浅谈灌注桩桩端后注浆技术的作用机理

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1、浅谈灌注桩桩端后注浆技术的作用机理摘要：本文在阐述传统灌注桩存在问题的基础上，介绍了桩端后注浆技术的优缺点及适应范围，归纳了桩端后注浆技术的作用机理，肯定了该技术提高桩基承载力的效果。关键词：灌注桩桩端后注浆作用机理中图分类号：TU74文献标识码：A灌注桩桩端后注浆技术是指灌注桩成桩时，在桩底或桩侧预置注浆管路和注浆装置，待桩身达到一定强度后，通过注浆管路，利用高压注浆泵注以水泥为主剂的浆液。根据浆液性状、土层特性和注浆参数等不同，压力浆液对桩端沉渣、桩侧泥皮及桩周土体起到渗透、填充、置换、劈裂、压密及结等不同作用，对孔底沉渣和桩侧泥皮进行固化，从而消除传统灌注桩施工工艺所固有的缺陷，改善土

2、体的物理力学性能及桩土间边界条件，提高桩的承载力，减少沉降量，并提高桩身质量和桩承载力可靠性，因此，是一种科学、先进的技术方法。1.传统灌注桩存在的问题灌注桩的单桩承载力，在桩身混凝土强度足够的情况下，主要取决于地基对桩的阻力。地基对桩的垂直阻力是由桩侧表面摩阻力和桩底土层支承力组成。桩侧摩阻力的大小取决于土层性质与桩周面积，在相同土层中，采用的成孔方法不同，桩侧摩阻力亦有不同，而桩端土的支承力的极限值主要取决于持力层的物理力学性质以及桩体嵌入持力层的深度。但是施工质量的好坏，特别是能否有效控制孔底沉渣，对端承力的发挥具有决定影响。对于灌注桩而言，在实际工程应用中，影响承载力发挥的主要因素有

3、以下几个方面：1.1成孔环节孔壁存在的泥皮降低了桩侧摩阻力。在成桩过程中，由于地层条件、施工工艺、地下水等因素的影响，在桩外表面与孔壁之间形成一层厚度可迗10〜20mm膏状的黏性土，俗称桩周“泥皮”。泥皮中黏粒含量非常高，在饱和状态下，塑性极好，抗剪能力差，在外力作用下极易塑性流动或滑动，即使在地下水位较深时，水位线以上部分的桩周泥皮要固结成原状土状态也需很长时间。泥皮的力学性能差，并且有一定的润滑性，阻碍了桩身混凝土与桩周土的粘结大大降低了桩侧摩阻力。1.2清孔环节桩底沉渣削弱桩端阻力。桩底沉渣的“软垫”效应是影响泥浆护壁钻孔桩单桩承载力的重要因素之一。在桩基施工过程中，在灌注混凝土前的这

4、段时间内都会产生沉渣。由于施工时使用泥浆作冲洗介质，无论采用怎样先进的二次清孔工艺，都不可能将沉渣完全携带至地表。虽经清孔使孔底沉渣厚度迗到设计标准，但所余沉渣形成一个可压缩的“软垫”，从而导致桩端阻力降低，沉降增加。1.3浇灌水下混凝土环节水下混凝土施工时在桩底产生离析现象降低了单桩承载力。在灌注桩身混凝土时，由于灌注导管长而细，且管内充满泥浆液体，桩身混凝土首灌时在导管内落差大，流动时间长，会导致首灌混凝土离析，在桩底处产生“虚尖”、“干碴石”等弊端，降低了桩端混凝土强度，从而影响单桩承载力。1.灌注桩桩端后注浆桩具有的优缺点及适用范E2.1灌注桩桩端后注浆桩的优点(1)保留了传统灌注桩

5、的各种优点。(2)采用桩端压力注浆工艺，可改变桩端虚土(包括孔底扰动土、孔底沉淀土、孔口与孔壁回落土等)的组成结构，形成水泥扩大桩头，可以解决普通灌注桩桩端有虚土这一技术难题。(3)可以大幅提高桩的承载力，技术经济效益显著。与未注浆的同类灌注桩相比，注浆桩的单桩竖向极限承载力增幅明显，降低造价。在相同承载力条件下，可将长桩改为短桩，减少钻进工作量，加快施工进度，缩短施工工期。(1)压力注浆时，可测试注浆量、注浆压力和桩顶上抬量等参数，既能进行注浆桩的质量管理，又能预估单桩承载力(2)施工方法灵活，注浆设备简单，适应性广，便于普及。桩端后注浆技术可靠，经济上合理，可以进一步在钻孔桩施工中推广使

6、用。2.2灌注桩桩端后注浆桩的缺点(1)若施工不当，容易造成注浆管被堵、被包裹、地面冒浆和地下窜浆等现象。(2)需要注意采用相适应的灌注桩的成孔和成桩工艺，确保施工质量，否则将影响桩端压力注浆工艺的效果。(3)压力注浆必须在桩身混凝土强度达到一定值后方可进行，故延长了施工周期。一般情况下，为缩短工期，当施工场地桩数较多时，可采用流水施工作业的方式。2.3灌注桩桩端后注浆桩的适用范桩端后注浆桩适应性很强，既能用于水位以上干作业成孔成桩，也能用于有地下水的情况下成孔成桩；还适应于螺旋钻成孔、正反循环钻成孔、潜水钻成孔、人工挖孔和冲击钻成孔等施工工艺成孔的灌注桩。只要在桩端预留压力注浆装置，均可在

7、成桩后进行桩端压力注浆。但桩端后注浆桩随着桩端土层、桩长和桩径的不同，其适应性也存在着差异。一般来说，当桩端土层的初始孔隙越大，结构越松散，浆液的渗透效果就越好，桩端和桩侧阻力提高的幅度就越大，适应性也越好。另外，在其他条件相同的情况下，短桩比长桩的适应性要更好些，小直径桩比大直径桩的适应性要更好些。2.灌注桩桩端后注浆技术作用机理3.1固结桩端虚土填充桩端沉渣形成的虚土及受泥浆浸泡而松软的桩端持力层，随着注