液的填充与压实，土体孔隙比会变得很小，质量密度变大，摩擦强度明显增大。由于水泥浆与岩石、土体、混凝土等具有良好粘结性，所以浆液压入地层后，土体的固化粘聚力会成倍增长，并且随胶结物质的结晶和硬化而增强。同时，注浆作用对土体原始粘聚力也有提高，由于压入压力的作用使土体变密实，或使微裂隙闭合，重新胶结。颗粒间距离愈近，单位面积上颗粒的接触点越多，库仑力与范德华力就愈大，则原始粘聚力也越大。这样，随着原始粘聚力和固化粘聚力的同时增大，粘聚强度显著提高。压浆以后，由于浆液的粘聚作用，使无粘性土向

9、粘性土转变，产生了粘聚力；而粘性土在原有胶结力的基础上粘结力增加，粘聚力值相应增大。土体抗剪强度的两个指标同时增大，说明后压浆提高了土体的抗剪强度。6静载荷试验本人查阅大量未进行后压浆钻孔灌注桩与进行后压浆桩的静载试验资料，大多都表明浆液增强了桩的承载力。本人特取一组试验数据以说明浆液对桩承载力的影响。为尽可能的保证试验的可比性，根据勘察资料，取同一地层上，