林章
广州珠江工程建设监理有限公司 广东广州 510000
摘要：本文主要针对桥梁灌注桩后压浆施工质量控制展开了探讨，通过结合蕉门河中心区双桥项目实例，简要介绍了工艺原理，并对施工质量的控制要点和常见问题的处理方法作了详细阐述，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词：桥梁工程；灌注桩；桩后压浆；质量控制
随着桥梁跨径进一步加大，桩长、桩径向更长的方向发展，不仅增加了工程造价和施工难度，对提高钻孔灌注桩承载力以及单位体积混凝土承载力都提出了更高的要求。在桥梁工程施工中经常出现断桩、缩颈、塌孔、暴筋等问题，如果解决不当将会给桥梁工程施工带来极其恶劣的影响，因此，我们必须要做好灌注桩后压浆的施工，以保障桥梁工程施工质量。基于此，本文就桥梁灌注桩后压浆施工质量控制进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
1 工程概况
蕉门河中心区双桥项目位于广州市南沙区蕉门河中心区，车行桥西连南府路，跨越蕉门河后，东接金岭一横路。设计起点为滨水大道与南府路交叉口以西40米处，设计终点为海滨路与金岭一横路交叉口以东119米，桩号K0+440。工程包括滨水大道与南府路交叉口及西侧引道，车行桥，海滨路与金岭一横路交叉口及东侧引道。路线全长480米，起点桩号K0-040，终点桩号K0+440，其中桥梁长231米，接线道路长249米。钻孔桩均为水下C35商品混凝土，采用泥浆护壁旋挖钻机成孔施工工艺施工。设计要求对主墩和边墩钻孔灌注桩进行桩端后压浆。钻孔桩均为水下C35商品混凝土，采用泥浆护壁旋挖钻机成孔施工工艺施工。设计要求对主墩和边墩钻孔灌注桩进行桩端后压浆。
2 工艺原理
钻孔灌注桩桩端后压浆技术是指灌注桩成桩且桩身达到一定强度后，通过预埋的压浆管路和压浆装置，利用高压压浆泵向桩端地层压注以水泥为主剂的浆液。视浆液性状、地层特性和注浆参数等不同条件，压力浆液对桩端土层、桩端虚土及桩端附近的桩周土层，能起到渗透、填充、置换、劈裂、压密及固结或多种形式的组合作用。通过改变土体的物理力学性能及桩土间的边界条件，达到消除虚土隐患、提高桩端土及部分桩周土阻力从而提高桩的承载力、减少沉降量的目的。
后压浆按压浆工艺分为闭式压浆和开式压浆；按压浆循环方式分为单向压浆和循环压浆；按压浆部位分为桩侧压浆、桩端压浆和桩侧桩端压浆；按压浆管埋设方法分为桩身预埋压浆管压浆和钻孔预埋压浆。本工程采用桩身预埋压浆管进行开式单向桩端压浆。
3 提高承载力的机理
桩端压浆提高桩基承载力的机理不是单一的，而是诸多方面共同作用的结果。
3.1 减少桩底沉渣厚度，加固桩端持力层
不管桩端土性如何，注入的浆液与桩端沉渣混合固化，凝结成一个强度高、化学性能稳定的结石体，以减少沉渣厚度。同时，浆液会沿着桩端持力层的孔隙扩散和渗透，使桩端土层强度得到明显提高，从而提高桩端阻力。
3.2 改善桩—土界面特征
在桩端压浆过程中，桩端以上一定高度内的泥皮、桩身与桩周土层会在一定宽度范围内得到加固。浆液固结后土体参与了桩的承载，提高了桩侧阻力。
3.3 减少桩基沉降变形
在压浆压力的作用下，桩端土层得到挤压密实，使桩端压缩变形部分在施工期内提前完成，减少了日后使用期的竖向压缩变形。
4 工艺流程
灌注桩钢筋笼制作→压浆管制作安装→第1次清孔→钢筋笼下放→第2次清孔→灌注桩体混凝土→桩体混凝土灌注后8h～12h采用清水开塞→桩体混凝土龄期达15d进行超声波桩身完整性检测→压浆设备检查→桩端压浆→注浆20d后进行自平衡桩承载力检测→交工验收。
5 技术参数
（1）水泥。选用42.5级普通硅酸盐水泥。水泥的细度符合要求；水泥必须新鲜，确保无结块。
（2）浆液。①水灰比一般不宜过大或过小。过大会造成压浆困难，过小则在压力作用下会使水泥浆形成离析。水灰比的大小应根据土层类别、土的密实度、土的饱和度和渗透性等因素确定。本工程采用0.6～0.8。②初凝时间为4h～6h，则流动性好、泌水小。
水泥浆液配制的工艺参数可在施工过程中根据注浆情况进行优化。以顺利压浆、确保注浆量为控制依据，对搅拌、过滤及输浆距离进行调整。
（3）压浆量。单桩压浆量是指单桩压浆的水泥用量，主要考虑桩径、桩长、桩端桩侧土层的性质、单桩承载力增幅等因素来确定。可按公式Gc=∝p×d计算。式中：∝p为压浆系数，针对不同的土层取相应值；d为桩径。本工程设计单桩压浆水泥用量为3.5t。
（4）持荷时间为5min。
（5）压浆流量。规范要求压浆流量不宜超过75L/min。本工程控制在50L/min。
（6）压浆压力。压浆压力可按公式P=（2～4）P0计算。式中P0为桩底静水压力。经计算，本工程压浆压力控制在2MPa～4MPa。
6 质量控制的要点
6.1 压浆管的制作和安放
6.1.1 压浆管的制作
本工程设计要求沿桩截面均匀布置4根φ60×4mm声测管兼作压浆管。监理应注意检查压浆管的规格、壁厚、数量、接头、布置位置及长度等是否符合设计要求。压浆管最下端一节下口封闭。在最下部20cm处制作成压浆喷头（俗称花管），在该部分采用钻头沿管断面圆周均匀钻出4列压浆孔作为压浆喷头，每列4个孔；计16个孔。孔径5mm，孔距50mm，距离压浆管端部30mm。压浆孔用图钉封堵，外面套上同直径的自行车内胎并在两端用防水胶带封严。这样，压浆喷头就形成了一个简易的单向装置。当压浆时，压浆管中压力将车胎迸裂、图钉弹出，水泥浆通过压浆孔进入土层；而混凝土灌注时，该装置能保证压浆管不会被混凝土浆堵塞。压浆管钻孔完毕，应将管内铁屑清理干净，以免堵塞注浆孔。压浆管应用U形环固定在钢筋笼主筋内侧。监理应要求施工单位采用φ10钢筋制作成S钩，一端钩在加强箍上，另一端钩在声测管孔内，以防钢筋笼吊放时压浆管掉入桩孔内。
6.1.2 压浆管的安放
本工程设计的桩长较长，达85m，孔深更是达到100m（桩底至作业平台）；压浆管接头较多，每根压浆管有4个接头，每根桩有16个接头。压浆管路连接时如何保证压浆管不渗漏，是压浆工作能否成功的关键。因此，监理应对压浆管的安放进行旁站监理，尤其要注意对压浆管接头连接质量的控制。
6.2 压浆设备的选用
本工程压浆泵选用ZBY60/10-15型液压注浆泵。额定工作压力0～10MPa，额定流量0～60L/min，配备相应的压力表等计量仪表。压力表在使用前必须经有资质的单位校验合格。水泥浆搅拌机选用ZJ-400搅拌机，公称容量400L，搅拌机浆液出口设置水泥浆滤网，避免水泥团进入贮浆筒后吸入注浆导管内而造成堵管或爆管事件。平台上高压注浆泵与注浆管之间采用输浆软管连接。输浆软管选用能承受2倍以上最大注浆压力的高压胶管；输浆软管与注浆管连接处设卸压阀，以便压浆结束时减压卸除输浆软管。正式压浆前，监理应组织检查压浆泵的压力表、阀门、管线等的完好状态并进行试运行。
6.3 泥浆的配置和管理
（1）浆液要求。要求水泥浆浆液的粘度低、渗透力强、流动性好，易控制凝固时间；浆液凝固体积不收缩，浆液稳定性好，不离析、不沉淀。
（2）浆液组成。浆液由水、水泥、外加剂等组成；级配材料的选择、比例等通过级配试验确定。本工程设计要求掺入微膨胀剂以保证浆液凝固体积不收缩。
（3）严格控制水泥等原材料的质量。水泥应新鲜无结块，并按规范规定的频次见证取样检测合格后方可使用。检查水泥浆的制配，必须严格按配比进行配料，不得随意更改；水泥浆应搅拌充分、均匀，搅拌时间2min～5min，浆液经双层滤网过滤后进入储浆桶。
（4）超过初凝时间的水泥浆不得使用。严禁边加水边加水泥、边放浆。
6.4 压浆管的压水开塞
压水试验的情况是选择压浆工艺参数的重要依据之一。在正式压浆前应保持压浆管内注满水。监理应及时督促施工方进行压水开塞并且旁站见证压水开塞的全过程，详细记录压水开塞的桩号、压浆管编号、注水压力、压水时间及是否开塞成功等（详见表1）。应要求施工方注意控制好水压；压浆管冒水疏通后即停止注水，防止影响桩身质量。另外，对成孔检测或混凝土浇筑中发现存在扩孔情况的桩，可适当提前压水疏通，防止发生堵管。
表1 钻孔灌注桩后压浆管路安装记录表
6.5 压浆时间和顺序
桩体混凝土浇完15d后，进行超声波桩身完整性检测。检测合格后即可进行桩端后压浆施工。压浆的施工顺序与钻孔桩的施工顺序一样。
6.6 压浆施工
（1）压浆作业开始前，应进行压浆试验，优化并最终确定压浆工艺参数。
（2）确保最佳压浆量是确保承载力增幅达到要求的重要因素。过量压浆会增加不必要的消耗，应通过试压浆确定。当注浆量等主要参数达不到设计值时，应根据具体情况采取相应措施。
（3）压浆施工过程中，应经常对压浆的各项工艺参数进行检查；发现异常应采取相应处理措施。
（4）当临近桩位正在钻孔时，不得进行桩端压浆施工，以防浆液穿孔。
（5）在压浆10m范围内不得进行其他钻孔桩的施工，以免窜浆影响压浆效果。
（6）压浆时应控制渗入，确保慢速、低压、低流量，以让水泥浆自然渗入土层。
（7）压浆时每根桩应一次性完成压浆。同一根桩中的全部压浆管应依次等量压入水泥浆，相邻两根压浆管的压浆时间不应超过12h。
（8）桩端压浆终止的标准。在达不到预先设定的压浆量但达到了一定的压力时，就要停止压浆。
（9）完成压浆后应均匀减压，防止压力浆倒流堵塞压浆孔。阀门封闭的时间应不少于40min再卸阀门，最后将压浆管口封堵。
（10）监理应对压浆施工过程进行全过程旁站监理，并制作钻孔灌注桩后压浆记录表，详细记录压浆的桩号、压浆起止时间、压浆力、水泥用量及浆液配比等（详见表2）。
表2 钻孔灌注桩后压浆记录表
7 资料整理
后压浆施工完成后，应提供：水泥质保书、复试报告，压力表的检定证书，试注浆记录，设计工艺参数，压浆管路安装记录，压水开塞施工记录，后压浆施工记录，异常情况处理记录，桩基承载力检测报告等资料。
8 压浆施工常见问题的处理
8.1 压浆管连接错位
压浆管安装时，钢筋笼应逐节编号。每节之间均应选1根压浆管和1根主筋，在其接头端部用白漆做明标记，保证按次序对应连接和位置正确。
8.2 钢筋笼入孔时压浆管掉入孔内
压浆管在钢筋笼内侧用U形环（间隔2m布置）固定在加强箍上。用φ10钢筋制作成S钩，一端钩在加强箍上，另一端钩在声测管下口，避免声测管掉入桩孔内。
8.3 压浆管接头漏水
压浆管采用机械直螺纹套筒连接。连接完毕后套筒外侧缠防水胶带，接头处应拧紧；无法拧紧时应查明原因按规定处理。不得直接采用焊接，防止焊穿压浆管而存在孔洞，灌注混凝土时因水泥砂浆进入压浆管将其堵塞，造成无法压浆。
9 结语
综上所述，后压浆作为灌注桩施工中的一种有效技术，可减少桩底的沉渣和桩周泥皮对桩基的不利影响，大幅度提高桩基承载力，因而在桥梁工程中得到了广泛的应用。为了保障工程以及灌注桩的施工质量，我们就需要采取有效的措施做好后压浆技术的应用，并控制好施工质量，以确保后压浆的效果和工程的质量。
参考文献：
[1]张利.浅谈公路桥梁灌注桩后压浆施工技术[J].中国新技术新产品.2014（15）.
[2]鲍文国、柯燕尘.钻孔灌注桩后压浆施工工艺浅析[J].中小企业管理与科技（下旬刊）.2011（08）.
论文作者:林章
论文发表刊物:《基层建设》2015年13期供稿
论文发表时间:2015/12/21
标签：浆液论文; 钻孔论文; 水泥浆论文; 承载力论文; 土层论文; 水泥论文; 混凝土论文; 《基层建设》2015年13期供稿论文;