钻孔灌注桩后压浆方式Word格式.docx
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一类是在桩底予置柔性注浆腔（囊），通过桩内予置的导管向腔中压入水泥浆形成扩大头，并挤压加密周围土体。
简称桩底封锁式后注浆法（见图a）。
另一类是在桩底由予置管式单向阀与内导管组成后压浆装置。
简称开式后压浆工法（见图A10b）。
a）封锁式柔性胶腔结构示b）开式注浆管示意
图桩端后压浆示意
桩侧压力注浆工艺分类
按桩侧注浆管设置分为沿钢筋笼纵向设置（见图）和沿钢筋笼环向设置两类。
图桩侧后压浆示意
2.后压浆技术发展进程史
Bruce指出，桩端压力注浆桩自1961年在修建Maracaibo大桥桩基中第一次应用以来，取得了普遍的应用。
（参阅①）以后，法国（专利编号2331646）、英国与德国等都开展了桩基后压浆的研究与应用，大多用有柔性腔封锁式工法。
我国孔德华1992年提出并取得实用新型专利（ZL6）封锁式后注浆工法，西南交通大学岩土所研究开发的腔式桩端压力注浆装置，于1994年鉴定完成，从理论与实践上系统地进行了研究并取得较为普遍的应用。
无注浆容器的开放式桩端后压浆工法，我国是从上世纪八十年代后期（1987）由北京市建筑工程研究所第一次开发的，是在长螺旋成孔基础上，在桩底设置固定式隔离钢板，用钢管与PVC管的组合管为注浆管。
承载力提高1～2倍，后在北京、沈阳、锦州地域取得推行。
国外（1993）指导了用U形注浆管形式的开式后注浆工法。
形式示用意见图。
对于无容器开式桩底注浆工法，压入桩底的浆液可直接进入土体，固化沉渣。
而且通过渗透注浆（粗粒土）、或劈裂注浆（细粒土）作为对桩底必然范围的土体相应的加固，但其缺点是浆液注域可控性低，护壁泥壁厚时，易出现桩壁有夹泥带现象。
关于侧壁注浆与上述桩端后压浆工法开发时间一致，由于它在山西应用中，对承载力增幅远底于桩端后压浆工法，即便设置3道环形注浆管的情况下，其效果也不及仅设桩端后注浆工法，因此，本文不在多叙，仅将欧洲灌注桩施工规程（Executionofspecialgeotechnicalwonk-BoredpilesprEN年1月）附图示出供参考。
从注浆技术的要求考虑，若是土体注浆工法需知足定向、定域与定量“三定”要求，即注浆机理要明确，是渗入充填注浆、压密胶结注浆仍是劈裂注浆，浆液流动方向及注浆域可控，注入量在予计量±
20%为宜。
依照上述要求，有容器闭式注浆工法应是桩端注浆首选工法，欧洲诸国多选此类工法。
3.施工要点
注浆压力
对有容器封锁式后注浆工法，它是依照渗入充填~压密混合注浆理论进行的。
即注入浆液是在有压作用的流动，它首先克服管路等的阻力而渗入腔内充填碎石等物质的孔隙中。
浆液注入压力宜控制在受灌碎石体结构的不致破坏，只能使胶腔被充满，同时桩端沉渣体中的水分被挤走为宜。
此时，胶腔体的强度是能够知足不致胀破。
在河南巩县某煤炭铁路专用线里沟桥桩基后压浆试桩实例说明，桥试桩桩长~，设计桩径，地基土为轻微湿陷性黄土，孔隙比e=，液性指数IL=，湿陷系数δs=，厚度达到15m，采用有胶腔的封锁式桩端后压浆工法，完成试桩3根，有关试桩的资料列于表1或图1（a）与（b）。
表1试桩数据表
桩号
桩径（m）
桩长（m）
桩身砼
极限荷载
桩顶位移（mm）
试桩条件
A
*
C25
2800
桩端后压浆
B
C
1800
未压浆
*（）内数值为实际成孔值。
图1（a）实验场地布置图（b）各试桩的P—S曲线
现示出按照测微计、钢筋计等测试原件实测得出的桩顶位移S与桩侧平均摩阻力Pf，桩端阻力Pe的关系曲线（见图二、图3），从图示形态可看出，各桩的Pf，Pe与桩顶位移S的关系没有本质的区别，桩顶位移只需几毫米时，就可使桩侧阻力取得充分发挥，并很快达到极限状态。
只是通过桩端后压浆的A、B两桩的Pf值较常规桩C为大。
对于端阻力Pe，A、B两桩最终趋于极限值，而C桩未达到极限。
即是A、B端阻率较C桩大，其值别离为%、%与%。
图2 各试桩S—PeS—Pf曲线
图3 各试桩桩顶荷载P与Pe、Pf关系曲线
值得重视的是各桩达到极限荷载时，桩顶位移值不同很大，未压注浆的C值最大沉降量为（相应的桩顶最终加载量为2000kN）。
而A、B两桩的相应沉降值别离为和。
（桩顶荷载值别离为3000kN与3200kN）产生的最主要的原因是由于桩底压注浆液时，胶腔发生破裂，浆液中的水渗入黄土中，造成桩端持力土体局部增湿，土层局部软化，强度降低，引发沉降所致。
因此，压浆时不该产生胶腔破裂是很重要的。
胶腔材质要求：
抗拉伸强度≥14MPa，拉断伸长率＞400%。
注浆终止压力：
关于封锁式胶腔桩端后注浆工法的理论，咱们是采用Vesic提出的球体空腔扩张理论（或称膨胀理论），向桩端柔性胶腔注入水泥浆，浆液与腔内的填充骨料密实结合，并向外扩挤，形成向腔周围土体施加的压力。
在这种均布径向膨胀力的作用下，腔外必然厚度的空心球形区域达到塑性平衡状态。
随着压力增加，塑性平衡区也不断膨胀，直到腔体压力达到抗剪强度极限压力（见图4）。
图4 灌注桩后压浆压力的控制分析
分析表明，注浆极限压力的大小是由以下因素肯定的。
①桩端周围土体的强度指标C、φ；
②桩端周围土体的变形指标Es、
；
③桩端周围土体所经受的上覆压力q；
④桩端周围土体的平均体积应变△。
上述诸因素中，和一般假定体变△的平均值为零，对于无粘性土，最主要的影响因素是桩端的埋置深度（即桩长）和桩端持力层的内摩擦角。
对于粘性土和粉土，内摩擦角是最主要的因素。
对于中密以上的砂、砾（卵）石土，目前常常利用的注浆压力为，高时可达到4MPa，对于粘性土与粉土，压力一般均小于3MPa，压浆压力过大时，会使桩端土体接近于，乃至超过极限压力，对于未来经受基础荷载是不利的。
关于应用球体扩张理论和其解析分析，可取得压力控制的一些结论（见图5）供参考，这些控制标准的应用效果是良好的。
图5 注浆极限压力
桩顶抬升
随着浆液慢慢压入胶腔，会使腔体的周围呈幅射状扩压，挤压腔周地层，并通过均压桩端预置于胶囊顶部的钢板，使桩体产生微量抬升，一般控制抬升量在，不该超过3mm。
钢板应有足够刚度，咱们据实验规定，其厚度为。
水泥浆体
当水灰比小于特别是达到~时，水泥浆体是塑性体而非牛顿体，在小管径管内流动时比较困难，需要克服较大的阻力，要求加大供浆泵压。
虽然压力大了易于流动，可是会使浆液在浆管出口及渗入胶腔中的流动状态和条件出现转变，如紊流等，这将无益于渗入注浆与压密扩腔作业。
因此，国内外许多注浆工法都建议，对水灰比小于0.的浆液注浆时，注浆管径不小于30mm。
再者，按照咱们采用水灰比为~水泥浆的经验，为了增加浆液的流动性，加入适量的木钙等减水剂是可行的。
同时加入少量的浆液悬浮稳定剂。
关于浆液结石率，一般为85-88%，平均为86%，在腔内充填粒料设计合理，浆液中加必要的避免失水收缩的微膨胀剂时，会取得更好的注浆结石效果。
注浆用水泥材料
表2两类混凝土试块无侧限抗压强度统计表
水泥型号
强度（MPa）
PO型
PS型
备注
R3
12
龄期3d
R7
25
15
龄期7d
R28
龄期28d
建议利用PO型普通硅酸盐水泥或高早效强水泥，而不选用PS型矿渣水泥，后者初期强度低，干缩性大，且抗碳化能力差。
曾在多个工地进行两类试块的测试，平均结果如表2。
4、承载性能机制分析
图六、图7分虽为各试桩的轴力散布，桩侧摩阻力散布，及其发挥进程。
从实验曲线可看出，加荷初期（前两级荷载），桩侧摩阻力的散布是上大下小，这是由于靠桩顶部份桩身紧缩量大，桩土间产生相对位移，从而桩侧摩阻力得以发挥，而下部桩土相对位移小，摩阻力较少发挥。
随着荷载的增加，桩身下部的桩土间相对位移量增大，桩侧摩阻力得以较充分发挥，如C桩，当桩顶荷载P为1600kN，地面下7m深处桩侧摩阻力达到；
而当桩顶荷载P达到极限荷载1800kN，相应于7m的桩侧摩阻力达到。
桩端周围桩侧摩阻力更大。
（9m深度也是如此，P=1600kN，f=；
P=1800kN，f=）。
对桩端后压浆桩的桩端周围，侧摩阻力增大为更明显。
见图7之a、b）。
这是由于桩底下土层压实进程产生予压实，径向扩张与握裹作用的效果（见图6）。
可用极限滑动面理论表述。
图6 各试桩的轴力图
图7 各试桩桩侧摩阻力散布图
当桩端的土体在压力腔作用下产生紧缩时，超过必然限度后地基中产生剪切滑动面，由于桩埋置较深，滑动面不会延伸到地面，又因为桩的对称性滑动面所含的土体应是一个心形体，通过桩轴线的任一截面所截得的图形如图8所示，这也就是梅耶霍夫在求解深基础时所取的破坏图式。
图8
从图8可知，当桩端处的I区受压向下滑动时，将通过Ⅱ区和Ⅲ区的土体向Ⅳ区的土体施加压力和剪力，最终迫使Ⅳ区的土体压密并对桩体产生握裹作用，从而使得桩的摩阻力加大。
另外由图8也可知道这种摩阻力加大的现象仅发生在桩的下部。
总之，采用后压浆工法对提高基桩竖向承载力的效果是显著的。
提高幅度与采用的工艺参数、方式、持力地层条件与桩的长度（入土深度）等因素有关。
据山西地域30余项后压浆桩基工程的数据，承载力提高幅值为同条件常规桩的1~倍，（需说明的是试桩一般只加荷至设计值的两倍或略超，并未真正达到极限值），而桩顶沉降有大幅降低，一般降低率有40~60%，相应的沉降值为10-15mm。
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