向军军

摘 要：随着我国经济的发展以及城市化进程的加快，各类工程的建设规模越来越大，对地基承载力的要求也越来越高。为了满足需求，多采用灌注桩基础，且要求其持力层是较为完成的岩石层。向钻孔灌注桩的桩身预留管道中压入水泥浆称为后压浆技术，该技术有效提升了单桩的承载力，降低了桩基沉降量。因此，钻孔灌注桩后压浆技术在地基基础加固方面得到了广泛青睐。基于此，本文将结合某工程，分析了后压浆施工原理以及技术的优势，对后压浆施工工艺进行分析，并分析施工过程中几种常见的情况，希望能够为业界提供参考。

关键词：钻孔灌注桩;后压浆法;地基加固;施工技术

钻孔灌注桩成桩的过程中很容易出现桩底沉渣、桩侧土体受干扰较大等情况，影响了单桩的承载力以及桩基沉降的效果。使用后压浆技术，可以对桩身外侧的泥皮、桩端的沉渣等进行有效固化，从而提升了单桩的承载力，避免桩基过度沉降，弥补并改善了原有灌注桩的弊端，对地基进行有效加固。因此，需要明确掌握后压浆施工的原理及技术优势，并掌握后压浆施工技术的工艺及要点，了解施工过程中可能出现的情况，这样才能够合理使用后压浆法来对地基进行加固，为整个建筑的穩定性提供保障。

1 工程概况

某高架桥快速通道，路段全长8.0km，共有桩基533根，在这些桩基中，1.5m桩径工470根，1.8m桩径共40根，2.0m桩径共12根，桩长30-70m。在本工程中，采用桩侧、桩端共同注浆的复合式后压浆技术来提升桩基础的稳固性，提高灌注桩的竖向承载力，消除了桩底的沉渣，同时也有效减少了沉降。在工程施工完成后，灌注桩以及桩底的土层粘结力得到了大幅度提升，节省了部分工程成本，并缩短了工期，且产生的加固和支撑效果较好。

2 后压浆施工原理及技术优势

2.1 后压浆施工原理

后压浆方法主要是利用气压、液压等方式通过注浆泵来将浆液诸如到灌注桩底部的地基土层中，并在土层中逐渐渗透到缝隙中，将不密实的土层挤压密实，排出土层裂缝中的空气、水分等，从而有效提升地基土层的坚固程度。后压浆施工技术可以分为压密灌浆、渗入性灌浆、劈裂灌浆、电动化学灌浆等。其中，压密灌浆主要是指在钻孔中灌入高浓度的浆液，注浆点的土体压实，此时注浆管附近会有浆泡形成，当形成一定大小的时候，会起到一定的上抬作用，将下沉的桩基向上抬起，达到合理的范围。该方式技术通常在软土地基中能够起到较好的效果。

渗入性灌浆主要是指当压力较小的情况下，浆液克服各种阻力进入到土体的空隙中，与土体的骨架发生固化反应，进而起到加固的效果。在此过程中，浆液基本上不会对土层的结构产生影响或是造成破坏。该方法通常在砂性土较常使用。

劈裂灌浆主要是指当注浆的压力较大的情况下，浆液的注入会对原来土体产生一定的破坏，导致其缝隙扩张进而形成新的裂缝。虽然形成了新的裂缝，但是可灌性也随之增强。在整个劈入的过程中，浆液会从土地强度较差的部分劈入，然后向强度较高的部分蔓延，整个过程形成了坚硬的混凝土骨架，从而达到加固的效果。

电动化学灌浆法主要是指将金属电极插在粘性土中，接通电源的时候土中会产生电渗、电泳以及离子交换等作用，降低通电区含水量的同时也促进灌浆通道的进一步形成。

除了电动化学灌浆之外，在注浆的过程中通常会同时产生劈裂、渗透以及压密的现象，不分主次。

2.2 后压浆技术优势

后压浆技术有着一定的优势，其主要适用于人工填土、砂土、粉土等地基中，其目的在于防渗、堵漏、加固、纠正建筑物倾斜、避免建筑物过度下沉等。在该技术应用的过程中，其优势主要表现在：沉渣在浆液的固化作用下转变为中低强度的混凝土，桩基表面的泥皮固化，有效提升了阻力。桩底以及桩侧是粗粒土的时候，水泥浆渗入过程中的胶结效应，能够显著提升整体强度。桩底以及桩侧是细粒土的时候，劈裂注入水泥浆会形成强度较高、刚度较高的网状加筋复合土，起到良好的加固作用。注浆后在桩底形成扩大头，桩基表面形成了紧固于桩体的厚水泥结石层，进而起到了较好的扩底扩径效果，提升了加固的效果。由此可见，无论使用哪种后压浆施工处理技术，都会起到良好的加固效果。

2.3 注浆材料优势

浆液配置的过程中，主要材料包括以下内容：对于粒状浆液（悬液）来说，可以分为不稳定粒状材料（包括水泥浆、水泥砂浆）和稳定粒状材料（包括粘土、水泥粘土）等。对于化学浆液（真溶液）来说，可以分为无机浆液（主要为硅酸盐）和有机浆液（包括环氧树脂、聚氨酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺等）。不同的材料有着不同的特点和优势，如：注浆过程中最为常见的材料是普通硅酸盐水泥形成的单液水泥浆，该类型的材料来源非常广泛，成本较低，施工工艺简单，具有较高的强度和较好的抗渗性能，在现如今乃至今后相当长的一段时间内依然会得到广泛应用。此外，水泥粘土浆也是钻孔灌注桩中常见的材料，具有成本较低、抗渗性较高、结石率较高、材料来源广泛且价格低廉、操作工艺简单、无污染等优点。水泥水玻璃浆液的价格较为低廉且来源丰富，结石率可以达到100%，抗压强度较高，无毒害，凝胶时间较短。环氧树脂浆液具有较高的强度、收缩性较小、化学性质较为稳定、粘结力较强等优点。

3 后压浆施工工艺要点

在地基加固的过程中，必须要掌握后压浆施工工艺，如图，这样才能够保证地基加固的合理性。

3.1 钻孔灌注桩压浆管的制作

在压浆管的制作过程中，需要根据灌注桩的孔深来制作相应长度的长节焊管、短节焊管，并且在焊管的两端进行车丝，控制好车丝的质量，并将其长度控制在5cm左右为宜，将车丝段缠绕几圈，通常为5圈，再用管钳将直筒安装好，避免压浆管道脱离或是密封性不高而导致水泥浆漏浆的情况出现。需要注意的是，如果存在滑丝现象或是不符合相关要求，那么就要将其切掉，重新进行车丝。当焊管质量和数量达到要求和相关标准的时候，需要与钢筋笼同时下到钻孔内，用丝扣连接注浆管，并保证下端射浆管进入持力层约为20cm。与此同时，为了保证注浆管能够顺利下入持力层中，在其下部的扁平状沉淀管应当要进行密封焊接，并采取相应的措施来避免注浆管堵塞。

3.2 钻孔灌注桩压浆管的安设

上述工程中的压浆管道安装主要采取两种方式，一种是桩底注浆，另一种是桩侧注浆。对于桩底注浆来说，其主要采用声测管来作为注浆管进行應用，在钢筋笼内侧绑扎声测管，并随着钢筋笼一同下入到钻孔底。对于桩径为1.5m的灌注桩来说，可以设置3根声测管使其呈现出等边三角形的状态;对于1.8m和2.0m的灌注桩来说，可以设置4根声测管使其呈现出十字交叉的状态。在通常情况下，声测管的直径以及壁厚需要满足实际需求，多数为钢管，保持顶端比地面高出50cm左右，并用堵头进行封死，避免泥浆进入到其中而产生负面影响。作为非注浆管的声测管来说，其底部应当用钢板封死，并将注浆喷头管（本工程使用的是柔性高压塑料管）绕灌注桩桩身进行环形跑步，选择合适的间隔，并在外面包裹透明胶布进行密封。

对于桩侧注浆来说，需要以桩长为标准来进行划分，≧45cm需要设置3道侧注浆阀，<45cm则设置2道侧注浆阀就可以，并保证位置合理。在本工程中，其位置排布如下：最下面的侧注浆阀距离桩底在12-18cm的范围内，最上面的侧注浆阀距离桩顶在8-15cm的范围内，同时保证每道注浆阀的竖向间距合理，并对应1根注浆管。

3.3 水泥浆的配制

水泥浆的配制对钻孔灌注桩的整体稳固性和承载力有着直接关系，通常要根据工程的实际需求来对其进行合理配比。在本工程中，注浆浆液为纯水泥浆，在进行水泥浆配比的过程中，按照水灰比为0.55-0.60进行有效控制，使用普通硅酸盐水泥，同时保证水泥的质量，不存在结块的情况。在水泥浆搅拌的过程中，合理控制搅拌的时间，通常不少于2min，搅拌完成后，将浆液通过3mm*3mm的过滤网进行过滤，将过滤后的浆液注入到贮浆筒内，同时不断搅拌，促使水泥浆液更加均匀，满足实际需求。

3.4 注浆压力的控制要求

在后压浆施工工艺中，对注浆的压力进行合理控制，一方面要满足设计的要求，另一方面也降低压力对注浆效果的负面影响。通常，桩侧和桩底的压力存在着部分差距，需要的压力范围之间也有着一定的区别，在桩侧的压力范围通常在2-2.5MPa，桩底的压力范围通常在2-4MPa，且当压力已经达到了设定值的时候，需持续一段时间，至少5min。在控制压力的过程中，除了考虑到压力和时间，还需要考虑到管理系统导致的压力损失，为有效面对这类问题，可以将注浆泵、注浆孔口之间的距离设置短一些，保证小于30m即可，同时避免弯折的情况产生。

3.5 泥浆压入

通常情况下，当注浆完成约5d开始压浆，其顺序通常是先对边缘进行压浆然后逐渐向中心部位进行压浆，并保持中心部位间隔压浆的基本原则。在注浆管的上部，需要安装压力表并事先压入适量清水，对注浆管进行适当的清洗，保持其内部干净，然后对水泥浆进行压浆作业。在此过程汇总，当注浆压力增加到初始压力3倍的时候，或是水泥浆用量为设计用量的80%以上的时候，必须要停止压浆工作。对于不同的地质条件，注浆的时间和压力设计也不尽相同，因此，必须要在注浆作业之前进行注浆试验来确定时间和压力。在压浆后，需要用清水来清洗注浆管，一方面是将其内部残留的浆液清洗掉，另一方面是通过注入的清水来判断水泥浆也是否已经充分压入到土体内。当水泥压浆作业完成后，需要对注浆管进行适当封堵，避免发生浆液扰动、浆液流失的情况。

3.6 后压浆施工中的注意事项

在后压浆施工的过程中，一些事项是必须要受到重视的。在注浆管加工的过程中，需要逐根检查管的质量，避免管子出现裂缝或是破损，同时也避免管子内部有杂物而影响了后续的注浆效果。在埋设的过程中，需要避免压浆管堵塞和损坏。在压浆作业之前，需要检查设备是否正常运转、检查水泥浆液的粘稠度、检查初凝和终凝时间等。在施工的过程中需要详细做好相关记录，包括注浆的时间、压力、以及注浆量等指标。

4 几种施工过程中常见的情况分析

在压浆施工的过程中，经常会出现一些情况，不同的情况代表着不同的问题，相关人员必须要对这些情况加以掌握，以便更加合理地进行后压浆施工，为地基基础加固提供保障。

4.1 压浆过程中几种常见的压力变化情况

第一，当压力逐渐上升但是达不到设计的压力值的时候，可能是由于浆液在土体中形成了脉状劈裂渗透的情况导致的，或者是由于浆液的浓度过低、胶凝时间过长、浆液溢出等情况导致的。第二，当压浆工作开始后，压力不上升反而开始下降，可能是浆液溢出导致的。第三，当压浆工作开始后，压力先上升然后突然下降，可能是浆液溢出或是浆液注入速度过快扰动了周围的土体而导致的。第四，当压力有规律上升且达到设计的压力值，压浆速度的变化没有明显变化，这说明压浆作业已经成功。第五，当压力上升一段时间后下降，然后又再度上升，且达到设计的压力值，这种情况也代表着注浆成功。

4.2 压浆施工中出现的各种问题

第一，如果喷头在任何压力下都无法打开，那么说明喷头已经损坏，不能够继续增加压力，需要采取其他管中补足压浆数量的方法来进行处理。第二，在压浆的过程中水泥浆经常会沿着桩侧冒出，此时需要用清水冲洗压浆管，并重新进行压浆等待水泥终凝固化。第三，如果在压浆的过程中出现了串孔的现象，可以采取分片开塞、分片注浆的方式来进行补救。第四，二次注浆的效果要更好，因此，在二次注浆的过程中可以适当提高浆液材料的水灰比，并保证注浆量的合理性，约为第一次桩的25%-30%。第五，注浆的效果通常会受到浆液浓度的影响，稀浆具备较好的流动性，因此，在注浆的过程中需要先进行稀浆的灌注，使其能够填满土层中较细的裂缝，然后再注入浓度较高的浆液，用以填充较大的裂缝，达到较好的加固效果。

4.3 注浆失败及其处理方式

在注浆的过程中，由于施工不当或是其他因素导致的注浆失败问题，需要采取正确的方式予以解决。对于桩侧注浆的失败，需要重新设置注浆孔，并进行重新注浆，并保证注浆量、注浆压力等超出设计值的30%-50%。对于桩端注浆失败的情况，可以使用抽芯法埋设注浆花管来进行浆液补充。

5 结语

综上所述，在本工程中使用钻孔灌注桩后压浆技术来进行地基的加固，有效提升了地基的稳固性和承载力。因此，在其他工程施工的过程中，也可以对其进行适当借鉴，相关人员必须要明确钻孔灌注桩后压浆技术的种类和技术优势，并明确材料的优势以及施工的要点，进而通过后压浆技术来对地基基础进行加固。同时，在使用该技术的过程中需要掌握施工过程中可能出现的各种情况，并采取适当的措施来解决各种问题，以此来提升后压浆技术的使用效果，为工程的质量提供保障。

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