２０１３年第７期 西部探矿工程 ２５ 地基加固中压力灌浆微型桩的设计及施工应用 范胜光 （广东省地质局第一地质大队，广东珠海５１９００２） 摘要：压力灌浆微型桩在道路整治、旧房改扩建加层工程中得到广泛应用，根据工程具体情况，介 绍了压力灌浆微型桩的设计要点、施工过程中需要注意的问题。 关键词：压力灌浆微型桩；设计要点；施工 中图分类号：Ｔｕ４７３文献标识码：Ｂ文章编号：１（）（）４—５７１６（２０１３）０７—００２５－０３ 压力灌浆微型桩是一种小直径钻孑Ｌ灌注式钢筋混 凝土桩，因为形状类似树根而得名（又叫树根桩）。压力 灌浆微型桩的桩径一般为１３—４００ｃｍ，桩长５～３０ｍ。 段上空有高压线通过，选择其它桩基础形式则需要有 较大的平面范围和较高的空间安全高度，若按正常设 计施工，必将影响医院正常经营和施工工期。对此，经 压力灌浆微型桩的成桩过程是：先使用小型钻机按设计 直径钻进至设计深度，然后放人钢筋笼及灌浆管，投入 粗骨料注入水泥浆或水泥砂浆胶结固化即成。压力灌 业主、设计和我方反复研讨，决定在满足质量、确保医 院周边环境不改变正常经营的前提下，采用压力灌浆 微型桩进行地基基础桩作业。 ２压力灌浆微型桩设计方案确定依据 浆微型桩根据设计需要可以做成垂直或倾斜的单根或 成束的：既可以是端承桩，也可以是摩擦桩；既可以设计 基础桩位于渠两旁及渠中心，参考地质勘察资料， 其地质条件整个长度范围内基本相同局部稍有差异。 ２．１地质条件 成轴向承载桩、抗拔桩，也可以设计成侧向承载桩等。 由于压力灌浆微型桩能够最大限度地保持结构物与 地基之间原有的平衡状态，在加固地基土的同时不破坏地 基土对结构物的支承作用，因而广泛适用于以下范围： （１）建筑物需要加层（或上部增加荷载）而地基基 础承载力不足时； 参照“排洪渠工程岩土工程勘察报告”，渠盖板地 基加固段地基土物理力学性质指标及工程设计参数见 表ｌ。 根据工程地质勘察报告，④、⑤、⑥地层承载力较 （２）建筑物建成后发生不均匀沉降的； （３）市政工程（如地铁或隧道）通过建筑物下面的 地基土层，需防止建筑物发生不均匀沉降时； （４）古建筑的地基基础加固； 高较稳定，可作压力灌浆微型桩持力层。 ２．２压力灌浆微型桩设计方案 ２．２．１单桩承载力计算 （５）对岩石和土体边坡所进行的稳定加固等。 １工程概况 参照有关标准中的关于压力灌浆微型桩设计的一 般规定，结合本工程地质实况，确定桩径为 ４００ｍｍ； 岸边桩顶标高为岸边标高减单桩承台厚度加１００ｍｍ， 渠底桩按渠底标高减设计台厚度加１００ｍｍ，即④、⑤、 ⑥层粘土、砾砂或亚粘土作为持力层。 压力灌浆微型桩主要用作承受垂直荷载的支承桩 时，单桩允许承载力按地基加固处理的摩擦端承桩设 计。同样考虑群桩效应的影响，则单桩允许承载力为： Ｒ ＝己 “ 珠海某医院中心有一排洪渠通过，排洪渠平时积 聚的为生活费水，臭气薰天需进行加盖改造，渠上两旁 植有引进珍贵树种金钱柳，排洪渠宽度为１４ｍ左右，在 确保排洪渠高度、渠两旁道树及原道路畅通医院正常 营业的前提下，在渠上面加盖作为医院的通道及停车 场，改变医院环境。 大跨度混凝土重盖板需进行基础重桩施工，由于 周边环境及渠底较深淤积物较厚软同时项目部分 收稿日期：２０１３—０５—２９修回日期：２０１３－０５—３０ 式中：尺 ——单桩允许承载力； （ 一桩的周长； 作者简介：范胜光（１９６４一），男（汉族），广东兴宁人，工程师，现从事探矿工程（安全）、岩土工程勘察、设计及地基与基础施ｌ丁等工作。 ２６ 西部探矿工程 ２０１３年第７期 ——第ｉ：Ｌ层桩侧的摩阻力特征值； 厂＿＿一承台底面以下第 土层厚度； 桩端持力层端阻力特征值； Ａ ——桩身截面面积。 ——根据盖板梁柱形式、重量、受力状况等，压力灌浆 微型桩平面布置为岸边单桩台渠中为三桩台，沿岸边桩 中心距为６ｍ，河对岸跨度为１５ｍ，河中布置三桩台，具体 平面布置详见图ｌ。 ２．３方案确定 ２．２．２压力灌浆微型桩布置 圉ｌ压力灌浆微型桩的平面布置圈（ｍｍ） 根据盖板特点最终确定为压力灌浆微型桩基础，单 桩承载力特征值为４２０ｋＮ，混凝土强度为Ｃ２５，钢筋主筋 ６ｊ２『１６ｍｍ，笼长４ｍ，通过对平面桩位布置和单桩承载力 验算，压力灌浆微型桩的有效长度为岸边单桩１２ｍ，渠 底桩１０ｍ。 ３压力灌浆微型桩施工 ３．１设备选择 成孑Ｌ采用国产ＸＹ—ｌ型工程地质钻机，选用灯笼 或三翼式钻头造孔，配最大注浆压力为７ＭＰａ的柱塞注 浆泵。 ３．２工艺流程 本工程配设６ １６ｍｍ主筋，笼长４ｍ，主筋净保护层为 ５ｃｍ， ８ｒａｍ箍筋＠２０全长设置。 （３）为保证工程质量并加快施工进度，注浆管直接 用钻机钻杆回插到孔底。 （４）根据本工程地质条件，为防止浆液大量流失或 穿孔并确保成桩质量，宜采取跳孔成桩；二次注浆工 艺；水泥浆水灰比为０．５０，并掺人早强速凝剂，控制初 凝时间约４５ｍｉｎ。 （５）根据成孔容积计算投放骨料体积Ｖ计，考虑钻 孔容积计算的误差和投放时孔隙率的变化，控制实际 投放量 ＞一５％ 计。 钻机就位一钻孑Ｌ（泥浆护壁）一成孔检查一一次清 孑Ｌ一下钢筋笼一下注浆管一二次清孑Ｌ一填灌骨料一清 水洗孑Ｌ（见返清水）一一次注浆一注浆液初凝后进行二 次注浆。 ３．３施工说明及注意事项 （１）钻机就位、钻孔成孑Ｌ与吊放钢筋笼等工序，其 质量要求和施工工艺与钻孔灌注桩相同。 （２）参照有关规范对压力灌浆微型桩的设计要求， 当承受垂直荷载时，钢筋长度不得小于８ｄ（ｄ为桩径）。 （６）第一次注浆压力以浆液上冒出纯水泥浆为控 制原则。 （７）第一次注浆后拔起约２／３注浆管，拔管后孔内 混凝土面和浆液面会下降，且表层土质松散时会有浆 液流失，一般须在桩顶补填骨料和进行二次注浆。 （８）第二次注浆属劈裂注浆，需在第一次注浆液初 凝以后进行。因周围可供浆液渗透的孔隙被首次浆液 所填充，故二次注浆压力必须克服初凝浆液的凝聚力 并剪裂周围土体，从而产生劈裂现象，使二次注浆的压 ２０１３年第７期 西部探矿工程 ２７ 力增大。 规范允许范围内，Ｑ Ｓ曲线平缓，无明显陡降段，．ｓ＿＿ （９）压力灌浆微型桩粗骨料宜选择级配较好的２～ ｌｇ 曲线呈平缓规则排列， ５根桩的单桩竖向抗压极 ４ｒａｍ村民石，若骨料太细则孔隙小，清水清洗时不能完 限承载力Ｑ 不小于８４０ｋＮ。在压力灌浆微型桩施工完 全清洗掉骨料上的泥皮同时容易形成脉状管涌，灌注 成后紧接着进行梁柱板施工，整个工程２００４年中完成， 水泥浆时也是脉状填充固结不能形成整体桩；若太大 交付使用至今无任何沉降和位移，由此也说明，该工程 则孑Ｌ隙大，水泥用量多同时不级配胶结也不好，桩强度 采用压力灌浆微型桩进行地基加固取得了良好的效 显著下降。 果。 （１０）压力灌浆微型桩一般用３２．５Ｒ以上水泥浆灌 ５结语 注固化，极少采用砂浆灌注，因为砂浆比重大灌注压力 压力灌浆微型桩是意大利人在２０世纪３０年代提 要较大同时压力、比重大灌注时碎石往往悬浮外泄无 出并在实际工程中应用，２０世纪８０年代初在我国上海 法灌注。 首先引进的一种施工工艺。由于其实施方便快捷、效 （１１）压力灌浆微型桩属地下隐蔽工程，施工条件 果明显，近几年在市政工程及旧房改扩建地基加固得 和周围环境往往较复杂，成桩过程中每道工序的检验 到推广，其优点有： 是关键，特别是终孔清孔孔底沉渣应在规范内，压浆管 （１）压力灌浆微型桩成孔机械平面体型较小，且成 安装一定要到孔底，洗孔要用清水同时洗至孔口返出 孔成桩速度快（通常可达到６０～８０ｍ／ｄ速率），对于场 水浆用手或铲试清稀才能停止。 地狭小、工期紧张的地基项目有极大的优越性。 （１２）桩身质量可采用混凝土试块（取自成桩后的桩 （２）压力灌浆微型桩因为采用压浆的方法成桩，浆 顶，一般每台机每天做１组试块）进行检验，一般不采用 液对桩周的粉质土和粉砂土层有明显的渗透作用，从 抽芯检验，因为压力灌浆微型桩绝大部分为无砂混凝 而加固了桩周土体。故其实际的单桩承载力远远大于 土，胶结级配不好，抽芯时易给钻头机械搅碎仅剩下粗 设计值，可得到更大的质量保证。 骨料。 （３）压力灌浆微型桩桩径一般为２０ｃｍ和５０ｃｍ，可 ４压力灌浆微型桩的检测 作为承受垂直荷载支承桩和侧向支护桩，但要配设主 地基压力灌浆微型桩施工历时３０ｄ，共计完成２２２ 筋直径为１６ｍｍ左右的钢筋笼，笼长可根据其作用在 根，在施工完成后对前面先施工的岸上ｌ６根桩进行了 桩长的１／３～１范围内选取。 小应变动测试验检测，经市质检站试验认为小应变检 （４）压力灌浆微型桩也可作为抗渗堵漏桩，通常不 测桩身完好但桩底介面不清晰。尔后对桩进行了静载 配钢筋。因对桩身强度的提高无严格的要求，主要考 试验，静载共试验５根桩，最大试验荷载８４０ｋＮ，５根桩在 虑浆液的流动性和稳定性，使桩身和周围土体形成防 最大荷载８４０ｋＮ作用下，各桩桩顶总沉降量分别为 渗墙结构而起到堵漏作用，故允许水泥浆中掺人小于 ５．９８ｍｍ、３．７５ｍｍ、２．４２ｍｍ、２．６３ｒａｍ、３．３６ｒａｍ，沉降量在 ３０％水泥量的磨细粉煤灰，以减少经济投入。 （上接第２４页） 体详细明确的划分细则，而不只是列出一个检验标准 的。因为没有施工桩长怎么会有实际桩长呢？这里都 的表格，没有详细的实施细则。这样下面的具体施工 存在一个剔桩头的问题，因为不管是深层搅拌桩、夯实 单位与监督部门的可操作性就更强，不容易产生扯皮 水泥土桩，还是ＣＦＧ桩，都要留有充余桩头长度，将它 现象；而对于隐蔽工程中的实际桩长的标注，就应当按 剔除后，才能保证桩的施工质量和桩的强度，这些都是 永久桩长标注，而不能按施工桩长标注。这就要求相 在地基处理规范和设计时有所要求的，而且也都是施 关部门的人多了解一些专业方面的知识，方能解决上 工方付出的劳动，有些甲方对此也许是不太懂，只说你 面出现的错误认识。 剖面图上不是标的有数字吗，就不按文字说明上的施 工桩长进行结算，这样是不对的，也是不合理的。 参考文献： ３结语 ［１】ＧＢ５０２０２－２００２建筑地基基础工程施工质量验收规范［ｓ】． 综上所述，对于复合地基中各种桩检验批的划分， 【２］薛殿基．粉喷桩设计与施工［Ｍ］．河南科学技术出版社，１９９７． 建议国家建设部和国家质量监督检验检疫总局，应当 ｆ３］王珊地基处理新技术及其工程实例［Ｍ】．黑龙江人民出版社． 在施工质量验收规范修订中，针对检验批制定更加具 ［４】叶书鳞，韩杰，叶观宝．地基处理与托换技术ｆＭ］．２版．中国建 筑工业出版社．
