钻孔灌注桩沉渣的压浆处理

拓莉娜

(陕西省交通建设集团，陕西西安710075)

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Z一，供键词】沉瀣；压浆；承裁力

钻孔孔底沉渣的存在，直接影响钻孔灌注桩能否达到设计要求的承载力以及能否保证其沉降不超过允许限受。因此，国家现行的有关标

准、规范均对此有明确的规定：

表l工业与民用建瑰j擞抽镑吲艘计与施工堋呈孑I底沉渣要求

成孔方法

孑【底沉渣容许厚度／1111

落选钻成孔≤l∞

潜水钻成孔端承桩100，摩擦桩沉渣≤300冲击成孔

端承桩100，摩擦桩况渣≤300

1沉渣的定义

使用正反循环钻机进行泥浆护壁钻孔灌注桩施工时，被切削的岩土碎屑以及松散土层塌落的块体与泥浆混合在一起，沉淀于孔底部，虽经反循环清洗孔底，但仍未能全部清除而残落在孔底部的物质，即为沉

渣。

2沉渣的压浆处理

当桩底沉渣厚度较大时，桩端阻力受沉渣强度控制。由于桩端强度的降低，桩端阻力最大损失可达80％以上，沉渣厚度对超长桩上部桩侧土层摩阻力发挥影响较小，但桩身下部桩侧土层摩阻力损失而降低，沉渣越厚，该部分侧阻损失越大，最大损失可达700／o以上。因此如何解决桩端虚±及桩身泥皮过厚的问题成为钻孔灌注桩提高单桩承载

力的关键。

压浆法是利用压力将能固化的浆液通过钻孔注入岩土孔隙或建筑物的裂隙中，使其物理力学性能改善的—种方法。

21压浆原理

通常后压浆桩的注浆压力比较低，注浆压力随着浆流遇到的阻力增大而增大，浆液注^后为流动状态。根据地质条件、注浆压力、浆液对土体的作用机理、浆液的运动形式和替代方式，将灌注桩后压浆技术可以分为兰种：

1)渗透压浆。所谓渗透压浆是指在压浆压力作用下，浆液克服各种阻力而渗^土体的孔隙和裂隙中，在压浆过程中，地层结构不受扰动和破坏的注浆形武。

2)压密压浆。根据美国土木工程师协会压浆委员会所讲的定义，压密压浆就是压浆塌落度小于25mm的压浆。国内所谓的压密压浆与上述定义有较大的差别，亦即按浆液在土体上的流动特征，凡是能对土体产生压密效应的压降皆可称为压密压浆。事实上，国内的压密压浆将液体多为速凝型浆液或水泥稠浆。一般而言，压密压浆固结体在土体中呈似球体或块体状分布。

3)劈裂压降。浆液由压浆泵加压后通过连管进^压浆管内，再通过压降管聚集在压降孔口附近的地层中。当压力达到一定程度时(启裂压力值)，加压就沿地层的结构面而产生初始劈裂流动，此时，由于泵的供浆量小于该时的吃浆量，因此压力自动降落到供浆量与吃浆量平衡。续后的压浆使裂缝不断向外伸展，浆液在土层中形成条、脉、片、状固结体，从而达到增强地层压强、降低地层渗透性的目的。

22压浆提高桩基承栽力的作用机理

钻孔灌注桩压浆技术之所以能够提高钻孔灌注桩单桩承载力，其主要机理如下：

在灌注桩桩侧压浆以提高桩与土之间的表面摩擦力，提高灌注桩

2009年9月I下l

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承载力的机理是：在桩侵I压注水泥浆液，水泥浆液充填桩身与桩周土体

间的间隙，并清除泥皮的影响，使桩身与桩周土的胶结力得到提高，从

而提高桩侧摩阻力i在桩侧压注水泥浆液，在压浆泵的高压作用下，水泥浆液在桩侧处挤压密实或劈裂桩周土体，形成竹节状的浆泡或网状浆脉结石，具有竹节桩效应，提高桩侧摩阻力。

对钻孔桩的底部进行压浆，可以增强桩底土体的力学性质。桩底

压浆不但可提高眭侧摩阻力，而且可提高桩端承载力，主要反映在以下

几个方面：1)桩底处压注水泥浆液，水泥浆液与桩底沉渣相混合，形成水泥土，消除了桩底沉渣的影响：2)在桩底处压注水泥浆液，水泥浆液在压浆泵的高压作用下，充填由于离析而形成的“虚尖”、

“干渣

石”等，提高了桩尖混凝土强度：3)在桩底处压注水泥浆液，水泥浆液在压浆泵的高压作用下，不仅使桩底处的土体得到密实，而且可渗透

至桩底士体内或发生劈裂，提高眭底土体强度，又可以在桩底处形成一

个扩大头，增加桩底承压面积，提高钻孔灌注桩桩端承载力：不管桩端土性如何，注^桩端的浆液都会对植端茹冗渣进行加固，从而使沉渣厚度减小。同时，浆液会沿着桩端持力层的孔隙进行扩散和渗透，使桩端土层强度得到明显提高，从而提高桩端阻力。桩端浆液对桩端土体的加固可以通过化学胶凝作用、充填固绐作用、离子交换作用、加筋作用、固化作用等来完成。

23压浆技术功效的影响因素分析

23．1地层特征的影响

不同工程类别的土，其渗透系数不同，产生的后压浆作用机理也就不同。例如浆体能够直接以渗透方式进入的土层，仅包括中砂、粗

砂、砾石等：!，擞土层。由于该种渗透方式对浆材的扩散较为有利，可以

使浆材渗入土体后较均匀地生成结石体，增加灌注桩的桩径、桩长及桩端截面积等，因此较大幅度地提高桩的承载力。对于颗粒粒径比砾石更大的土层，如卵石、碎石土等，其密实度如果过小，会由于浆液渗透系数过大而产生流动，在这种土层中压浆，浆材的走向随机性较大，无法有数控制，因而不宜没作压浆土层。而对于细粒土，则不容易直接渗透到土层，注浆往往以劈裂、挤密、推排充填等方式注入。同时，由于土层中存在的如渗透系数的各向异性等各种不均匀的地质构造，也使浆液的渗透方式、加固范围等具有了很大的随机性，从而造成预估桩身承载

力的困范

232工艺参数的影响

工艺参数对注浆效果是有很大影响的。一般在浆液水灰比适宜的前提下，注浆压力越大，注浆量越多，桩的承载力也就提高得越多。但．

在实际工程中，还必须强剥桩身的安全和柏．土体系的影响，因为随着

桩端压力的增大，桩的上抬量也越大，而桩的E抬量过大会导致桩周土体的剪切破坏，使桩身摩擦力大幅度降低。水灰比对于渗透范围的影响

也是非常显著的，特另U是在使用较稀的浆液时，水灰比的较小变动也会导致压浆量、压浆时间的巨大变化。压裳管的布置位置的不同直接影响最终黝我的结石体的形状。因而，对不同的工程地质情况、不同的桩长和注浆形式，其注浆工艺参数也应有所不同，应进行合理选值和调整。

这同时也选成了对使用后压浆技术的灌注桩承载力预估的困难。

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