概述灌注桩后压浆技术(国际通用名的英语为External grouting.我国习惯用Post-grouting)是土体加固技术与桩工技术的有机结合。分为桩身后注浆(shaft grouting)与桩端后压浆(base grouting)。要点是在桩身砼达到予定强度后,用注浆泵将水泥浆或水泥与其它材料的混合浆液,通过予置于桩身中的管路压入桩周或桩端土层中,桩周(身)压浆会使桩土间界面的几何和力学条件得以改善,桩端压浆将使桩底沉渣、施工桩孔时桩端受到扰动的持力层得到有效的加固或压密,进而提高桩的承载能力。
65=i`!f 1. 分类 1.1 桩端后注浆施工工艺分类目前可归纳为两大类。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。简称桩底封闭式后注浆法(见图A.10 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A10 b)。
a)封闭式柔性胶腔结构示 b)开式注浆管示意
图A.10 桩端后压浆示意
1.2 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A.11)和沿钢筋笼环向设置两类。
图A.11 桩侧后压浆示意
2. 后压浆技术发展进程史 D.A Bruce指出,桩端压力注浆桩自1961年在修建Maracaibo大桥桩基中首次应用以来,得到了广泛的应用。(参阅①)之后,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,大多用有柔性腔封闭式工法。我国孔德华1992年提出并获得实用新型专利(ZL922026246)封闭式后注浆工法,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得到较为广泛的应用。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首次开发的,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、锦州地区得到推广。国外W.G.KFleming(1993)指导了用U形注浆管形式的开式后注浆工法。形式示意图见图A.10.b。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)作为对桩底一定范围的土体相应的加固,但其缺陷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,即使设置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(Execution of special geotechnical wonk-Bored piles prEN 15861997年1月)附图A.11示出供参考。从注浆技术的要求考虑,如果土体注浆工法需满足定向、定域与定量“三定”要求,即注浆机理要明确,是渗入充填注浆、压密胶结注浆还是劈裂注浆,浆液流动方向及注浆域可控,注入量在予计量±20%为好。按照上述要求,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 3.1 注浆压力对有容器封闭式后注浆工法,它是按照渗入充填~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份被挤走为宜。此时,胶腔体的强度是能够满足不致胀破。