桩基后压浆技术在桥梁施工中的应用

桩基后压浆技术在桥梁施工中的应用
摘要：随着我国铁路、高速公路的快速发展，桥梁特别是特大型桥梁形式应用较为普遍。

在施工中，压浆加固技术由于技术成熟，施工简便等原因常常采用，以在必要时对桩基础进行加固或补强。

本文分析了不同压浆形式对压浆效果的影响，并对某工程项目实验进行了研究，以其在铁路、公路的桥梁建设中进一步推广。

关键词：桩基后压浆技术桥梁施工应用
引言：后压浆技术及机理概述
1.1概述
后压浆技术是近年来发展起来的一种主要用于增强地基基础承载力的工程技术，其主要方法是在灌注桩成桩过程中，先将注浆管预设于桩体，通过高压泵将水泥浆灌入桩体内，通过水泥浆的填充、压密、劈裂、固结，提高桩基的端承载力和侧面摩擦力，从而增强桩基的整体强度。

近来年，随着我国经济建设的迅猛发展，特别是高速公路、高速铁路的大规模建设，对于广泛采用的桥梁基础也提出了更高的要求，这样才能保证桥梁结构具有更好的稳定性、更高的平整度。

在铁路、公路经过的一些地区，地质条件相对复杂，如地貌属于山前冲积平原单元，地质在穿过粘土层后，是一层较厚的碎石层，象这样的工程地质条件如果使用传统的桩工艺，则必须加大加深基坑开挖，其工程造价、工期都会受到影响。

在工程实践中，对于目前的桥梁特别是高架桥，较多地采用了灌注桩基础形式。

由于桥梁结构形式需要，桩的长度与桩径都比较大，在整个工程中，桩的工程量占了较大比重，因此桩基的造价在整个工程造价中占的比重很大，从工程造价控制与施工效率的角度，目前在桥梁建设中广泛地采用了后压浆技术。

1.2机理
在桩基孔桩施工中，无论如何成孔或清孔，孔中无疑存在着渣滓或杂物，或者在灌注时，由于导管距孔底存在落差，这样导致前期灌入的砼在孔底部（也就是桩的顶端）出现离析现象，出现“虚尖”，使桩端存在薄弱环节。

这两方面的原因使得桩的承载力会降低。

后压浆技术是与灌注桩工程配套进行的。

具体施工时，先将桩基成桩前，将钢筋配笼、灌注管路、设备等连接于桩孔中，然后对混凝土进行浇筑施工，成桩后一段时间后进行压浆。

灌浆可以增强桩体本身的密实度，消除桩端的疏松与虚空，同时水泥浆还不断向桩体与桩孔侧面不断渗透，增大桩端、桩侧土层的压力；另一方面，压浆会破坏灌注时桩体与孔壁之间的泥皮与间隙，对灌注桩的泥皮以及沉渣进行固化，提高桩与持力层的粘结力，增大孔壁的坚实性，增强桩与孔之间的侧压力，也就是适当增强了桩径，修补了桩身可能存在的缺陷，增强了侧向摩擦力。

因此，在桥梁桩基础施工中，压浆法主要就是对
桩基底端及侧面进行加固，以增强桩基与桩侧的承载力，确保桩基的实际承载力能够达到或超过设计要求。

此外，通过后压浆的实施，还可以较好地减少或避免桩基施工前后可能出现的不均匀沉降，减少工程建设过程中的截面钢筋的使用量。

后压浆技术及施工工艺
2.1埋设压浆管
压浆管需要在灌注桩施工的同时进行埋设。

在灌注桩笼成型时，将合适的注浆管（一般选用ф25的黑铁管或声测管作为注浆管），绑扎在桩的钢筋笼内侧，根据桩径设置合适的注浆管数量，并在截面外缘上平均分布。

灌注桩施工时，将钢筋笼连同注浆管同时沉入桩孔，为便于保护，注浆管上端需高出桩顶约50mm，但不得露出地面。

注浆管在最下部20cm制作成压浆喷头（花管），在顶端使用三通等连接二根注浆主管，其中一根用胶布包裹密封作为备用注浆管。

管道埋设完后，应通过清水灌注试验看是否通畅。

2.2制备水泥浆
制备水泥浆应先制备试验浆液。

选用合格的水泥，一般选择p.o.42.5普通硅酸盐水泥，按一定的水灰比（一般选择0.5-0.6），制备水泥浆时，可加入适量的减水剂。

搅拌时先在搅拌机中加水，然后逐步添加水泥浆，然后边搅拌边添加水泥，同时根据水灰比再添加适量的水。

搅拌完成后，应使用3×3mm的金属滤网过滤后方可灌注，以防堵塞注浆泵与注浆管道。

2.3注浆控制
注浆宜在桩身混凝土具一定强度后进行,工程实践中一般在混凝土桩基灌注完成3～7d天时进行。

灌注时，通过两根注浆管交替进行。

注浆量应按照工程实际参数，根据《建筑桩基技术规范》和《公路与桥涵工程地基基础设计规范》进行计算确定。

注浆应满足设计需要的压力和持续时间要求，对桩底、桩侧的压力应视计算结果考虑注浆压力。

压力达到设计值后持荷时间不应小于5min。

注浆流量一般应控制在70L／min。

为保证注浆效果，应保证注浆泵的额定压力与流量下限不得低于计算出的最低值。

2.4结束压浆
除压浆过程中随时注意工作状态外，在压浆结束后，也需要对各项参数进行检查，并综合分析，视情况考虑是否后续压浆。

注浆完成后,应马上用清水将搅拌机、管道及注浆泵等冲洗干净。

工程实践及分析
3.1工程概况
某高速公路桥梁标段，项目所在地的地质条件主要是软土或松软土等不良地质。

根据施工环境与地质条件判断，决定采用灌注桩后压浆技术增强桩基承载力。

后压浆方案分别采用桩侧、桩端压浆和桩侧桩端联合压浆。

为了对桩基注浆加固前后的桩基注浆加固前后承台墩身沉降规律和桩基注浆加固后桩间土承担荷载进行研究，所以分别在桩身钢筋笼上布设了钢筋计，在承台桩间土和桩顶布设了压力测试盒。

3.2测试结果及分析
未注浆的桩基，其总沉降量平均值3.1mm，桩侧注浆的，总沉降量平均值为2.66，沉降减小率为16.46%，桩端注浆，沉降量为2.45，沉降减小率为26.35%，而联合注浆的，分别为2.31和34.01%。

这充分说明了压浆对于桩基对减少沉降的作用。

可以发现对于控制群桩基础的沉降，联合注浆效果最佳，桩端注浆效果较好，桩侧注浆效果稍差。

结论
4.1从试验结果看，将桩长适当地减小，仍可将基础沉降控制在一个较小的值。

为降低基础沉降，桩底+桩侧的压浆效果最好，其他几种注浆方式也能取得良好效果。

4.2通过压浆可减小桩基础的沉降量。

对本工程来说，桩底压浆和桩底+桩侧压浆可使桩基础的沉降降低20%左右，而桩侧压浆可使沉降降低5%左右，因此桩底压浆效果显著好于桩侧压浆。

4.3后压浆技术可以较好地提高单桩承载力，减少沉降，一定程度上节约了建设资金，提高工程效率，对于桥梁建设具有较好的实践作用与广阔的应用前景。

参考文献：
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