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摘要：为了减小新旧桥梁桩基基础沉降差异对桥梁造成的影响，本文采用桩底后压浆技术对新建桥梁钻孔灌注桩进行处理，通过对加固后的钻孔灌注桩周围的土体进行取样可知，桩底后压浆技术可以有效提高钻孔灌注桩周围土体的摩阻力，提高桩的承载力，减小新旧桥梁基础沉降差，该技术可以应用到其他公路改扩建工程之中。
关键词：高速公路；改扩建；钻孔灌注桩；桩底压浆；沉降差
1前言
利用原有道路拓宽改建为高等级道路,提高原有道路桥梁的荷载等级和使用功能,节约工程投资,是旧路改建工程通常采用的有效途径。但是，由于梁桥梁拓宽后，新旧桥的不均匀沉降会导致桥面出现开裂等严重问题，影响到行车的平顺和行车安全。
如何能减小桩基沉降量，提高桩基础的承载能力成为了国内外专家学者研究的重要问题。桩底后压浆技术是一种有效提高桩基承载力的方法，吴全友等曾做过海上大直径桩基础的后压浆试验[1-2]，陈应陶曾在高架桥的桩基方面做过研究[3]，吴汉斌等曾在孟加拉国的帕克西桥中应用桩底压浆技术用于提高桩基承载力，通过大量理论分析和试验研究，取得了一定的研究成果[4]。
但是，采用桩底压浆技术用于减小桩基的沉降在文献中还不多见，本文以高速公路为工程研究背景，对桩底压浆在减小新旧桥梁基础差异沉降控制技术进行了研究，取得了一定的研究成果，可以为后续工程提供借鉴。
2工程概况
为了使试验有代表性，该试验桩和工程桩相同，其中桩径为100㎝，桩长为42m，混凝土强度等级为C30。桩底压浆工作在桩身混凝土养护至少7天后进行。每根桩的压浆量设计值为3.5m3，实际注浆量根据现场情况最后确定。本工程场地的土层地质划分见表1。
表1 地层岩性特征一览表
3.2材料要求
（1）浆液由水、水泥、膨润土、减水剂等组成，水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级42.5（2）重度：17~18KN/m3（3）水灰比：0.5~0.6（4）膨润土：5%，减水剂：1%（5）初凝：3~5小时，流动性好，泌水小。（6）强度：7d抗压强度不小于10Mpa。
浆液中加入减水剂可以增加水泥浆流动性，有利于水泥浆沿桩侧壁上返，这样桩底后压浆可以同时起到桩底和桩侧同时压浆的效果，有利于提高桩的承载力和减少桩基础沉降[5]。
4施工工艺
4.1 声测管的布置方式
每根灌注桩预埋3根φ60×4mm声测管，做完超声波检测后声测管作为压浆管使用，压浆管布置原则为保证压浆的均匀性和便于安装和保护，根据上述原则，压浆管均沿钢筋笼布置，并绑扎在钢筋笼内侧。压浆管具体布置方式如图1所示。
4.3施工工艺流程
第一阶段：疏通管道。混凝土灌注24~48小时后，用压力水从压浆管中压入，一般在2~5MP时橡胶管裂开。当压入水的压力突然下降，表明套管已裂开并释放压力。此时减小进水压力，以防止高压回流夹带杂质堵塞压浆孔。当管内仍存在压力水时，不能打开闸阀，以防止水射出伤人。如果压力达到10MPa以上，仍然打不开压浆喷头，说明喷头部位已经损坏，不要强行增加压力，只可在另一根管中补足压浆数量。
第二阶段：压浆。当钻孔灌注桩的水下混凝土龄期达到7d后，桩身超声波检测完成后，开始对每根管道进行注浆。按每次的注浆量通过压浆管依次压注，进浆口压入混合水泥浆，完成一次压浆后，应均匀减压，防止压力浆倒流堵塞注浆孔。凡达到以下二者中任一标准时，则表示本桩压浆可全部结束。
（1）总压浆量达到设计值的80%，且压浆压力达到设计压浆压力150%，维持5min以上。
（2）总压浆量达到设计值的80%，且桩顶或地面出现明显的上抬（＞1mm）。
终止压浆总的控制原则是以压浆量为主，压力控制为辅。若水泥浆液是在其他桩或地面冒出，说明桩底已经饱和，可以停止压浆；若从本桩侧壁冒浆，压浆量也满足或接近了设计要求，可以停止压浆；若从本桩侧壁冒浆且压浆量很少，可将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净，等到第2天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时，再重新压浆。
5压浆效果检查
为了验证试验效果，分别在试验桩周围钻芯取样进行研究，测试点以桩中心为圆心，分别距桩边10cm、15cm、20cm，每个测点都分别进行47m、49m、50m这3种深度的测试。测点布置情况如图3所示。
图3 测点布置情况图
通过对土样进行分析可知，在勘探深度及附近范围内未明显探测到后压浆浆体实物，对钻孔灌注桩桩底周围进行了原位标准贯入测试及室内试验分析。
测试结果显示，灌注桩底附近粘土层标准贯入击数介于20~24击；该土层含水量约为26.5%，孔隙比约为0.742，塑性指数Ip约为17.2，液性指数IL约为0.38，为可塑偏硬状态，压缩系数Av(1-2)约为0.240Mpa-1，压缩模量Es(1-2)约为7.32Mpa，属中压缩性土，直剪固结快前强度指标C 约为36.3Kpa，约为16.0。
由此可知，本次桩底后压浆浆体大都存于桩底和桩周围，浆液渗漏量极小，压浆效果明显，对于提高桩底土体的密实程度和桩侧和土体的摩阻力有效果，但是，如果要验证采用该方法对桩体整体承载力的提高程度，需要通过桩基静载试验来进一步验证。
6结论
通过钻孔取样可知，采用该方法进行桩底后压浆，可以保证压浆施工的工程质量。通过对钻孔灌注桩进行桩底压浆，可以有效提高土体的密实程度，提高桩基承载力，能大大减小新旧桥梁桩基之间的沉降差。采用钻孔取样来判断钻孔灌注桩桩底压浆的效果的方法简单、可靠、费用较低。该方法可以应用到其他高速公路的改扩建工程中。但是，如果要验证采用该方法对桩体整体承载力的提高程度，需要通过桩基静载试验来进一步验证。
参考文献
[1]吴全友.海上大直径钻孔桩桩底压浆关键技术分析[J].公路.2006(7),77-81
[2]罗超云,彭修权.超长大直径钻孔灌注桩桩底压浆施工[J].公路.2006(6),214-216
[3]陈应陶.新渭南高架车站桥梁钻孔灌注桩后压浆技术[J].桥梁建设.2008(4),78-81
[4]吴汉斌,黄支金.桩底压浆技术在帕克西桥中的应用[J].世界桥梁.2003(4),10-13
[5]津滨高速公路改扩建工程桥梁钻孔灌注桩桩底后压浆施工技术指南.天津市市政工程研究院.2009,3-10
论文作者:李茂奇1,王妮娜2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/11
标签：钻孔论文; 桩基论文; 桥梁论文; 承载力论文; 压力论文; 约为论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2018年第24期论文;