浅析钻孔压浆桩

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【摘　要】钻孔压浆桩具有单桩承载力高，施工速度快，经济效益显著，且无振动、不排污等优点。

【关键词】钻孔压浆桩;高压注浆;承载力

【Abstract】The high pressure bored pile is used widely with the merits of high bearing capacity of single pile,quick construction,remarkable ecnomic benefit,no vibration and no pollution.

【Key words】High pressure bored pile;High pressure grouting;Bearing capacity

近年来,我市多项工程设计均采用钻孔压浆桩基础.钻孔压浆桩技术是一种新型的桩基施工手段,它既无振动、无噪音、无排污 （环保）,而且施工速度快,成桩质量完全由工艺流程来保证,单桩承载力高。

１．钻孔压浆桩的工艺流程

1.1钻孔压浆桩的工艺流程

⑴以长螺旋钻机钻至设计深度。

⑵在提升钻杆的同时，通过设在钻头上的喷嘴向孔内高压灌注已制备好的水泥浆为主剂的浆液至没有塌孔危险或地下水位以上0.5～1.0m。

⑶钻杆全部提出后，向孔内放置钢筋笼，并放入一长一短两根补浆管，然后投放粗骨料至设计标高以上0.25～0.5m。

⑷在水泥浆终凝之前多次重复地孔内补浆,直至孔口冒浆。

1.2成桩机理

在成孔时的土柱与钻杆是在提升钻具的同时,被孔底不断注入的高压水泥浆置换出,由于孔内有很高的压力,因而能在地下水位以下的流沙、淤泥、砂卵石、风化岩等地质条件下,顺利成孔、成桩.另一方面,由于高压水泥浆的 扩渗、挤压和胶凝的作用，桩端持力层和桩周土均得到大幅度的加固，桩端阻力和桩侧阻力有较大提高，在较软弱土层内桩身还有局部扩径现象，杜绝了断桩、缩径、孔底虚土等问题，大幅度地提高了承载力。

据统计,与普通灌注桩相比,该桩型竖向承载力提高约为70 %以上。

2.钻孔压浆桩的竖向承载力

2.1单桩竖向承载力特征值计算

由于钻孔压浆桩的基础设计与施工规程未正式列入现行《建筑桩基技术规范》〔JGJ94--2008〕中，设计时，采用黑龙江省工程建设地方标准：《钻孔压浆桩基础技术规程》〔DB23/T747-2004〕。

根据土的物理指标与承载力参数之间的经验，确定单桩承载力特征值 Ra：

Ra=μ∑qsialitsi+qpaAptp

式中：μ—桩身周长

qsia—桩侧第 i 层土的极限侧阻力标准值

qpa—极限端阻力标准值

li—桩穿越第 i 层土的厚度

Ap—桩端面积〔m2〕

tsi—桩周第 i 层土受高压水泥浆渗透作用后桩侧阻力提高系数

tp—桩端受高压水泥浆渗透作用后的桩端阻力提高系数

2.2桩身承载力

由于钻孔压浆桩桩身形成的砼属于无砂砼，按《钻孔压浆桩基础技术规程》〔DB23/T747-2004〕中规定，砼轴心抗压强度等级为C20～C25，但考虑到桩身是高压成型，其实际强度比试块强度高，此时桩身承载力偏于安全。

3.施工技术要求

3.1高压水泥浆

《钻孔压浆桩基础技术规程》〔DB23/T747-2004〕规定：钻机顺利钻至设计孔底标高后，开始高压灌注水泥浆液，注浆压力根据注浆排量和不同地质条件应控制在 5～15MPa之间。在注浆压力作用下，桩孔内有很大的压力，土的渗透系数越大，水泥浆对土的加固效果越好，所以，持力层应选在渗透性能好的砂、卵石内，以取得较大的桩端阻力。

3.2水泥、水灰比

由于水泥是钻孔压浆桩中使用量比较大的材料，其质量直接影响到桩身的质量，《钻孔压浆桩基础技术规程》〔DB23/T747-2004〕对水泥的标号及水灰比加以严格限制。应特别指出的是：成桩时桩身水灰比受工程地质条件影响很大，所以每个工程的水灰比的确定，应根据地质条件进行调整。

其它方面严格执行《建筑桩基技术范》〔JGJ94-2008〕中各项规定来保证桩身承载力。

4.两种桩型的比较

在某一项工程设计中，对基桩选型作一比较，即钻孔压浆桩与普通沉管灌注桩。

例如：某八层办公楼总的竖向荷载为165800 kN，地质钻孔数据见表一，若采用钻孔压浆桩，取桩长为8m，桩径为?准400，桩端进入持力层⑤长度为 2.2m，则：

Ra=μ∑qsialitsi+qpaAptp

=π×0.4×(2.1×21×1.1+1.2×25×1.1+25×20×1.1+2.2×64×2）+1200×（■）■×π×2

=826KN

若采用普通沉管灌注桩，在桩长、桩径、进入持力层深度相同的情况下：

Quk=Qsk+Qpk=μ∑qsikli+qpkAp=π× 0.4× (2.1×30+1.2×33+2.5×28+2.2×92)+38×0.22×π= 471+477

单桩承载力特征值：Q=（Qsk+Qpk）/2=474kN

采用钻孔压浆桩再整个工程需要212根桩，而普通沉管灌注桩在整个工程需要350根桩，两种桩型比较的结果是：钻孔压浆桩单桩造价高于沉管灌注桩，但相同的条件下，其单桩承载力远高于沉管灌注桩，单位每平方米的造价底于沉管灌注桩。根据上述结论，该工程基础采用钻孔压浆桩。

在桩基打入过程中，曾作跟踪调查，通过现场对比证明了钻孔压浆桩与其它灌注桩相比，确实具有无震动、无噪音、又无排污、施工速度快等优点。在桩基施工完毕，取 3 根工程桩作静载实验，试桩结果表明：单桩竖向承载力设计值均大于预估的单桩竖向承载力设计值。

从以上论述中可得出：钻孔压浆桩在单桩承载力提高的前提下，保证了成桩的质量，而且也环保，施工速度快是它的特点，并且在经济效益、节约成本方面是显著的，是目前值得推广的桩型。

表一 某一钻孔的数据

【参考文献】

［１］现行《建筑桩基技术规范》〔JGJ94-2008〕．

［２］黑龙江省工程建设地方标准.《钻孔压浆桩基础技术规程》〔DB23/T747-2004〕.