钻孔灌注桩后注浆技术施工监理探讨.doc

钻孔灌注桩后注浆技术施工监理探讨作者：杨顺等摘要：本文介绍了钻孔灌注桩后注浆技术施工监理的工作流程及控制要点。关键词：钻孔灌注桩；后注浆；开塞钻孔灌注桩以其低噪音、对周围环境影响较小、无挤土效应等特点，在高层建筑、旧城改造的桩基础中被广泛应用。但其在施工中形成孔底沉渣不易清除而影响桩端阻力发挥及侧壁因泥浆护壁形成泥皮而影响桩周阻力发挥。近年来，针对这一问题，不少工程采用了后注浆技术，在桩内预埋注浆管，并在灌注桩砼终凝到一定强度后通过预埋的注浆管，用高压注浆泵以一定的压力将预定水灰比的水泥浆压入桩底，对桩底沉渣，桩端持力层及桩周泥皮起到渗透，劈裂充填、压密和固结作用，以此来提高桩的承载力，减少其变形。雅戈尔海景花园就采用了后注浆技术，其单桩承载力得到了明显的提高，并获得了较高的经济效益。钻孔灌注桩后注浆技术，其包括了两个施工过程：一是钻孔灌注桩施工，二是后注浆施工。一、方案审查钻孔灌注桩后注浆技术施工，施工单位除了要编制钻孔灌注桩施工方案外，还需编制注浆技术的专项施工方案，提供各种注浆参数。后注浆技术是一种新技术，不同的施工单位，因其人员的技术水平、机械设备及工程所在地工程土物理力学性质和赋存状态的不同，选择的参数不尽相同。因此，监理人员要依据掌握的施工技术知识、实际经验、相关资料和有关规范、标准，对方案选取的参数进行认真的审查。审核的参数主要有：开塞时间、开塞压力、注浆压力、注入水泥的预控量。二、钻孔控制钻孔控制主要依据建筑地基基础工程质量施工验收规范（GB50202-2002）、建筑桩基技术规范（JGJ94-94）的相关要求和设计规范进行控制，重点控制孔深、孔径和垂直度，了解孔壁情况，及时了解孔内情况，是否有坍孔、漏水等现象，以便在后注浆施工时采取相应的技术措施。三、注浆管制作、注浆设备、材料安设控制对用于注浆的高压注浆泵、拌浆机等设备需进行检查。高压注浆泵的工作参数要满足方案要求；在使用前对高压注浆泵及管线的密封性要进行试运行；对注浆管，要检查注浆头的长度、出浆孔径、孔距是否符合方案要求；安设注浆管时，要检查注浆管与钢筋笼连接是否可靠、牢固；注浆头是否用合适的橡胶膜封闭、包裹；注浆管各节连接是否牢固、密封，及注浆管上端是否略高出地坪，并要有良好的封堵，以防止杂物进入堵塞注浆管。四、浇砼控制孔底沉渣厚度和泥浆的比重在满足设计规范标准要求后，方可进行浇砼。砼的初灌量要满足要求；拔管时要控制导管在砼中埋入深度，谨防导管拔出砼面造成夹泥状况；控制好砼灌注的充盈参数，使其保持在1.1-1.2之间，记录浇砼情况。五、开塞控制在浇砼后的3-5天，砼强度达到C10-C15时方可进行开塞。开塞时间的早晚，对注浆较为关键。能否顺利注浆，控制好注浆时间是重点。开塞时间早了，砼未形成一定的强度，在高压水的冲射下会破坏桩端的桩成形和砼强度；过迟，包裹注浆后的砼强度过大，会造成注浆头橡胶膜打不开现象，使预埋管报废，最终不能注浆。开塞时要在现场观察高压注浆泵的开塞压力，记录开塞情况，要写明开启一根、两根、还是未开启。六、注浆控制首先检查水泥，其不能有结块现象。核实进场的水泥量及水泥浆的水灰比，掺外加剂的，检查外加剂的掺量。检查高压注浆泵的压力表、阀门、管线完好状况。注浆开始记录注浆压力。注浆压力过小，对桩端土、桩周土加固范围渗入充填强度、深度小，加固作用小；注浆压力过大，可能会损坏注浆管。因此要控制一个较合适的注浆压力，一般为开塞压力的一半。注浆一般以注入水泥量为主控因素，水泥注入量达到预定量，无特殊情况即可停止注浆。预定量可根据第一、二根的注浆情况进行修正。现场监理人员要记录每次水泥的用量，保证水泥的注入量达到要求。钻孔灌注桩后注浆技术已作为建设部推广应用的新技术，在今后的建筑工程桩基础施工中将会广泛的进行使用，对其施工监理过程我们将进一步进行探讨，以提高监理控制的效果。桩端后注浆钻孔灌注桩技术在老西门新苑工程中的应用与研究常规的泥浆护壁钻孔灌注桩由于施工工艺的限制，使得成桩的离散性较大、施工质量得不到保证。桩端后注浆钻孔灌注桩技术是工业与民用建筑、道路桥梁等土木工程桩基领域中用于提高单桩承载力、减小桩基变形的一项新技术。90年代末期，该项技术被引入上海软土地区后，应用趋势及范围加大，后注浆技术也初步得到了工程界的认可。桩端后注浆是指钻孔、冲孔和挖孔灌注桩在成桩后，通常通过预埋在桩身中的注浆管，向桩端地层注入能固化的浆液，对桩端虚土及桩端附近的桩周土层起到渗透、填充、置换、劈裂、压密及固结等多种形式组合的不同作用，消除虚土与泥皮，改变桩与岩、土之间的边界条件，从而提高桩的承载力并减少沉降量。在上海地区，2000年以来，特别是2003年应用趋势及范围加大，但后注浆钻孔灌注桩还没有统一的全国设计、施工规程，在合理注浆量、单桩承载力和注浆成功率等设计、施工技术上的关键问题上还有待进一步的解决。由于老西门工程的实际需求，及桩端后注浆技术在上海地区的发展前景，本课题通过桩端后注浆钻孔灌注桩技术在该工程的应用，主要的研究内容与创新性成果有：1.采用静载荷、高低应变、自平衡法等检测手段，对桩端后注浆钻孔灌注桩的承载与变形进行试验，全面深入分析了上海软土地区桩端后注浆钻孔灌注桩，桩身荷载传递规律、侧摩阻的分布规律与发挥特性、及端阻工作特性，并深入认识后注浆的加固机理；2.结合本工程，提出了桩端后注浆单桩合理注浆量的估算公式，并提出了预制桩法、经验值法、扩径法三种不同的桩端后注浆桩的单桩承载力估算方法，供设计参考；3.提出后注浆技术在施工设备、工艺流程、控制参数及质量控制等关键问题在老西门程中的解决方案。研究出适合于上海软土地区的新型桩端后注浆的注浆器，大大提高注浆成功率；4.初步总结桩端后注浆钻孔灌注桩的设计、施工、检测建议。桩端后注浆钻孔灌注桩技术在老西门新苑工程得到成功应用，注浆成功率达97%，试桩的承载力均达到设计要求，回弹率皆大于80%，单桩承载力大幅提高，变形大大减小，节约桩基投资总额140余万元，缩短工期18天。老西门新苑桩基工程采用桩端后注浆技术不仅获得可观的经济效益，同时通过该工程中后注浆钻孔灌注桩设计计算方法与施工工艺的研究与应用，证明采用桩端后注浆技术比常规钻孔灌注桩施工质量更有保证，桩基沉降明显减小。桩端后注浆技术的相关研究成果及在老西门新苑工程的成功应用，将为上海地区类似工程提供有益的参考，同时又为工程设计人员提供了一种新的桩型选择。桩端后注浆钻孔灌注桩技术在老西门新苑工程中的应用与研究对认识上海软土地区桩端后注浆钻孔灌注桩的荷载传递规律和承载特性，完善该地区桩端后注浆钻孔灌注桩的设计理论与施工方法有重要的参考价值与广阔的应用前景。随着我国高层建筑的发展，对桩基础承载力的要求越来越高，桩径、桩长相应增大，因此钻孔灌注桩的应用也将越来越多。但钻孔灌注桩施工中也存在端阻和侧阻降低的缺点，从而使钻孔灌注桩的极限侧阻和端阻比打入式预制桩低。特别是在上海软土地区，为了适应高层建筑与大荷载的要求，所采用的桩往往为大直径、超长桩，增加了工程造价，桩的施工难度，且质量难以保证。在工程实践中，桩端注浆和桩侧注浆是提高桩承载力、降低沉降的有力措施之一。该项目针对上海软土地基的特点，对桩端后注浆钻孔灌注桩承载特性、设计计算理论与方法、施工工艺与设备等核心技术进行研究，积累了相应的经验，对今后的工程设计、施工具有重要的指导意义，具有推广价值和较好的应用前景。在该技术的推广应用中，本课题的研究成果可以以专利转让、技术咨询和完成单位继续应用等方式体现于工程建设中大直径钻孔灌注桩后压浆技术提高桩基承载力应用研究本项科技成果依托北京至球海车辆道主干线新乡至郑州段高速公路黄河公路特大桥试桩工程，对联30、131、132号墩处6根试验桩开展了压浆技术提高桩基承载力的试验研究。试桩直径达2.2m，是国内首次对大直径钻孔灌注桩基础进行后压浆技术研究。钻孔灌注桩后压浆技术操作简单，容易掌握，所需设备简单，材料及人力投入少，成本低廉。采取后压浆技术，极大地改善了桩底及桩周土体力学性能，从而提高桩基承载力，可以相应地修改桩基设计参数，减短桩长，降低工程造价，具有较好的经济效益。自平衡加载方法与堆载法相比，可减少加载材料的采购和运输费用，更节约，更安全。自平衡加载方法与锚桩法相比，可以节省反力梁和锚桩的设计及施工费用。自平衡加载方案采用机电一体化设计，所有数据自动采集，操作简单，节省投资。采用自平稀加载方法，比以往任何加载方法所能达到的加载吨位都更高，更容易达到设计极限荷包载临界状态，压注水泥浆，经稳定后，加载到荷包载箱最大设计加载能力。桩端后注浆技术在红楼饭店工程中的应用论文作者：杨顺摘要：目前高层建筑大多采用钻孔灌注桩基础，而钻孔灌注桩最大的缺点就是：桩底虚土较难清理，桩身泥皮影响侧摩阻力进一步发术可较好地解决这些难题。杭州红楼饭店改扩建工程正是由于成功地运用了这一技术，起到了固结桩底虚土、提高桩端承载力的作用。关键词：地基基础桩基施工1 概述目前高层建筑大多采用钻孔灌注桩基础，而钻孔灌注桩最大的缺点就是：桩底虚土较难清理，桩身泥皮影响侧摩阻力进一步发挥；或为获得良好的持力层不得不穿越厚实的饱和性土层而达到坚硬的风化层，但这不利于钻进、清孔和浇捣等。采用桩端后注浆技术可较好地解决这些难题。杭州红楼饭店改扩建工程正是由于成功地运用了这一技术，起到了固结桩底虚土、提高桩端承载力的作用。该工程位于城东铁路新客站广场西侧，建筑面积35913m2，主楼25层，裙楼5层，地下室2层，总投资近1.4亿元，由省级机关事务管理局筹建，省建科院设计所设计，省地矿工程公司施工桩基础部分，浙江泛华工程监理公司监理。表1 红楼饭店静载荷试验成果桩底注浆桩号桩长(m)桩径(mm)成桩天数(d)极限承载力(kN)最终沉降(mm)注浆前SZ144.1080044867821.68注浆后SZ244.3180037869426.32SZ244.3180059993617.15桩基为800钻孔灌注桩，共235根，有效桩长36.438.2m。原考虑以10-中风化泥灰质粉砂岩为持力层，但需穿越厚约15m的中密卵砾石混砂层才能嵌入，且钻进相当困难。采用桩端后注浆技术，通过对试桩注浆前后静荷载试验对比，认为可用9-卵砾石混砂层作为持力层，桩端进入该层3.2m后，单桩承载力标准值可达4200kN，单桩注浆1.5t(水泥量)。试验情况见表1。2 施工工艺(1)先准备直径25.4mm、长度比孔深长20cm的钢管两根，作为注浆管。在其底部长约25cm范围内梅花状布孔12个，孔径5mm，并用编织袋将管底口及小孔包扎封牢。在按正常施工工艺施打钻孔桩(成孔并清孔)后，将注浆管绑扎在钢筋笼两侧，同步放入孔内，伸至孔底，而顶部露出桩孔口20cm。随后下导管、清孔、浇灌混凝土，待成桩1d后，以约2MPa压力的清水冲开管底封口。7d后，压力注浆约2h。(2)注浆浆液由水泥搅拌机(300L)、滤网、储浆桶(500L)、注浆泵(设最大压力10MPa的压力表)、桩孔口压力表、注浆管而达到桩底。注浆时将水灰比31的水泥量120kg、0.81的360kg及0.51的1020kg依次注入。当注浆压力达到5MPa并稳压35min后或注完设计要求注浆量后，即可终止注浆；(3)施工中考虑到注浆路程远造成的压力损失，用桩孔口压力表测得实际注浆压力(实际压力损失值约1.21.5MPa)，从而避免了注浆压力值失实。(4)本工程各桩均达到设计要求的注浆量，平均注浆压力3MPa(开塞压力2.2MPa)，注入速度1020Lmin。3 几个问题讨论(1)浆液浓度对注浆效果的影响：先灌注稀浆的目的在于稀浆的流动性好，裂隙无论宽窄，均易进浆，先将细缝填灌充实，而后浆液再逐级变浓，使中等或较大的裂隙也得到充实。水利行业用于防渗的帷幕灌浆分9个级别的水灰比，本工程取其中的3个级别用于钻孔灌注桩注浆。(2)注入压力对注浆效果的影响：注浆压力与岩层地质的渗透性、浆液浓度有关。目前主要有“一次升压法”和“分级分压法”。当正常压力下注入速度缓慢时，可提高压力尽量使一些细小的裂隙不致在低压下提前被封堵，可较多地灌入一些浆液，即所谓“一次升压法”。但较高的压力也会使浆液在较宽的裂隙中流窜过远，造成浪费。当在正常压力下就很容易可将浆液较轻松地压入时，说明岩层吸浆量大，这时可改用较低一级的压力进行注浆，于吸浆量逐渐减少时，再加一级压力，如此反复升高压力，直至达到规定的压力，一般为23级(即0.5P、1.0P或0.4P、0.7P、1.0P)，是“分级分压法”。(3)容许注浆压力、注浆量、渗透半径：一般当压力升至某一数值时，注浆量突然增大，表明地层结构已发生破坏或空隙已被扩大，此时的压力即为容许注浆压力。另两个重要参数就是注浆量Q和渗透半径r。这些参数的确定请参见地基处理手册(中国建筑工业出版社，1998)。4 几点经验(1)串孔现象：由于地层空隙率及持力层裂隙的存在，在A桩进行注浆时可能会有水泥浆从邻近B桩已开塞但未注浆的管中喷出，造成注浆管堵塞，致使B桩今后可能注浆失败。这种串孔扩散现象还可能引起周边土体固结，造成邻近桩机难以钻进，为避免因串孔而造成注浆失败，本工程采用分片开塞，分片注浆的施工流水作业。保证成桩1d后开塞，7d后注浆，从场地外围向内共分34片完成全场注浆任务。至于何时开始注浆，其实只要桩身混凝土强度大于岩石强度且不致因高压注浆而破坏混凝土自身结构即可。(2)注浆管：注浆是通过注浆管来完成的。若注浆管长度不够，则桩底承载力得不到加强，影响桩端承载力。若注浆管焊接质量不高，则在高压力下，浆液会在接缝处逸出，压力骤变，导致注浆失败。若用回转盘式钻机成孔，则注浆管不宜高出孔身太多，否则影响钻机移位。(3)二次注浆：若采取二次注浆则效果可能会更好。一般二次注浆量约为第一次的1314，水灰比可适量提高。(4)清水：开塞清水不宜过多，压力也不宜过大，以免桩身混凝土强度受到影响。注浆后再注入大致等于输浆管容积的清水，以免浆液回流至注浆泵与注浆管之间的一段输浆管内。(5)注浆压力：压力逐渐上升，但达不到要求的压力，这可能是浆液在粘土中形成脉状劈裂渗透，或浆液浓度低、凝胶时间长，或部分浆液逸出。注浆开始后压力不上升，甚至离开初始压力值呈下降趋势，这可能是浆液外逸。压力上升后突然下降，这可能是浆液从注浆管周围溢走，或注速过大，扰动土层，或遇到空隙薄弱部位。压力上升很快，而速度上不去，表明土层密实或凝胶时间过短。压力有规律上升，即使达到容许压力，注浆速度也很正常(变化不大)，这表明注浆是成功的。压力上升后又下降，而后再度上升，并达到预定的要求值，可以认为是第种情况的空隙部位已被浆液填满，这也是注入成功的例子。本工程压力变化属于第种情况。5 结论及前景(1)桩端后注浆技术，使桩底虚土得到固结挤密；减少了群桩的桩土相对变形，降低了桩群内部侧阻力发挥，提高了桩周下部侧摩阻力和端阻力且使沉降变形减小而均匀。因而使桩承载力得到提高，在相同条件下可优化桩长、桩数、桩径、桩距。本工程结束后，进行了5根桩的高应变及机械阻抗法动测，试验表明均达到类桩标准。(2)本工程所用浆液为水泥类浆液，来源广泛易控制。而水玻璃类浆液由于具有无毒性、凝结时间可控制且价格便宜，国际上应用已较广泛。(3)双层管双栓塞注浆法即SRF法，由于可在不同地层不同时间注浆，有逐渐取代本工程花管法的趋势，但其成本较高，注浆所需压力也较大。(4)压力注浆理论很早就被广泛用于地铁、盾构隧道的加固及坝基帷幕等工程，随着城市高层建筑的不断开发及旧城改造中深基坑开挖场地狭小的限制，灌注桩桩端后注浆自1994年被开发利用后，已越来越广泛地应用于土建工程，其设计、施工、检测经验也将日臻成熟，前景看好。4、后压浆施工工艺4.1.1、施工工艺流程灌注桩成孔 钢筋笼制作 压浆管制作 灌注桩清孔 压浆管绑扎 下钢筋笼 灌注桩混凝土 后压浆施工4.1.2、施工要点（1）压浆管的制作在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25mm的黑铁管制作，接头采用丝扣连接，两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出55cm，在桩底部长出钢筋笼5cm，上部高出桩顶混凝土面50cm但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm制作成压浆喷头（俗称花管），在该部分采用钻头均匀钻出4排（每排4个）、间距3cm、直径3mm的压浆孔作为压浆喷头；用图钉将压浆孔堵严，外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严，这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置：当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂、图钉弹出，水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入碎石层中，而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。（2）压浆管的布置：将2根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼，在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护，钢筋笼不得扭曲，以免造成压浆管在丝扣连接处松动，喷头部分应加混凝土垫块保护，不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。（3）压浆桩位的选择：根据以往工程实践，在碎石层中，水泥浆在工作压力作用下影响面积较大。为防止压浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出，压浆的桩应在混凝土灌注完成37d后，并且该桩周围至少8m范围内没有钻机钻孔作业，该范围内的桩混凝土灌注完成也应在3d以上。（4）压浆施工顺序：压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩位再施工中间桩；压浆时采用2根桩循环压浆，即先压第1根桩的A管，压浆量约占总量的70%（1.111.14t水泥），压完后再压另1根桩的A管，然后依次为第1根桩的B管和第2根桩的B管，这样就能保证同一根桩2根管压浆时间间隔3060min以上，给水泥浆一个在碎石层中扩散的时间。压浆时应做好施工记录，记录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。5、压浆施工中出现的问题和相应措施（1）喷头打不开：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，可在另一根管中补足压浆数量。（2）出现冒浆：压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象，若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出，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较少，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。（3）单桩压浆量不足：压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈，再施工中间，能保证中间桩位的压浆质量，若出现个别桩压浆量达不到设计要求，可视情况加大临近桩的压浆量作为补充。6、结语不同的工程地质条件有很大的差异，不可能有相同的压浆参数，预先设定的压浆参数往往参考相似工程的经验，压浆参数的最终确定要依赖于试验桩的结果，而全国可以借鉴的经验并不多，有待进一步的积累，再加上理论的探讨，最终形成一个成熟的技术。灌注桩后压浆具有提高单桩承载力，提高生产率，节约建设资金的优点，所以，在具备条件的工程中推广后压浆施工工艺有着重要的意义和广阔的前景。钻孔灌注桩后压浆技术探讨王正平 李琦 秦剑(宁波宁大工程建设监理有限公司 宁波315211)摘要：本文从钻孔灌注桩的成桩工艺、施工要点和钻孔灌注桩承载力计算的分析出发，主要研究桩底注浆法的基本理论、钻孔灌注桩桩底注浆对钻孔灌注桩承载力影响机理和合理的施工工艺，并根据初步建立的承载力计算模型对桩底压力注浆桩承载力的计算和分析。关键词：灌注桩；压浆；工艺1、前言当地基的弱土层较厚（一般指4米以上），建筑物的荷载较大，采用浅埋基础不能满足强度和变形限制要求，做人工地基又没有条件或不经济时，常常采用桩基础。近年随着楼宇高度的不断增加及城市对噪音的严格控制，钻孔灌注桩越来越多地被采用，尤其在沿海发达地区，泥浆护壁钻孔桩便成为高层建筑基础形式的首选。钻孔灌注桩有其特有的承载力大、噪音低、对相邻楼宇影响小、施工安全性好等诸多优点，但质量控制直观性差，施工工艺较为复杂，水下混凝土施工要求严格，易出现孔底沉泥、夹渣、缩颈、露筋、离析、浮浆夹层等缺陷，施工中可采用压浆技术来改善桩的密实度，增加承载力。2、钻孔灌注桩后压浆技术的国内外研究现状1961年，在修建Maracaibo大桥桩基础中，首次应用了桩底和桩侧压浆技术。1975年，美国学者Gouvenot和Gabaix通过试验发现，粘土中的大直径灌注桩采用后压浆技术后极限荷载提高了3倍。而BruceD.A等人在80年代中期进一步指出后压浆工艺不仅能提高承载力，而且在深软土地区大量使用桩基的情况下，可以通过后压浆工艺提高桩的承载力进而缩短桩长而节省工程量以收到经济实用之效果。国内学者在近几年结合工程原位测试发现，压力灌浆不仅能提高桩的端阻力，而且还能有效地改善桩土相互作用，并进一步指出其承载机理类似于扩底桩。另外一些学者在1998年发现浆液的胶结作用和浆脉劈裂土体现象，固结浆脉体象树根一样插入周围岩土介质中，促使桩侧摩阻力和桩底承载力大大提高。郭志业等通过几例钻孔灌注桩经桩底压浆和地基土水泥灌浆后发现桩侧摩阻力提高140%，单桩竖向承载力提高36-40%，沉降量减少20.80%，并且还发现，地层中颗粒越粗，承载力提高越大，沉降量减少越多。3、后压浆技术(后灌浆)的基本理论3.1、灌浆法的实质是用气压、液压或电化学原理，把某些能固化的浆液(如水泥浆等)注入各种介质的裂缝或孔隙，以改善地基的物理力学性质的一种技术方法。3.2、灌浆法可应用于建筑基坑的止水帷幕，坑底的土体加固、防渗堵漏，地基的加固补强，对房屋桩基进行灌浆加固补强，其中包括预制桩、人工挖孔桩、钻孔灌注桩的桩身与桩端灌浆补强，特别是钻孔灌注桩的桩底注浆，它不仅解决了因桩底沉渣虚土造成沉降量过大的处理难题，而且可增加持力层强度，形成扩大头，从而提高桩的承载力。3.3、灌浆工程中所用的浆液是由主剂(原材料)、溶剂(水)及各种外加剂混合而成，通常所说的灌浆材料是指浆液中所用的主剂。灌浆材料常分为粒状浆材和化学浆材两个系统，另可细分为不稳定粒状浆材、稳定粒状浆材、无机化学浆材和有机化学浆材等四类。3.4、钻孔灌注桩孔底压浆量的控制钻孔灌注桩孔底压浆量的多少直接影响桩的承载力。假设浆液按圆球形渗流扩展，钻孔灌注桩嵌入球体1d，根据土层的孔隙率和注浆量即可计算注浆有效直径，反之设定注浆有效直径即可计算注浆量。可建立以下平衡计算式：浆液加固土体积+桩嵌入加固土体积=加固土球体积。即：V/n+4d/3=4D/33.5、灌浆理论：3.5.1、压密灌浆理论。通过钻孔向土层中注入浆液，随着土体的压密和浆液的挤入，将在压浆点周围形成灯泡形空间，并因浆液的挤压作用而产生向上抬力，从而引起地面局部隆起。3.5.2、渗入性灌浆理论。在灌浆压力的作用下，浆液克服各种阻力而渗入孔隙或裂隙，压力越大，吸浆量及浆液扩散半径就越大。3.5.3、劈裂灌浆理论。在灌浆压力的作用下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，引起岩石或土体的破坏和扰动，使地层中原有的孔隙或裂隙扩张，或形成新的孔隙或裂隙，从而使低透水性地层的可灌性和浆液扩散距离增大。这种灌浆法所需压力较大。3.5.4、电动化学灌浆理论。当在粘性土中插入金属电极并通以直流电后，就在土中引起电渗、电泳和离子交换作用，促使在通电区域中的含水量显著降低，从而在土内形成灌浆通道。若在通电的同时向土中灌注硅酸盐浆液，就能在通道上形成硅胶，并与土粒胶结成具有一定力学强度的加固体。3.6、钻孔灌注桩后压浆技术的作用机理3.6.1、桩底压浆提高单桩承载力的机理分析桩底压浆机理主要为力学机理和化学机理。桩底注浆的力学机理：在桩端压注水泥浆液，浆液首先渗透到最疏松的桩端沉渣间隙中，与沉渣相结合，形成水泥凝结决，能消除孔底沉渣的不良影响。另外还提高了桩端的承压面积，提高了钻孔灌注桩的桩端承载力。当注浆压力升高，注浆量不断增加时，浆液会沿桩侧逆流，冲填间隙，使得钻孔灌注桩类似于嵌岩桩。当浆液与桩端持力层土体充分接触后，化学机理将占主导地位，其加固机理如下：水泥主要是由CaO,SiO2,A12O3,Fe2O3及SO2等组成。这些矿物与水发生水解和水化学反应，减少了被加固土中的含水量，增加了土颗粒间的胶结，同时生成氧化钙，水化硅酸钙，水化铝酸钙，水化铁酸钙等。水泥与土颗粒拌和后，水化产生Ca(OH)2和CSH(水化硅酸钙)等水化物。溶液中的Ca2+含量增加，与土颗粒发生阳离子交换作用，等当量呈换出K+和Na+，形成水泥与较大土颗粒的团粒结构，并封闭了土颗粒间的空隙，形成坚固的联结。3.6.2、桩侧压浆提高单桩承载力的机理桩侧压浆可以破坏和消除泥皮，充填桩侧的间隙，提高桩侧与周围土体间的粘结力，从而提高桩侧摩阻力，提高单桩承载力。3.7、桩底注浆法的工艺流程造孔高压水洗孔注浆管埋设压水试验制浆注浆达到设计预定注浆量和终压封孔钻孔检验。4、桩端压力注浆桩承载力的计算桩端压力注浆由于地质条件，成桩工艺的复杂多变性，导致桩端压力注浆桩承载力的计算带有很大程度的经验性，目前还没有比较成熟的计算理论。4.1、单桩竖向承载力计算应考虑的因素建筑桩基技术规范JGJ94-94第5.2.8条基于土的物理指标与承载力参数之间的经验关系，给出了计算单桩承载力标准值的公式：Quk=Qsk+Qpk=uqsikLi+qpkAp由上式可知，影响单桩竖向承载力的主要因素有材料性能(包括构成单桩承载力的桩身材料性能与桩侧、桩底土层的物理力学性能)，桩的几何参数和计算模式的不定性3个方面:4.1.1、土质与桩身材料性能的不定性桩侧土质与桩底土质的变异性，勘察试验的误差，成桩过程中桩侧土的扰动和密实度的变化、孔底可能出现的沉渣、虚土等，构成了土质条件的不定性，这些都是制约单桩承载力变异性的主要因素。桩身材料性能的不定性，主要受桩身材质、混凝土浇注质量的制约，在非端承桩和桩身质量无显著缺陷的情况下，一般不对单桩承载力起控制作用，且变异性较小。4.1.2、单桩几何参数的不定性几何参数的不定性，主要是指成桩截面积和长度尺寸偏差、倾斜等引起的几何参数的变异性，导致单桩设计承载力与实际承载力的差异。几何参数的不定性，对于各种灌注桩的影响较预制桩严重。4.1.3、单桩承载力计算模式的不定性计算模式的不定性，主要是指承载力计算所采用的基本参数和计算公式不符合实际所引起的承载力设计值的偏差。单桩承载力的计算参数主要来自室内土工试验和现场试验(如旁压仪、静力触探、标贯等)，因此计算结果与实际情况存在偏差。5、关于桩端压力注浆的小结5.1、桩端持力层的选择在相同注浆压力下，桩端土的渗透系数越大，压浆影响半经越大，浆液对土的加固效果越好，因此，桩端持力层的选择应选择在卵砾石、砂卵石及中砂以上的粗粒土中，这是因为，桩端为粗粒土时，浆液渗透率高，通过渗透、部分挤密、填充及固结等作用，使桩端土层条件得到改善，并在桩端形成扩大头，增加了桩端面积，使桩的承载力得到较大程度的提高。5.2、桩长对桩端注浆桩承载力的影响在相同注浆条件下，桩端注浆之后，短桩比长桩承载力提高幅度高，这是因为，在一般情况下，当桩长较短时，其侧阻力在桩的总承载力中所占的比例比较小，并且，桩端注浆对桩端阻力提高的幅度比对桩侧阻力提高的幅度大，因此，当桩端持力层较浅，应优先选用桩端单一注浆，这样其综合效果比较好。5.3、注浆量的控制问题在相同注浆条件下，注浆量越多，桩基承载力提高的幅度就越大，桩底端注浆量的大小是由桩端、桩侧土的性状与承载力增幅要求等多种因素决定的，其中承载力增幅要求、桩底土层的可灌性与桩长是主要因素。在实际工程中，对桩底注浆工艺和参数的确定，要针对不同的地质条件有针对性地进行，在保证桩底不破坏和桩不上抬的前提下，实行桩底注浆量和注浆压力双控，应首先保证桩底合理的注浆量。5.4、经济技术分析由于桩底后压浆所用材料是无砂纯水泥浆，单方造价高于普通钻孔灌注桩，但同等条件下其单桩承载力远高于后者，所以其单位承载力费用仍低于普通钻孔灌注桩:另一方面，由于单桩承载力较高，可大幅度减少承台混凝土量和配筋，因此用于高层建筑时，其综合经济效益显着。