孟加拉地区采用后压浆工艺提高基桩承载力的研究

孟加拉地区采用后压浆工艺提高基桩承载力的研究

黄玉辉丁伟李福来

河北建设勘察研究院有限公司河北石家庄050031

摘要：众所周知通过对灌注桩采用后压浆工艺进行处理可提高桩基承载力，后压浆工艺在国内已经得到成熟广泛的应用，海外建设项目若采取后压浆工艺对桩基承载力的提升能否达到理想状态。本文主要通过孟加拉国某新建燃煤电厂项目，通过现场试桩试验，检验后压浆施工效果及取得相关参数，为孟加拉地区采用后压浆工艺对提高基桩承载力的研究积累数据、提供借鉴经验。

关键词：孟加拉；后压浆；承载力

孟加拉国某新建燃煤电厂项目位于吉大港市孟加拉湾东岸。新建电厂的主要构筑物基础下部采用钻孔灌注桩进行施工，场址范围内的地层自上而下主要包括：①软/中软粉质粘土；②坚硬的粉质粘土层；③坚硬的粉质粘土层；④松散中密，粉砂；⑤密实粉砂层，持续到所有的勘探孔底。勘探孔深度均为60.00m。勘察结果柱状图如图1所示。

试桩区域选址在地层具有代表性的位置，并分普通灌注桩和灌注桩压浆两种桩型分两批进行施工、测试。两批试桩施工和测试期间采用的施工设备和检测仪器以及施工人员不变，每批试桩施工11根，桩径1000mm，桩长52m，桩端入持力层⑤密实粉砂层不小于2m，混凝土强度等级C40，其中3根试桩、8根锚桩。两批试桩的不同之处是第二批灌注桩完成后增加后压浆施工。

根据勘测地层情况，采用后压减工艺的每根试桩布置三道注浆管，一道为桩端注浆，两道为桩侧注浆，每道注浆管为2根和2根环管，分别沿桩身对称布置，注浆管长度根据注浆断面位置确定。两处桩侧注浆断

面位置分别为①软/中软粉质粘土层和④松散中密，粉砂层。两批试桩施工的桩位布置图详见图2。

图2试桩区桩位平面布置图

Fig.2LayoutofPileLocationinPileTestArea

后压浆施工工艺

2.1工艺流程

后注浆工艺流程：制作注浆头→连接、安装注浆管→浇筑桩身混凝土→注浆管开环→注浆（如图3所示）。注浆装置结构分为三部分：端头带丝扣接头（三通）、中部直管、注浆环管。

图3后压浆工艺流程简图

Fig.3Technologicalprocessdiagramofpost-grouting

2.2注浆管布置与规格

本工程为桩底、桩侧注浆，根据勘测地层情况，确定注浆需要布置三道注浆管，一道为桩端注浆，两道为桩侧注浆，每道注浆管为2根，分别沿桩身对称布置，注浆管长度根据注浆断面位置确定。两处桩侧注浆断面位置分别约为：绝对标高-19.5m和绝对标高-34.5m。

注浆管规格：注浆管采用内径为25mm的普通钢管，钢管壁厚不小于2.75mm。注浆管在钢筋笼制作时绑扎在钢筋笼上。

注浆环管：压浆环管采用1英寸（内径25mm，外径为33mm）的优质塑料管。压浆管连接接头选用直径1.25英寸的普通钢管（壁厚不低于2.0mm）。

注浆装置的制作：注浆管接头处采用直径1英寸管箍焊接连接，注浆管的所有连接接头应焊接牢固，无砂眼、漏焊，管底焊接三通，三通采用注浆管自行制作（如图4）。压浆环管绕钢筋笼一周后与三通连接，环管上设置十字交叉形的出浆口，出浆口直径为5~8mm，两组出浆孔的间距按10~20cm控制，并用胶带封口后再包裹透明胶带，然后在压浆环管外包裹橡胶袋保护，环管两端与三通双道铁丝绑扎连接。桩侧注浆环管与钢筋笼之间应有不少于1处的绑扎固定连接。

图4三通与环管固定

Fig.4Fixationofteeandringpipe

注浆管管口封堵与区分：注浆管用铁丝固定于钢筋笼上，并做标识以区分桩端和桩侧注浆管。注浆管管口用丝堵封住，防止异物堵塞压浆管。

2.3浆液配比及注浆量相关要求

浆液水灰比：0.45～0.65，水泥采用ASTMC150TypeII型水泥，相当于国内P.O42.5级。

注浆量：桩端不小于2t，桩侧每个断面处为1.0～1.2t。

注浆终止压力：桩侧2.5MPa，桩端3.5MPa，注浆流量不宜超过75L/min。

注浆顺序自上而下进行，先进行桩侧上部注浆，再进行桩侧下部注浆，最后再进行桩底注浆。

2.4注浆方法

注浆使用专用注浆泵，桩灌注完成12h后应及时“开环”，成桩48h后应及时压浆，按照自上而下的顺序逐个管依次进行。

注浆方法及注浆具体措施如下：

1）桩灌注完成12h后应及时“开环”，一般情况下开环压力为1～2MPa，用高压清水将压浆管打开，“开环"完成后将注浆管口封闭，防止异物掉入管内；

2）成桩48h后应及时压浆，按照自上而下的顺序逐个管依次进行；

3）当某管压力达到设计最大值而压浆量达不到设计值时，可暂停压浆5～10min，当压力减小后再进行压浆，如果压浆量仍达不到设计要求，停止压浆，将剩余浆液注入另一压浆管。注浆量：桩端不小于2t，桩侧每个断面处为1.0～1.2t。

试验结果分析

两批试桩完成后按照《ASTMD1143-07“StandardTestMethodsforDeepFoundationsUnderStaticAxialCompressiveLoad”》深基础竖向静载标准试验方法；和《ASTMD4945-00“StandardTestMethodforHigh-StrainDynamicTestingofPiles”》深基础高应变动力测试标准试验方法；分别对三根试桩的承载力进行试验，测试结果如下：

1）普通灌注桩最大加载量：8800kN，最大位移量：127.44mm，最大回弹量：10.62mm，最大回弹率：8.38%。图5为普通灌注桩静载试验曲线图。

图6后压浆灌注桩静载试验曲线图

Fig.6StaticLoadTestCurveofpilePost-grouting

结语

1）普通灌注桩单桩竖向抗压允许承载力范围值为2886～3695kN，平均值为3203kN，极差/均值为25.3%，结果离散性在可接受的范围内（极差/均值在30%以内），该组桩型试桩单桩允许承载力可取均值3203kN。

2）后压浆灌注桩单桩竖向抗压允许承载力范围值为5400～5400kN，平均值为5400kN，极差/均值为0%，结果离散性在可接受的范围内（极差/均值在30%以内），该组桩型试桩单桩允许承载力可取均值5400kN。

3）通过本次试桩的测试结果表明，孟加拉吉大港南部沿海地区，海相沉积地层通过采用后压浆工艺，对单桩桩竖向抗压允许承力由3203KN可提高至5400KN，提高比例可高达68%。后压浆工艺对提高钻孔灌注桩基桩承载力和控制沉降有显著的作用。并且与常规钻孔灌注桩施工工艺相比，采取后压浆施工工艺具有降低施工难度、节省工期和造价的优点，值得我们去推广使用。

参考文献：

[1]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）.

[2]《ASTMD1143-07“StandardTestMethodsforDeepFoundationsUnderStaticAxialCompressiveLoad”》深基础竖向静载标准试验方法

[3]《ASTMD4945-00“StandardTestMethodforHigh-StrainDynamicTestingofPiles”》深基础高应变动力测试标准试验方法.

[4]《ACI543R-Design，Manufacture，andInstallationofConcretePiles》混凝土桩设计、制造、安装.

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