后压浆钻孔灌注桩与普通钻孔灌注桩对比研究
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摘要：本文通过对普通钻孔灌注桩和后压浆钻孔灌注桩单桩承载力进行对比，钻孔灌注桩采用后压浆技术，提高了单桩的承载力，减少桩基沉降，使沉降较均匀。后压浆钻孔灌注桩的单桩承载力提高幅度多数在25%—60%之间，具有较好的经济效益，桩基础节约工程造价为31.91%。
关键词：钻孔灌注桩；后压浆技术；提高承载力
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
前言
灌注桩是我国建筑和桥梁基础的主导桩型，20世纪90年代以来，随着灌注桩缩劲补强、断桩面抽淤注浆技术的进一步发展，灌注桩后压浆技术在我国应运而生。
随着西部大开发步伐的前进，城市高层建筑的不断发展，灌注桩施工经过多年的应用，以其单桩承载力大，对各种地质适应性强，无挤土效应，无振害等优点，在工程中的应用越来越广泛，对承载力的要求也越来越高。
以往西北地区，建造高层建筑选用钻孔灌注桩基础时，一般的方法是加大加深桩身，将桩穿越埋藏较浅的砂层，将桩端放在较深的砂层中，桩的长度就达30米—40米之多，这样不仅增大了投资，而且施工难度也增加了，延长了施工工期，同时灌注桩在施工过程中不可避免产生孔底沉渣和孔壁泥皮的缺陷而承载力提高的效率却不大。
而发展起来的后压浆技术对提高灌注桩承载力，降低工程造价，防止质量事故等，起到了有效作用。后压浆技术适用于泥浆护壁钻、挖 、冲孔灌注桩及干作业钻、挖孔灌注桩等桩基工程。
1后压浆钻孔灌注桩加固原理分析研究
后压浆钻孔灌注桩技术是指成桩期间在桩底和桩侧预埋注浆管路和注浆装置，待桩身混凝土强度达到50%-80%（即成桩后3—21天），通过注浆管路，利用高压注浆泵注以水泥浆液，对孔底沉渣和桩侧泥皮及桩底进行固化的一种科学先进的技术方法。压浆分为桩端压浆和桩侧压浆两种。
图1 后压浆钻孔灌注桩作用机理详图
后压浆技术提高基桩承载力的机理如下：沉渣和松动土体被重新胶结，裂隙被充填，从而有效地提高桩底的刚度和强度。 因浆液的扩散渗透，在桩端附近形成一定范围的胶结囊体，增大持力层的受力面积，桩周(身)压浆会使桩土间界面的几何和力学条件得以改善，桩端压浆将使桩底沉渣、施工桩孔时桩端受到扰动的持力层得到有效的加固或压密起到了端承扩大头的作用。 在压力作用下，部分浆液沿桩土界面上浸，使下部桩体与泥皮及土体胶结成整体，使桩端下部桩侧摩阻力得到正常发挥。在浆液中掺入膨胀剂或采用膨胀水泥，桩底的胶结体在固结过程中产生微膨胀，对桩端产生一定的预压力，尤其是在高压作用下，桩端介质的压缩变形提前完成，减少了桩在同一桩顶荷载作用下的桩顶竖向位移，从而达到提高单桩承载力的目的。后压浆钻孔灌注桩优缺点尤其明显，优点:消除传统灌注桩工艺固有缺陷、能大幅提高桩基承载力，减少沉降量、降低工程造价。缺点:受灌注桩施工质量的制约以及随岩土工程特性的变化承载力提高幅度差别较大。
2案例分析
根据场地勘测建议项目一基桩采用普通的旋转钻孔灌注桩，具体设计参数为如下：钢筋混凝土灌注桩，桩长：32.0 m ,桩顶标高为：-7.00 m ，桩径选用Φ700mm ，KN ,KN 。土层指标如下表：
表1 项目一(旋转钻孔灌注桩)土层指标
根据《建筑桩基技术设计规范》公式，对于中小直径灌注桩公式如下：
，式中：
——单桩总的极限侧阻力标准值；
——单桩总的极限端阻力标准值；
u——桩身周长（m）；
——桩的横截面面积（）；
基桩总的根数确定n≥==251.896(根) 。
根据场地基坑为:40×40 m的基坑，各边均留出0.5m，每隔2.6m布置一根钻孔灌注桩，并且采用正方形布置，则每一水平行布置桩数为：= =15+1=16（根），则每一竖直行布置桩数为：==15+1=16（根）。
=16×16=256（根）>252（根），故基桩根数满足承载力要求 。
2.2后压浆钻孔灌注桩基桩平面设计布置
场地岩土工程勘察报告建议项目二采用后压浆旋转钻孔灌注桩，桩长：27.0 m ,桩顶标高为：-7.00 m ，桩径选用Φ600 m ，=942166 KN ,=11200 KN。土层指标如下表：
表2 项目二(后压浆钻孔灌注桩)土层指标
表中：
——桩的极限侧阻力标准值；
——桩的极限端阻力标准值；
——后压浆侧阻力增强系数；
——后压浆端阻力增强系数；
根据《建筑桩基技术设计规范》后压浆灌注桩单桩极限承载力计算公式：
基桩总的根数确定n≥==195.904(根)。
根据场地基坑为：40×40 m的方形基坑，各边均留出0.5m，每隔3.0 m布置一根钻孔后压浆灌注桩，并且采用正方形布置，则每一水平行布置桩数为：==13+1=14（根），则每一竖直行布置桩数为：==13+1=14（根）。
=14×14=196≥195.904(根)，故基桩根数满足承载力要求`。
3普通钻孔灌注桩与后压浆灌注桩对比分析
项目二后压浆钻孔灌注桩单桩抗压静载试验桩3根，检测照片见下图3所示，检测结果见图表：表3，表4，表 5 。
项目一普通钻孔灌注桩单桩抗压静载实验桩3根，检测结果分别为，检测桩1：=3510 KN , 检测桩2：=3680 KN , 检测桩3：=3700 KN ,
项目二与项目一单桩抗压承载力静载实验结果对比详见表5.7.
图2后压浆钻孔灌注桩实体检测
表3检测桩结果
表4 检测桩结果
表5 检测桩结果
表6项目二后压浆钻孔灌注桩单桩承载力静载实验结果
表8 项目一基桩与项目二基桩经济效益对比
4 结论
钻孔灌注桩采用后压浆技术，其技术经济效果是非常显著的，有部分水泥浆液沿桩周土软弱界面上返，超过10米以上，桩侧硬结土层一般在10 cm ,局部有时硬结土层可达到1m 以上，对于孔隙率为25%-33%之间的地基土，水泥浆液可以扩散到1.8-2.1 m ，水泥浆液深入到桩端土层至少1 m ,压浆后承载力提高的幅度大多数在25%-60%之间。
通过,,,以及各单桩静载力试验曲线形态，变化趋势，荷载及对应的桩顶沉降数据分析，各桩均未加载至破坏，荷载试验曲线多呈缓变形态，无陡降段出现，沉降较均匀。
在桩间土开挖过程中，局部发现桩间内有桩侧表面向桩身土中劈裂格压形成的水泥浆脉，从而增大了桩与土之间的抗剪强度。进而说明了后压浆技术对桩周土的改善作用，加强作用更为显著。项目易与项目二相邻，楼层 ，建筑物结构，高度，体形布局和占地面积等均相同。但是项目二基桩施工工期为68天，项目一基桩施工工期为54天。虽然普通钻孔灌注桩比后压浆钻孔灌注桩节约工期14天，但是后压浆钻孔灌注桩比普通钻孔灌注桩节约工程总造价为:31.91% 。
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