后压浆旋挖钻孔灌注桩的

PAGEPAGE55后压浆旋挖钻孔灌注桩的研究摘要旋挖钻孔以其无与相比的技术优势，已广泛应用于桩基施工领域，其具有成孔速度快，不需要循环泥浆护壁，成孔质量更易保证，可节约大量的土地资源的水资源等特点。钻孔灌注桩已成为当前工程建设领域最重要的基础形式之一，为了获得更大的承载力，钻孔灌注桩已向更大更深的方向发展。后压浆技术是与钻孔灌注桩相结合而产生的新的桩基技术，赋予了钻孔灌注桩新的生命力。后压浆旋挖钻孔技术是将先进的旋挖钻孔技术与先进的后压浆技术有机结合，开发了后压浆旋挖钻孔灌注桩，使其具有比传统钻孔灌注桩更先进的技术特点。现场试验表明，后压浆旋挖钻孔灌注桩可大幅度提高承载力。特别是在桩顶荷载达到极限值时，桩的承载力几乎全部由桩侧摩阻力承担。由于该部分内容还没有形成一套完整的理论体系，尚须通过实践不断的探索，加以总结和完善，同时由于作者水平有限，不妥之处，敬请批评指正。第一章:绪论后压浆旋挖钻孔灌注桩是将先进的后压浆技术与旋挖钻孔技术相结合而产生的新的桩基技术，赋予了钻孔灌注桩新的生命力。旋挖钻孔灌注桩是伴随旋挖钻机的问世而产生的一种新的灌注桩施工工艺。⒈在注重桩端压浆的同时，更侧重桩侧压浆。大量的实践经验与实测资料证实，在摩擦型或摩擦端承桩基中，桩端阻力所占份额很小，绝大部分荷载是由桩侧摩阻力所承担，特别是桩端阻力的发挥更需相对较大的桩大位移。从这点意义讲，提高桩侧摩阻力对提高桩的承载力更有意义。⒉在后压浆工艺中，注重了压注清水的过程，即通过压注一定时间保持一定压力的清水冲开桩侧泥皮与缝隙，使浆液充填渗透更加充分，保证后压浆的效果。⒊在后压浆工艺中，注重浆液的配比与搅拌，要求使用的浆液必须二次搅拌，并采取先压稀浆再压稠浆的工艺技术措施。⒋设计的后压浆装置简单实用，便于操作，且价格低廉。1.1后压浆旋挖钻孔灌注桩的技术特点由于后压浆旋挖钻孔灌注桩是将先进的旋挖钻孔工艺与后压浆技术的有机结合，因此后压浆旋挖钻孔灌注桩表现出了与传统钻孔灌注桩更加先进的技术特点。1.1.1承载力和沉降量具有更高的承载力和较小的沉降量,与传统钻孔灌注相比可提高承载力30%～100%，而沉降量却很小。由于承载力大幅度提高，可减小桩长或桩径或桩基总数，大幅度节约工程造价。1.1.2施工速度由于旋挖钻孔的特殊技术，使得其施工速度大大加快。与传统钻孔灌注桩相比，可提高施工速度5～10倍，最高可达15倍，施工速度的提高又可大大节约工期。1.1.3环境效益与传统钻孔灌注桩相比，后压浆旋挖钻孔灌注桩不需要循环泥浆，当在地下水位较高或易坍塌的地层中施工时，也仅是采用制备的优质稳定液，泥浆排放量大大减小，既保护了环境，也节约了由于传统钻孔灌注桩排放大量泥浆而占用的土地。同时由于后压浆旋挖钻孔灌注桩不使用循环泥浆，因此可大幅度节约水资源。1.1.4施工质量后压浆旋挖钻孔灌注桩采用的先进的旋挖工艺，由旋挖钻机完成，旋挖钻机本身配置了较先进的监测孔深、孔斜、对中等电子装置。此外，旋挖钻孔是通过筒式钻斗多次的上下往返完成了成孔作业，使得孔壁更加粗糙，孔型更加完整，特别是使用预先配置的优质稳定液，在孔壁不会形成过厚的泥皮，孔底不会造成沉渣，因此施工质量更易保证。从这种意义讲，其承载能力较传统钻孔灌注桩更有保障。1.2后压浆旋挖钻孔灌注桩施工工艺流程由图1-1可以看出，后压浆旋挖钻孔灌注桩施工流程与传统钻孔灌注桩有显著的区别，①制备稳定液；②补充稳定液；③后压浆装置的安装；④开塞；⑤压注清水；⑥压浆。这些区别决定了后压浆旋挖钻孔灌注桩具有了前述优越的技术经济特点。在下面的章节中将简述旋挖钻孔工艺和后压浆工艺。场地平整场地平整制备稳定液制备稳定液设计交底测放桩位钻机就位埋设护筒设计交底测放桩位钻机就位埋设护筒补充稳定液桩位复核旋挖钻机补充稳定液桩位复核旋挖钻机钢筋制作与后压浆装置制作安装成孔验收下设钢筋笼钢筋制作与后压浆装置制作安装成孔验收下设钢筋笼下设导管下设导管二次清孔换浆不符合要求检验泥浆性能测量孔底沉渣二次清孔换浆不符合要求检验泥浆性能测量孔底沉渣符合要求搅拌砼水下浇灌砼符合要求搅拌砼水下浇灌砼开塞开塞压注清水压注清水压稀浆浆液一次搅拌浆液二次搅拌压稀浆浆液一次搅拌浆液二次搅拌压稠浆压稠浆图1-1图1-1后压浆旋挖钻孔灌注桩施工工艺流程第二章：旋挖钻孔灌注桩2.1旋挖钻机的型号目前，国内使用旋挖钻机主要由意大利和德国生产，即意大利土力公司生产的系列钻机和德国宝峨公司生产的系列钻机。近年来，我国也开始了旋挖钻机的研究和生产，如：三一重工等。旋挖钻机主要由主机、钻杆和钻头等部分组成，主机主要是履带式，又配置的柴油发动机提供动力，行走移动方便。同时，与柴油发动机提供动力，驱动动力头带动钻杆旋转。钻杆都是抽拉式。钻头则根据功能不同分为挖泥式、挖砂式、嵌岩式、螺旋式等。表(2-1)给出了目前市场上主要旋挖钻机的规格及性能参数。旋挖钻机主要性能参数一览表表（2-1）生生产厂家型号性能参数意大利土力公司司德国宝峨公司三一重工意大利意马公司三一重工R-416R-620R-622HDDBG-15BG-20SYR220HF180CSYR158最大钻孔直径（mm）15001800250018002000200018001500最大钻孔深度（m）55667751.462606048最大扭距KNmm161(35Mpa)201(35Mpa)210(35Mpa)172(35MMpa)147(30MMpa)222(35MMpa)191(35MMpa)220(30MMpa)205160最高转速（rppm）2934343528262625卸土转速（rppm）160144144157115最大钻压（KNN）120195201200200180200130主卷扬绳拉力（KN）150189200M6130M5150M6170M5212180180140付卷扬绳拉力（KN）658010080806610080发动机功率（kw）187250300140145250187172发动机型号卡特3216ATAAC卡特C9ATAAC卡特康明斯康明斯卡特卡特32160ATAAC康明斯主卷扬绳速m//min8170708060778070工作重量(t))47637052706255．5502.2钻头分类及适用范围旋挖钻孔所用的钻头根据其功能不同分为挖泥式、挖砂式、嵌岩式和螺旋式四种，（b）（a）钻头是旋挖钻孔区别于传统钻孔方式的关键，传统钻孔使用梳齿利刀钻头、球齿钻头、滚刀钻头等完成切削岩土的工作，然后将岩土由泥浆携带出孔口。旋挖钻孔则是利用筒式钻头，将钻头底部斗齿切削下来的土，直接装入筒内，然后钻杆提出，最后完成成孔作业。因此钻头是旋挖钻孔的关键，现分述如下：（b）（a）2.2.1挖泥钻头这是旋挖成孔常用的钻头。该钻头主要由两部分组成，即装土筒与切削土体的斗齿。在装土筒下部为一可开启的合叶门，合叶门上开有进土口，在进土口上安装有逆时针方向的，并有一定角度的斗齿。当钻进时斗齿切削土体，经进土口压入装土筒内，在回次进尺完成后提升钻杆至孔口外，下压开门杆开启合叶门土体即可倒出。这种钻头一般适合于有粘性的土，如：粘土、粉质粘土、粉土等。2.2.2挖砂钻头这也是常用钻头，从结构上比较这种钻头与挖泥钻头基本一致。但是为保证钻头的密封性，这种钻头的底部为双层底，双层底可以相对旋转一个角度，实现进土口的打开与关闭。钻进时进土口为打开状态，适宜进土。回次进尺结束，将钻头反转一个角度进土口关闭，钻头处于完全的封密状态，保证筒内土体不掉出筒外。这种钻头主要是基于砂性土的无粘结性而设计，主要用于砂性土的钻进。除此之外该钻头还可用于清除孔底沉渣等。2.2.3螺旋钻头它主要是依靠螺旋式叶片之间的空间收集孔底切削下来的土，切削土体则依靠最底层叶片上安装的斗齿。这种钻头主要用于地下水位以上的粘性土，适宜干法钻进。2.2.4嵌岩钻头该种钻头结构与螺旋钻头类似，只不过是在叶片之上安装了硬质合金，主要用强度较高的土体钻进，如强风化岩类、冻土等。除上述4种主要钻头外，还有没有底门的筒式钻头，这种钻头直接在装土筒底口安装了硬质合金，当遇到较硬的胶结地层时，先用该钻头钻进，将胶结层与孔壁土体切离，然后用嵌岩钻头将其破碎后用挖泥或挖砂钻头提出孔外。2.3稳定液及其制备2.3.1稳定液所需原材料及其作用稳定液是在旋挖钻孔过程中为平衡桩孔内外地下水压力差，稳定孔壁土体，防止坍塌，保证孔壁稳定的一种液体。它以水为主体，水中溶解有以膨润土为主要成分，并掺加纤维素、烧碱等各种成分。制备稳定液的各种原材料及使用目的见表(2-2)示。稳定液主要原材料及作用表(2-2)材料名称成分主要作用水H2O稳定液的主体膨润土以蒙特土为主的的粘土矿物物稳定液的主要材材料重晶石硫酸钡增加稳定液的比比重CMC羧基纤维素纳盐盐增加稳定液的粘粘度腐殖酸族分解剂剂硝基腐殖酸钠盐盐控制稳定液变质质及改善已已变质的稳稳定液木质素族分解剂剂铬铁本质素磺胺胺钠盐（FCL）烧碱NaOH控制PH值改善已变化的的稳定液2.3.1.1膨润土这是稳定液中最主要的材料，它使稳定液具有适当的粘性，能产生保护膜作用。膨润土分钙基及基类两种，后者比前者的粘性大，但易受水泥及盐分的影响，稳定性较差，使用膨润土应注意以下几点。⑴即使用同一产地的膨润土也具有不同的性质，不同产地的膨润土性质相差更大。因此，选择膨润王不能仅凭名称，应首先感观判断，然后进行必要的配比试验。⑵使用膨润土时应根据其质量来确定其浓度，同时应保证稳定液中膨润土的含量应在一定的标准浓度之上，这个标准浓度应根据地层条件来确定。2.3.1.2CMC（羧甲基纤维素）CMC是把纸浆经过化学处理后制成粉末，再加水形成粘性很稠的液体。CMC可加入到膨润土液中，以增加稳定液的粘度，工程中常用。2.3.1.3重晶石重晶石，其比重约等于4，掺用后可使稳定液的比重增加。2.3.1.4分解剂分解剂，有腐殖酸族和木质素族，主要用于改善与混凝土接触后变质的稳定液，或混进了粉砂的稳定液，改善后的稳定液可以重复使用。2.3.1.5烧碱烧碱，成分为氢氧化钠，分子式为NaOH，主要用于控制稳定液的PH值，并改善稳定液的性能。2.3.2稳定液的配合比稳定液的配合比应根据地层土的条件、钻机及工程条件来确定，一般情况下配制出的稳定液其比重应不低于1.05，在粘性土地层中，还可适当降低。表（2-3）给出了稳定液的管理标准。表（2-4）则为具有清水和膨润土时的稳定液的标准比重，而表（2-5）给出为保证孔壁的稳定性，旋挖钻孔时稳定液必要的粘度参考值。2.3.2.1稳定液的管理标准表（2-3）项目允许范围测定结果处理方法下限值上限值漏斗粘度（s）必要粘度作业粘度的1330％必要粘度以下添加膨润土和CCMC上限值以上PH超过12则废弃PH在12以下，加水或加加分解剂比重标准比重±0..0051.2标准比重以下加膨润土和CMMC或补充新新液上限值以上如因砂混入而增增加比重需需脱砂或补补充新液砂率――8％上限值以上脱砂或废弃注：①标准比重系只有清水和膨润土时的比重②必要粘度指地层所必要的粘度③作业粘度是指新配制的稳定液粘度。2.3.2.2稳定液的标准比重表（2-4）膨润土含量％标准比重468101.0251.0351.0451.0552.3.2.3稳定液必要的粘度参考值表（2-5）土质条件必要粘度s(5500/5500ccc)砂质淤泥20～23砂（N<10）>45砂（10<N<200）25～45砂（N>20）23～25混杂粘土的砂砾砾25～35砂砾>45注：㈠以下情况况，必要粘粘度的取值值要大于表表中值：①砂层连续续存在时，②地层中地地下水较高高时，③桩的直径径较大时。㈡当砂中混杂有有粘性土时时，必要粘粘度可小于于表中值。为加强稳定液的的管理，使使其尽量满满足成孔的的需求，施施工过程应应不断的测测试稳定液液的性能参参数，测试试项目主要要包括稳定定液的粘度度、比重和和含砂率。稳稳定液基本本测试项目目见表（2-6）所示：：稳定液的基本测测试项目表（2-6）测试项目测试方法粘度用粘度漏斗测试试粘度，在在粘度漏斗斗内放入500ccc的泥浆试试样，以泥泥浆全部流流出的时间间s表示粘度度比重常用泥浆比重计计测试，或或玻美液体体比重计。砂率用砂率计测试。过滤性使用过滤装置求求过滤水量量及泥饼厚厚度。必须指出，旋挖挖钻孔施工工中，几乎乎全部使用用稳定液，因因此必须重重视稳定液液的管理，才才能保证钻钻孔质量，进进而为保证证桩的施工工质量打下下良好基础础。2.4旋挖钻孔孔的施工流流程旋挖钻孔的施工工工艺流程程如下图2-1所示：设计交底制备稳定液场地平整设计交底制备稳定液场地平整桩位复核测放桩位桩位复核测放桩位钻机就位钻机就位护筒校核埋设护筒护筒校核埋设护筒钻头对中钻头对中旋挖钻进图2-1旋旋挖钻孔工工艺流程旋挖钻进及时补充稳定液及时补充稳定液成孔验收成孔验收终孔终孔钻机移下孔位钻机移下孔位根据上述旋挖钻钻孔工艺流流程，旋挖挖钻孔时应应注意如下下事项：2.4.1稳定定液制备池池的砌制施工之前应在现现场合适位位置砌制稳稳定液制备备池，稳定定液制备池池应用红砖砖砌制，内内水泥砂浆浆抹面，并并高出地面面不少于550cm。其其体积至少少应能满足足当日成孔孔量的1.2倍，保证证稳定液的的及时补充充。稳定液制备池应应分两个部部分，即沉沉淀池和稳稳定液池，沉沉淀池与稳稳定液池用用砖垟隔开开，并预留留一流水口口。沉淀池池用作从灌灌注孔口返返回的稳定定液进行沉沉淀处理，然然后流入稳稳定液池重重复利用，沉沉淀后的沉沉渣应及时时清理。2.4.2护筒筒埋设护筒埋设是旋挖挖钻孔中最最基本的工工序，但也也是最重要要的工序，应应认真对待待。旋挖成成孔埋设的的护筒与传传统钻孔埋埋设的护筒筒有所不同同。旋挖钻钻孔埋设的的护筒除防防护孔口外外，还有平平衡由钻机机自重引起起的孔口侧侧压力，因因此要求护护筒壁厚度度、护筒刚刚度必须足足够大。由由于护筒埋埋设不当引引起孔口坍坍塌，造成成工程事故故的不乏其其例。护筒直径一般应应比钻孔直直径大200cm左右右，其埋设设深度应根根据孔口地地层条件、地地下水埋藏藏条件确定定。一般当当孔口为杂杂填土或松松散的砂土土时，护筒筒长度要超超过杂填土土或砂土厚厚度，使护护筒座落在在坚实稳定定的土层上上；当地下下水埋深较较浅，护筒筒长度应超超过地下水水埋藏深度度，同时应应注意孔内内稳定液液液面应高出出地下水位位。护筒安放位置经经校核无误误后，其四四周应用粘粘性土分层层夯填，使使其密实，阻阻断稳定液液由此渗入入孔内，造造成护筒沉沉陷，孔口口坍塌。埋埋设的护筒筒应高出地地面不小于于20cmm。2.4.3严格格控制钻头头在孔内的的升降速度度因为如果快速上上下移动钻钻头，那么么水流将以以较快的速速度由钻头头外侧和孔孔壁之间的的空隙中流流过，导致致孔壁冲刷刷，有时还还可在钻头头下方产生生负压导致致孔壁坍塌塌。此外当当钻头升降降速度过快快时，引起起孔内稳定定液面起伏伏变化，还还可造成护护筒底口坍坍塌，导致致护筒沉陷陷，孔口坍坍塌。下表表（2-7）给出了了钻头在孔孔内的升降降速度参考考值。孔内钻头升降速速度参考值值桩径（mm）升降速度（m//s）7001200130015000.9730.7480.6280.575表（2-7）注：①本表适宜于砂土土和粘性土土互层情况况。②本表仅为参考值值。③在砂土为主的土土层中钻进进时，要比比在粘土钻钻进时慢。④在回次进尺完成成提升钻头头要慎重，应应缓慢提升升待一定高高度后可加加速。2.4.4稳定定液的补充充速度稳定液补充速度度应保证稳稳定液在孔孔内的高度度，在钻进进或提升钻钻头过程中中始终保持持同一液面面，特别是是不应缺浆浆，否则将将造成钻孔孔坍塌的危危险。旋挖挖钻机稳定定液补充一一般采用泵泵送方式，因因此泵的能能力应达到到一定的标标准。目前前工程上常常用的是3PNL泵。旋挖钻孔常遇问问题原因及及处理方法法表（2-8）常遇问题主要原因处理方法桩孔偏斜钻机就位不水平平调平钻机钻杆不垂直调整钻机桅杆，保保证钻杆垂垂直孔壁坍塌或缩径护筒的埋深不合合适，例如如护筒埋设设在粉细砂砂或粗砂层层中，砂土土由于渗水水容易坍塌塌，另外由由于振动冲冲击碰撞等等影响使护护筒底和周周围土体松松软引起坍坍塌。尽量将护筒座于于粘性较大大的稳定土土体上。护筒四周必须用用粘性土封封填并分层层夯实。提升钻头时，到到护筒底部部时应缓慢慢平稳。孔内稳定液液面面不够，也也就是俗称称的亏浆。注意稳定液液面面的变化，及及时补充，使使其保持合合适的位置置。钻头提升速度过过快，致使使水流以较较快的速度度由钻头外外侧和钻孔孔之间空隙隙流过冲刷刷孔壁，有有时在孔底底造成负压压而导致孔孔壁坍塌。孔内提放钻头时时一定要匀匀速，同时时应根据地地层条件及及孔径来选选择合适的的钻头提放放速度。在软土地基中，当当钻头由于于负压提升升困难时，可可边旋转边边提升。应将钻头取土筒筒做成上口口直径稍小小下口稍大大的喇叭口口形状。稳定液质量太差差。加强稳定液的管管理，及时时测定其比比重、砂率率和粘度。对不合要求的稳稳定液应重重新调整或或废弃，确确保稳定液液质量符合合目标值。桩身断面缺损稳定液与混凝土土置换性不不够好。严格控制稳定液液的质量，特特别是其含含砂率必须须符合要求求。第三章：后压浆浆技术研究究3.1后压浆装装置及其安安装前已述及后压浆浆技术与目目前国内常常用的后压压浆技术有有所区别，我我们不仅注注重桩端进进行压浆，更更侧重桩侧侧的压浆，因因此后压浆浆装置设计计及安装上上更适宜于于桩侧。后压浆装置，由由纵向压浆浆导管和环环向出浆软软管组成。纵纵向压浆导导管由外径径33.55mm的普普通钢管制制作，主要要作用是通通过该导管管将浆液导导入环向出出浆软管，压压浆导管通通至地面。环环向出浆管管由内径为为33.442mm的的优质PVC管和保护护装置组成成，即在PVC软管上向向桩身外侧侧每隔3～5cm设置一出出浆孔口，然然后用透明明胶带封缠缠，外套橡橡胶套做为为保护装置置。纵向压压浆导管和和环向出浆浆软管由三三通连接组组成了后压压浆装置。后压浆装置预先先安装在钢钢筋笼上，一一般情况后后压浆装置置安装位置置以环向出出浆软管在在桩端设置置第一道为为准，然后后向桩顶方方向每隔6～12米设置一道道，但最上上端的压浆浆装置距桩桩顶应不少少于15米，防止浆浆液溢出桩桩顶。在安安装后压浆浆装置时，纵纵向压浆导导管的长度度应根据环环向出浆软软管的位置置，在考虑虑桩顶标高高和地面标标高后计算算确定，一一般情况下下纵向压浆浆导管应高高出地面220cm。环环向出浆软软管的内径径应与钢筋筋笼外径相相等，在考考虑制作方方面的情况况下，应根根据钢筋笼笼直径进行行计算确定定。纵向压压浆钢管顺顺钢筋笼长长度方向绑绑在钢筋笼笼上，环向向出浆软管管环绕在钢钢筋外侧也也绑在钢筋筋笼上。见见图3-1所示图图3-1后压浆浆装置安装装图3.2浆液配比比及制备浆液一般选用水水泥浆，必必要时可掺掺加适量的的减水剂和和膨胀剂，以以改善浆液液性能，提提高注浆效效率。水泥泥选用强度度等级为42.55Mpa和32.55MPa的普通硅硅酸盐水泥泥。研究表明，水泥泥浆具有浓浓缩沉积的的特性，水水灰比越大大沉积速度度越快，极限限沉积率越越低。通常常在静止状状态下，水水泥沉积达达到极限稳稳定状态时时所需的时时间为40～60miin，当超过60miin时水泥浆浆的流动性性会大大降降低。随着着水灰比的的减小，极极限水泥沉沉积率不断断增大，当当水灰比低低于0.58时，极限限水泥沉积积率可达到到100%，即不再再发生扩水水沉积。根根据这一研研究结果，我我们选用两两种浆液浓浓度，即水水灰比分别别为0.6和0.8，即稠浆浆选用水灰灰比为0.6的水泥浆浆液，稀浆浆选用水灰灰比为0.8的水泥浆浆液，同时时为改善水水泥浆液的的性能，掺掺加适量的的减水剂和和膨胀剂。选选用稀浆是是为了使浆浆液充分的的渗透，注注浆效果达达到预期目目的，稠浆浆是为了使使浆液进一一步充填压压密。水泥浆液应两次次搅拌，每每次搅拌时时间不少于于10分钟，搅搅拌采用自自制的搅拌拌桶。第一一次搅拌完完成后放入入另一个搅搅拌桶。两两次搅拌的的目的是为为了使浆液液的和易性性更加良好好，有利于于压浆的效效果。3.3压浆量的的确定压浆量对后压浆浆的效果有有着极其重重要的影响响，压浆量量越大，效效果越好，但但当压浆量量达到一定定量时，其其效果增加加并不太明明显。因此此，为保证证后压浆既既达到预期期效果，又又不致造成成浪费，应应确保压入入适量的浆浆液。压浆浆量按桩端端和桩侧分分别考虑。3.3.1桩端端压浆量桩端压浆量主要要考虑了桩桩端一定范范围的土体体被加固，按按下述公式式进行结算算：Q底=knhπd22/4——————————①式中：Q底———桩端预估估压浆量mm3。h——预期加固桩端土土厚度，一一般取1.5倍的桩径径。d——桩的设计直径mm。n——桩端土孔隙率，按按勘察报告告计取。k——综合影响系数，一一般取1.0～1.5，桩端为为砂性土时时取高值，桩桩端为粘性性土时取低低值。根据上式估算公公式对于直直径为8000mm的的桩，桩端端压浆量一一般控制在在0.27～0.40mm3。如河西西电厂工程程，桩端土土为粉粘土土，桩端压压浆量按00.3m33控制，单单桩承载力力比没有压压浆的桩可可提高近1倍。3.3.2桩侧侧压浆量的的估算桩侧压浆量主要要考虑了桩桩周包裹一一定厚度的的浆液凝固固体，按凝凝固体的体体积计算，按按下式估算算Q侧=πL（δ2+2Dδ）———————②式中：Q侧———桩侧预估估压浆量m3L——设计桩长mD——设计桩径mδ——预估桩侧侧浆液包裹裹厚度，一一般取0..01m～～0.0115m。上式桩侧压浆量量估算主要要考虑了经经过后压浆浆后，在桩桩周形成了了一定厚度度的浆液固固结体，并并按浆液固固结体的平平均厚度考考虑。大量量的开挖实实侧证实浆浆液固结体体厚度在77mm～50mmm之间。3.3.3总压压浆量确定定根据上述式①和和式②，估算出出的压浆量量之和即为为单桩所需需总压浆量量Q总，即：：Q总=Q表+Q侧———————③在实际压浆施工工时，根据据估算出的的压浆量进进行各后压压浆装置压压浆量分配配。一般情情况下，建建议按桩端端压浆装置置分配30%，桩上部部压浆装置置分配30%，中间压压浆装置平平均分配40%。3.4压浆压力力的控制压浆压力包括开开塞压力、压压注清水压压力、压注注稀浆压力力和压注稠稠浆时的压压力。根据据工程实践践，开塞压压力比较大大，有时可可达10Mppa，但由于于开塞压力力是克服密密封注浆孔孔的保护装装置，因此此开塞压力力无需控制制。一般情情况开塞压压力也仅是是瞬间压力力，一旦后后压浆装置置开通后，压压力即可下下降。开塞塞所用的压压力泵其压压力应不小小于20Mppa。在注清水时的压压力应加以以控制。防防止清水在在过高压力力下向桩周周土渗透，一一般情况下下可控制在在1.0MMpa左右。压稀释浆时的压压力也应加加控制，因因为压注稀稀浆是为了了使浆液沿沿桩周渗透透距离更远远，充填更更充分，同同时应防止止浆液随意意扩散。一一般情况下下控制在1.5MMpa左右。压注稠浆时的压压力可适当当提高，因因为压注稠稠浆是为使使浆液渗透透进一步充充分密实，因因此在注稠稠浆时的压压力可控制制在2.0MMpa左右。压注清水和压浆浆一般选用用BW-1150型或BW-2250型压浆泵泵即可。3.5后压浆浆工艺流程程后压浆工艺流程程如下图所所示。压稠浆压稀浆压注清水开塞压稠浆压稀浆压注清水开塞后压浆工艺流程程图3.5.1开塞塞开塞是指将安装装在桩身上上的后压浆浆装置开通通，使其与与桩周土连连通，使浆浆液能顺利利的通过后后压浆装置置渗入桩周周土和桩侧侧孔隙中。开塞时间一般应应在桩身混混凝土灌注注完成8～12小时内完完成，即当当桩身混凝凝土达到初初凝状态时时，太早则则由于桩身身混凝土尚尚未完全凝凝固，容易易破坏桩身身。太晚则则会由于桩桩身混凝土土强度提高高而难以保保证开塞效效果。3.5.2后注注清水后压浆装置开塞塞以后尚应应继续保持持一定的压压力。并压压注不小于于5分钟的清清水，通过过压注清水水，清除并并冲开桩侧侧泥皮和缝缝隙，保证证浆液顺利利沿桩周流流动，保证证后压浆的的效果。实实践证明，压压注清水是是后压浆效效果好坏的的关键。3.5.3压浆浆时间应在桩身混凝土土灌注完成成48小时～84小时进行行。实践证证明，当时时间太早时时，浆液易易从桩顶冒冒出，从而而影响后压压浆的效果果。在石家家庄人民会会堂进行的的30根桩的试试验表明，当当在48小时内压压浆时，大大部分浆液液从桩侧冒冒出，压浆浆量仅为设设计量的60％～70％，而在48～84小时所进进行的压浆浆，全部浆浆液桩都按按设计压浆浆量压入桩桩侧，且压压力控制在在2Mpn以内。3.5.4压浆浆装置压浆时应按着先先桩顶压浆浆装置，后后桩端压浆浆装置，最最后桩中间间的压浆装装置。3.5.5.压压稠浆稀浆压完后，应应在60miin内进行压压稠浆。试试验表明，当当采用纯水水泥浆时，其其达到极限限沉积率的的时间一般般为40miin～60miin，当掺加加减水剂后后其达到极极限沉积率率的时间可可大大增加加，将超过过100mmin，因此选选择在60miin内压注稠稠浆，这时时原来已压压注的稀浆浆仍有一定定的流动性性，如果时时间再迟稠稠浆难以压压进。3.5.6压浆浆终止标准准压浆终止标准以以压浆量控控制为主，压压力控制为为辅。即首首先要保证证各压浆装装置分配估估算的压浆浆量全部压压注完毕。当当出现下列列问题时，可可采取如下下措施予以以处理。⑴当一个压浆装置置由于压力力太高浆液液压不进时时，可通过过其邻近压压浆装置将将剩余浆液液压注完毕毕。⑵当一个压浆装置置压浆量没没有达到设设计要求压压浆量时，出出现地面冒冒浆或串浆浆，可暂时时停止压浆浆，并冲洗洗压浆装置置，停止60miin后，再进进行复压，如如此反复直直到达到设设计压浆量量。⑶当某个压浆装置置达到设计计压浆量，但但仍能继续续压浆且压压力较低时时，应停止止压浆，改改用稠浆继继续压浆。3.6后压浆作作用机理通过预埋在桩身身的后压浆浆装置，将将水泥浆压压入桩端和和桩侧，水水泥浆对桩桩端土和桩桩侧土起到到渗透、填填充、压密密和固结作作用，因此此后压浆的的作用表现现有物理和和化学双重重作用，这这些作用都都将促进桩桩承载力的的提高。3.6.1后压压浆的物理理作用⑴通过水泥浆液的的渗透、填填充和压缩缩，消除了了桩端沉渣渣和虚土的的不良影响响，提高了了桩端土强强度，进而而提高桩端端阻力。⑵在压力作用下，水水泥浆液沿沿桩周通过过充填并清清除了桩侧侧泥皮的不不利影响，改改善了桩——土接触界界面，提高高了桩侧阻阻力。⑶在压力作用下，水水泥浆液通通过劈裂作作用，在桩桩周形成了了许多“浆脉”。浆脉的的形成好象象给桩生出出了许多“树根”，改变了了桩与桩周周土的接触触方式，使使桩的承载载力大幅度度提高。⑷后压浆对桩具有有显著的尺尺寸增大效效应，一方方面在桩的的径向，由由于水泥浆浆液挤密充充填了桩周周泥皮和缝缝隙，填大大了桩的平平面尺寸。开开挖证实，按按本课题研研究的压浆浆工艺可在在桩周形成成厚度为约约7～50mm的凝固体体。另一方方面在桩端端由于水泥泥浆液的充充填、劈裂裂、渗透、固固结等作用用，使桩端端一定范围围内的土体体得到加固固，使桩具具有了“扩底桩”的效果。⑸水泥浆在高压作作用下，通通过桩侧出出浆软管喷喷出，凝固固后在该位位置形成集集结固结体体，并凸出出桩身，使使得后压浆浆旋挖钻孔孔灌注桩具具有了挤扩扩支盘桩的的效应。3.6.2后压压浆的化学学作用3.6.2.11水泥的水水解和水化化反应水泥的主要成分分由CaO、SiO2、Al2O3、FeO3及SO2等组成。由由这些不同同的氧化物物分别组成成了不同的的水泥矿物物，如：硅硅酸三钙、硅硅酸二钙、铝铝酸三钙、铁铁铅酸四钙钙、硫酸钙钙等，这些些矿物与水水发生水解解和水化反反应，减少少了桩周土土中的含水水量，增加加了颗粒间间的粘结。同同时生成氧氧化铁、水水化硅酸钙钙、水化铝铝酸钙及含含水铁铝酸酸钙等化合合物，这些些化合物生生成以后，能能迅速溶解解于水直至至饱和，虽虽然此时水水分子仍然然能继续深深入水泥颗颗粒，与水水泥矿物发发生反应，但但新生物质质已不能再再溶解，只只能以分散散状态的胶胶体折出，这这些胶凝粒粒子有的自自身硬化，形形成水泥石石骨架，有有的则与周周围的具有有一定活性性的粘土颗颗粒发生反反应，这种种反应即所所谓的离子子交换团粒粒化作用和和凝硬作用用。3.6.2.22离子交换换团粒化作作用粘土作为一个多多相散布系系和水结合合时就表现现出一般的的胶体特征征，土中含含量最高的的SiO2遇水后形形成硅酸胶胶体微粒，其其表面带有有钠离子（Na+）或钾离离子（K＋），它它们能和水水泥水化生生成的Ca(OOH)2，Ca(OOH)2中的钙离离子（Ca++）进行当当量吸附交交换，使较较小的土颗颗粒形成较较大的团粒粒，从而使使土的强度度提高。水泥水化物的凝凝胶粒子的的表面积比比原来水泥泥颗粒大1000倍左右，因因而产生很很大的表面面能，有强强烈的吸附附性能，能能使较大的的土团粒进进一步结合合起来，形形成水泥土土的团粒结结构，并封封闭各土团团之间的空空隙，形成成坚硬的连连结，可使使水泥土的的强度进一一步提高。在在砂砾类土土层中则表表现出了我我们通常所所说的混凝凝土的性质质。3.6.2.33凝硬反应应随着水泥水化反反应的深入入，溶液中中析出大量量的钙离子子，当其数数量超过上上述离子交交换的需要要量后，则则在碱性环环境中能使使组成粘土土矿物的二二氧化硅、三三氧化铝的的一部分或或大部分与与钙离子进进行化学反反应，生成成不溶于水水的稳定的的结晶化合合物。这些些化合物在在水中和空空气中逐渐渐硬化，提提高了土的的强度。总而言之，后压压浆加固桩桩周土的机机理可概括括为：化学学胶凝作用用、充填胶胶结作用、离离子交换作作用、加筋筋效应和固固化效应。正正是这一系系列的物理理化学作用用，使得后后压浆后桩桩周土桩端端土的桩—土界面形形式有了根根本性改善善，桩周土土桩端土强强度大幅度度提高，从从而使单桩桩承载能力力也大幅度度提高。3.7后压浆旋旋挖钻孔灌灌注桩承载载力估算大量的工程实践践证明，后后压浆旋挖挖钻孔灌注注桩可大幅幅度的提高高桩的承载载力。其机机理在于通通过后压浆浆和旋挖钻钻孔改变了了桩—土工作界界面，提高高了桩侧摩摩阻力和桩桩端阻力。对后压浆旋挖钻钻孔灌注桩桩单桩极限限承载力，可可按下式进进行估算：：Quk=k1u∑∑qsiLi+k2ApqP——————=4\*GB3④式中：Quk———单桩极限限承载力标标准值（KN）。u——桩的周长（mmm）。qsi——各层土土极限摩阻阻力标准值值（KPa），可根根据勘察报报告取值。Li——桩在各层土中的的长度（m）。AP——桩身截面积（mm2）。qP——桩端土极限阻力力标准值（KPa），可根根据勘察报报告取值。k1——桩侧土摩阻力综综合提高系系数，建议议取1.5～1.8。k2——桩端土端阻力综综合提高系系数，建议议取1.0～1.3。式③中k1、k2综合提高系数，反反映了由后后压浆和旋旋挖钻孔引引起的桩侧侧摩阻力和和桩端阻力力的提高程程度，建议议当桩侧土土和桩端土土以砂性土土为主时取取高值，当当桩侧土和和桩端土以以粘性土为为主时取低低值。应该指出，上述述式③仅是后压压浆旋挖钻钻孔灌注桩桩的估算公公式，可在在桩基初步步设计中采采用，施工工图设计时时，建议按按规范规定定进行必要要的静载荷荷试验，以以准确确定定桩的承载载力。3.8后压浆旋旋挖钻孔灌灌注桩检测测方法目前，国内外普普遍使用的的桩基检测测技术主要要有静载荷荷试验法、声声波透身法法、应力波波反射法、高高应变动力力试桩法、动动静法（或或称拟静法法）。根据据后压浆旋旋挖钻孔灌灌注桩的技技术特点，尽尽管压浆后后，桩—土工作界界面有所改改变，但其其仍是一弹弹性杆件，仍仍适用于一一维波动理理论，因此此建议采用用静载荷试试验、应力力反射法、高高应变动力力试桩法进进行承载力力和桩身完完整性检测测。3.8.1静载载荷试验法法单桩竖向抗压静静载荷试验验采用接近近于实际工工作条件的的试验方法法，确定单单桩竖向抗抗压承载力力。是目前前检测承载载力最直观观、最可靠靠的试验方方法。工程桩进行施工工前，在工工程现场选选择工程地地质条件有有代表性的的区域，先先施工与拟拟设计桩的的规格一致致的试验桩桩进行静载载荷试验，以以确定设计计参数的合合理性和施施工工艺的的可行性。需需要时，也也可在桩身身埋设测量量桩身应力力、应变、位位移、桩底底反力的传传感器和位位移杆，测测定桩分层层侧阻力和和端阻力。按照《建筑地基基基础设计计规范》（GB50007—2002）规定，为为了保证桩桩设计的可可靠性，同同一条件下下试桩数量量不宜少于于10%，且不少少于3根。对于于为设计提提供依据的的静载荷试试验应加载载至破坏荷荷载，即应应进行到能能确定单桩桩极限承载载力为止。3.8.2应力力波反射法法目前，国内外普普遍采用瞬瞬态冲击方方式，通过过实测桩顶顶加速度或或速度响应应时域曲线线，借一维维波动理论论分析来判判定基桩的的完整性。用应力波反射法法检测基桩桩完整性，根根据《规范范》规定将将桩身完整整性划分为为四类，根根据实测时时域幅频信信参特征进进行桩身完完整性，判判定分类见见表桩身完整性判定定特征表类别时域信参特征幅频信参特征Ⅰ2L/C时刻无无缺陷反射射波，桩底底反射清晰晰。桩底端振峰排列列基本等间间距，其相相邻频差△f≈C/2L。Ⅱ2L/C时刻前前出现轻微微缺陷反射射波，有桩桩底反射。桩底端峰排列基基本等间距距，其相邻邻频差△f≈C/2L，轻微微缺陷产生生的消振峰峰与桩峰与与桩底之间间的频差△f〉C/2L。Ⅲ有明显的缺陷反反射波，其其它特征介介于Ⅱ和Ⅳ类之间Ⅳ2L/C时刻前前出现严重重缺陷反射射或周期性性反射波，无无桩底反射射，或因桩桩身浅部严严重缺陷使使波形呈现现低频大振振幅衰减振振动，无桩桩底反射。缺陷端振峰排列列基本等间间距，相邻邻频差△f〉C/2L，无桩桩底端振峰峰，或因桩桩身浅部严严重缺陷出出现单一端端振峰，无无桩底端振振峰。应力反射波检测测桩身完整整性的检测测数量，要要求：①柱下桩或或三桩以下下承台，抽抽检数不得得少于1根，即每每个承台下下基桩至少少要检测1根；②抽检数量量不得少于于总桩数的的20%，且不少少于10根。对设设计等级为为甲级，地地质条件复复杂，或桩桩施工质量量可靠性低低的工程，则则不应少于于总桩数的的30%且不得少少于20根。桩身完整性分类类则按下表表进行。桩身完整性分类类表桩身完整性类别别分类原则Ⅰ类桩桩身完整。Ⅱ类桩桩身有轻微缺陷陷，不会影影响桩身结结构承载力力的正常发发挥。Ⅲ类桩桩身明显缺陷，对对桩身结构构承载力有有影响。Ⅳ类桩桩身存在严重缺缺陷。3.8.3高应应变动力试试桩法高应变动力试桩桩法主要用用于判定单单桩竖向抗抗压承载力力是否满足足设计要求求，可作为为单桩竖向向抗压承载载力验收检检测的补充充，同时可可作为对低低应变检测测桩身完整整性的一种种补充，抽抽检数量为为总桩数的的5%，且不少少于5根。第四章：现场试试验研究后压浆旋挖钻孔孔灌注桩在在内蒙古华华电包头河河西电厂工工程中的应应用一、前言内蒙古华电包头头一期2×6000MW机组工程程桩基试桩桩由西北电电力设计院院设计，通通过试桩试试验结果后后压浆工艺艺可提高桩桩基承载力力达90%以上且施施工进度快快、安全、环环保，由此此本工程选选择采用了了后压浆旋旋挖钻孔灌灌注桩工艺艺。二、工程概况内蒙古华电包头头一期2××600MMW机组工程程位于内蒙蒙古包头市市巴尔泰行行政村南侧侧，距市中心心8km，其北侧紧紧临南绕城城公路，交交通便利。包头是内蒙古自自治区最大大的工业城城市，随着着建设经济济强市步伐伐不断加快快，有力地地带动了用用电量的增增长，电量量增长势头头十分强劲劲。今后几几年，随着着一些重大大工业项目目的实施，包包头地区的的电力供应应将日趋紧紧张，电力力发展的速速度已经出出现制约国国民经济发发展的趋势势。华电包头河西电电厂为新建建工程，规规划容量44000MW（4×6000MW++2×10000MWW），一期期工程建设设2×6000MW燃煤纯凝凝发电机组组，主要解解决包头地地区“十五”左右的电电力缺额，同同时增加蒙蒙西电网的的东送电力力，远期机机组主要通通过蒙西电电网向京津津唐电网送送电。厂址位于包头市市境内巴尔尔泰行政村村南侧，包包头500kkV变电所北北侧，地形形较为平坦坦，交通方方便。厂区区地貌单元元为山前冲冲积平原，原原始地面标标高在10222.2～10299.2m之间间，总体呈呈东北高、西西南低。场场平后地面面标高一般般在10226m左右右。厂区附附近未发现现滑坡、危危岩和崩塌塌、泥石流流、采空区区等不良地地质作用。本工程设计工程程桩2583根，设计计砼方量4401544m3，设计桩桩径8000mm，设设计桩长从从26米到38米不等。根据合同要求，本本工程于22004年4月10日开工，至2004年11月完成锅锅炉、主厂厂房及冷却却塔及其他他附属建筑筑的桩基施施工。三、工程地质条条件依据勘察报告提提供的地层层情况，现现将与本次次桩基施工工有关的地地层条件分述述如下：本场区勘察深度度范围内，地地基土自上上而下共分分为10大层，在在大层中根根据其力学学性质的差差异，又分分出6个亚层，各各层土的岩岩性特征描描述如下：：①素填土:黄绿色色～黄褐色色,局部为黄黄绿色,成分以粉粉土为主,局部为粉粉质粘土,松散状,局部含有有植物根系系。厚度一一般0.40～2.20mm，平均1..13m。②粉土:黄色～黄褐色,,稍湿～湿,中密,土质较均均匀,偶含云母,局部为粉粉质粘土,夹粉细砂砂。场区普普遍分布，厚厚度一般0.500-7.660m,平均3.110m。③含砾中砂:黄色色～黄褐色色，饱和，中中密。上部部有粉细砂砂薄层，局局部为粗砂砂。厚度一一般0.400-8.550m,平均2.883m。④粉质粘土:褐黄黄～黄绿色色，可塑～～硬塑，局局部呈软塑塑状。局部部为粉土、粘粘土，偶夹夹粉砂及云云母碎片。土土质不均匀匀。场区普普遍分布，厚厚度:一般0.40～6.50mm,平均1.883m。⑤粉质粘土:灰～～灰黑色，可可塑～硬塑塑，局部软软塑。可见见水平层理理,含有机质,有腥臭味味，夹泥炭炭及细砂夹夹层。河湖湖相沉积，相相变频繁。土土质不均匀匀、性质变变化大。场场区普遍分分布，厚度度一般2.60～13.200m,平均8.229m。⑤-1粘土:灰黑色，可塑～～软塑,含有机质,有腥臭味味，以夹层层或透镜体体形式分布布。厚度一一般0.50～6.00mm,平均2.337m。⑥粉细砂:灰黑色色，饱和，中中密～密实实。局部为为中粗砂夹夹砾砂，含含云母，级级配不良。厚厚度一般0.50～5.20mm,平均2.885m。⑦粉质粘土:灰～～灰黑色，可可塑～硬塑塑，局部呈呈软塑。层层状结构，含含有机质，有有腥臭味,夹粉土、粘粘土、泥炭炭及细砂夹夹层。河湖湖相沉积,相变频繁繁。土质不不均匀、性性质变化大大。厚度一一般5.00～19.100m,平均12..05m。⑦-1粘土:灰黑色，可塑，局局部为软塑塑,含有机质质，有腥臭臭味，以夹夹层或透镜镜体形式分分布。⑦-2含砾粉质粘土::灰～灰黑黑色,可塑～硬硬塑,局部坚硬硬，含砾，其其粒径一般般20～50mm，以夹层层或透镜体体形式分布布于⑦层下部。⑧高岭石粘土矿物物及碳酸盐盐类矿物（文文石）:灰白～白白色,稍湿～湿湿。主要矿矿物为高岭岭石粘土矿矿物,占65-880%；其次为为碳酸盐类类矿物，占占20-330%，暗色颗颗粒5%左右。经经化学成分分分析，主主要为碳酸酸镁，其中中MgO占41.337-422.65%%，CO2占49.993-500.4%。含有机机质,有腥臭味味；溶于酸酸,比重小，滴滴加稀盐酸酸剧烈起泡泡。工程性性状相差很很大,在不同高高程、不同同地段呈现现完全不同同的工程特特性,一般呈土土状或豆腐腐渣状；局局部呈半成成岩状,岩块坚硬硬完整,锤击不碎碎。该层顶顶部一般形形成硬壳状状，裂隙发发育，本次次个别勘探探孔中发现现有0.50～0.70mm的掉钻现现象，分析析认为可能能是局部溶溶蚀形成的的空洞。根根据区域沉沉积环境分分析，该层层为二次搬搬运所形成成。场区普普遍分布，厚厚度一般0.550～7.80mm,平均2.881m。⑨粉土:黄褐色,湿～很很湿,稍密～中中密。偶含含云母,夹粉细砂,局部为粉粉质粘土。场场区普遍分分布，厚度度一般5.700-15..00m,,平均11..59m。⑨-1粘土:黄褐色,可塑，局局部为软塑塑,以夹层或或透镜体形形式分布。⑩中粗砂:黄褐褐色～棕黄黄色,局部为灰灰色,饱和,中密～密密实。局部部半胶结,含砾砂、云云母,级配不良良，未揭穿穿。⑩-1粘土:棕黄色，可塑～～硬塑，未未揭穿。⑩-2粉土:棕黄色,饱和,,稍密～中中密，未穿穿透。四、后压浆旋挖挖钻孔灌注注桩的技术术特点后压浆旋挖钻孔孔灌注桩是是一种新兴兴桩型，旋旋挖钻孔的的先进工艺艺辅以桩测测后压浆技技术，从成成孔速度、桩桩基承载力力和安全环环保等方面面都比传统统的循环成成孔方法有有了很大的的提高。1、旋挖钻孔工艺艺是通过钻钻杆带动特特制的旋挖挖钻头，在在孔底全断断面切削土土层，通过过旋挖钻头头直接在孔孔底取土后后提升至地地面，如此此反复循环环成孔，传传统钻孔是是将土变为为细颗粒由由循环泥浆浆带出而形形成钻孔。旋旋挖钻孔的的施工效率率是传统钻钻孔的5-10倍。2、由于旋挖钻孔孔灌注桩先先进的成孔孔工艺，孔孔壁不形成成泥皮，此此外钻头多多次上下往往返可充分分保证孔径径符合设计计要求，并并保持孔壁壁粗糙，使使桩土之间间咬合效果果好，再辅辅以后压浆浆工艺使桩桩周土与桩桩身之间挤挤压力明显显增大，提提高桩侧摩摩阻力。另另外，由于于旋挖钻头头形成平的的孔底，大大大提高桩桩端阻力，从从而使桩基基承载力较较预估承载载力提高很很多。3、施工质量容易易保证。旋旋挖钻机在在操作室内内配置有自自动整平、垂垂直度校准准、钻孔深深度控制仪仪，影响桩桩基施工质质量的技术术参数得到到了有效控控制，充分分保证了桩桩质量。4、对环境污染小小。旋挖钻钻孔灌注桩桩不需要循循环泥浆，因因此没有大大量的泥浆浆，对环境境无污染，也也节省了大大量的排污污费用。根根据经验传传统的钻孔孔灌注桩产产生的泥浆浆量大约为为成孔体积积的2.5～3.0倍，而旋旋挖钻孔由由于泥浆可可重复使用用，最大量量也仅与钻钻孔体积相相等，能较较好的满足足城市环保保要求，因因此，旋挖挖钻孔灌注注桩施工工工艺被称为为“绿色施工工工艺”。五、后压浆旋挖挖钻孔灌注注桩的技术术经济特点点分析1、试桩的内容及及结果本工程试桩共设设计6组，桩径径800mmm，A型桩3组桩长约约45米，B型桩3组桩长约约28米。检测结结果如下：：⑴A1、A2、A3试桩加载至122000KKN时桩头均均出现了不不同程度的的裂缝，随随即停止试试验，故其其竖向抗压压极限承载载力可取120000KN。⑵B1试桩（未压浆）在在加载至54000KN时破坏，Q～S曲线发生生陡降，s～lgt曲线也出出现明显向向下弯曲，其其竖向抗压压极限承载载力为48000KN。⑶B2试桩加载至100000KKN时破坏，其其竖向抗压压极限承载载力为90000KN，B3试桩在加加载至120000KN时破坏，其其竖向抗压压极限承载载力为110000KN。⑷试桩结果均比预预估承载力力有很大提提高，预估估承载力及及实测承载载力对比如如下：桩号桩径实际桩长单桩竖向极限承承载力建议承载力特征征值预估承载力特征征值桩基破坏形式A180044.21200060004000桩头开裂A280044.11200060004000桩头开裂A380044.1120006004000桩头开裂B180027.5480024003000加速下沉B280027.2900045003000加速下沉B380027.21100055003000加速下沉⑸为了检验后压浆浆技术对桩桩的承载力力影响大小小B1桩未进行行后压浆，与与同桩型B型桩相比比其单桩极极限承载力力低了约50%。由此证证明后压浆浆技术对桩桩基承载力力的提高有有着非常大大的作用。2、后压浆旋挖钻钻孔灌注桩桩的技术经经济效果⑴经济成本评价根据试桩得出的的结论，后后压浆工艺艺使桩基承承载力有了了较大的提提高，因此此在工程桩桩设计时，根根据试桩报报告的建议议对桩长进进行了优化化，A型桩根据据上部荷载载等具体情情况设计桩桩长为34～38米，比试试桩43～45米平均减减少了8米/根。本工工程共设计计A型桩1266根，合计计节约砼约约50888m3，比型桩桩根据实际际情况设计计桩长为226米，比试桩27～28米减少了了1米/根，本工工程设计B型桩1317根，合计计节约砼约约661mm3。仅此一一项就节约约工程造价价约618万元。⑵施工效率评价后压浆旋挖钻孔孔灌注桩机机械化施工工程度高，施施工效率比比常规钻孔孔灌注桩高高的多，每每台旋挖钻钻机施工338米桩日成桩桩可达到6～8根，而传传统回转钻钻机日成桩桩最多为1根，本工工程2583根桩，旋旋挖钻机与与回转钻机机同样投入入8台施工的的情况下，旋旋挖钻孔可可比常规回回转钻孔提提前115天完成。它它的施工效效率是常规规钻机所无无法比拟的的，工期的的提前意味味着成本的的节约，且且后压浆旋旋挖钻孔灌灌注桩无泥泥浆污染比比回转钻孔孔在环保方方面有更大大的优势，因因此后压浆浆旋挖钻孔孔灌注桩，从从技术经济济角度分析析试科学的的，先进的的，是一种种最优方案案的选择。⑶环保效益评价重视环境保护已已成为当今今世界的主主流，后压压浆旋挖钻钻孔灌注桩桩成孔的原原理使用特特制的旋挖挖钻头直接接切削提运运土体形成成钻孔，而而不是常规规钻孔使用用泥浆携带带土体形成成钻孔，因因此旋挖成成孔工艺不不使用循环环泥浆，特特别适当地地质条件适适合时还可可采用干法法成孔，这这是旋挖钻钻孔灌注桩桩对环境保保护的一大大贡献。按按经验常规规钻孔产生生的泥浆量量大约为成成孔体积的的2.5～3.0倍，以华华电包头河河西电厂为为例，如采采用常规钻钻孔产生的的泥浆量约约为13万立方，而而采用旋挖挖钻孔灌注注桩由于稳稳定液可重重复利用，基基本不用外外排，满足足了环保的的要求，也也节约了大大量的泥浆浆需占用的的土地费用用。六、后压浆旋挖挖钻孔灌注注桩的检测测结果根据设计要求，本本工程对主主厂房桩基基进行了10%低应变动动力检测和和5%高应变动动力检测。在在主厂房134根工程桩桩低应变动动力检测中中，Ⅰ类桩占检检测桩数的的91%以上，电电除尘5根桩的基基桩高应变变动力检测测，结果表表明：该5根桩的单单桩极限承承载力范围围为7584～92633KN，平均值值为83666KN，实测单单桩承载力力特征值平平均值为41833KN，满足本本工程电除除尘单元单单桩承载力力特征值38000KN的设计要要求。主厂厂房锅炉、集集控楼、汽汽机房、烟烟囱及除氧氧煤仓间等等到单元67根工程桩桩的基桩高高应变动力力检测，结结果表明：：其单桩极极限承载力力范围为9087～127770KN，平均值值为105993KN，实测单单桩特征值值平均为52977KN，满足本本工程锅炉炉、集控楼楼、汽轮机机、烟囱及及除氧煤仓仓间单元单单桩承载力力特征值45000KN的设计要要求。在本工程1#、2#冷却塔中中，分别布布桩420根，其中中，环基200根，塔芯220根，桩径径均为8000mm，桩桩长为277.5m（1#冷却塔）和和26m（2#冷却塔）。根根据图纸设设计说明，环环基基桩低低应变动力力检测数量量为20%，塔芯基基桩低应变变检测数量量为100%，高应变变动力检测测为5%，单桩水水平静荷载载试验在环环基内进行行，检测数数量为1%。在1#冷却塔低低应变动力力检测中，Ⅰ类桩占检检测总桩数数的96%以上，2#冷却塔低低应变动力力检测中，Ⅰ类桩占检检测总桩数数的91%以上；在在高应变动动力检测中中，1#冷却塔21根受检桩桩的单桩极极限承载力力范围为70022KN～90333KN，平均值值为79055KN，满足本本工程设计计的单桩极极限承载力力70000KN要求。在在高应变动动力检测中中，2#冷却塔21根受检桩桩的单桩极极限承载力力范围为70433KN～87566KN，平均值值为78566KN，满足本本工程设计计的单桩极极限承载力力70000KN要求。以上检测结果证证实，后压压浆旋挖钻钻孔灌注桩桩=1\*ROMANI类桩可达90%以上，说说明了后压压浆旋挖钻钻孔灌注桩桩有更优良良的施工质质量。七、小结后压浆旋挖钻孔孔灌注桩作作为一种新新型、先进进的桩型。此此次在内蒙蒙古华电包包头一期2×6000MW机组工程程桩基工程程中的成功功应用证明明了后压浆浆旋挖钻孔孔灌注桩的的技术经济济优势。后压浆旋挖钻孔孔灌注桩其其有承载力力高，沉降降小，施工工速度快，施施工质量易易保证，且且不需要循循环泥浆，避避免了传统统钻孔灌注注桩使用循循环泥浆、造造成环境污污染等一系系列技术特特点。为了了进一步研研究后压浆浆旋挖钻孔孔灌注桩的的技术性能能，结合工工程实际，通通过在桩身身预埋电子子传感器，研研究了后压压浆旋挖钻钻孔灌注桩桩的荷载传传递特性，得得出了许多多有意义的的结论。与传统钻孔灌注注桩相比，后后压浆旋挖挖钻孔灌注注桩的承载载力有大幅幅度提高，与与规范计算算值相比增增幅在70%以上。最最大增幅为为222..5%，没有后后压浆的旋旋挖钻孔灌灌注桩增幅幅不超过50%，传统钻钻孔灌注桩桩基本与规规范计算值值相近。包头地区地区进进行的后压压浆旋挖钻钻孔灌注桩桩与没有后后压浆的钻钻孔灌注桩桩和旋挖钻钻孔灌注桩桩静载荷试试验Q～S曲线。包头河西电厂QQ～S曲线由此图可以看出出，与没有有后压浆的的桩相比，后后压浆旋挖挖钻孔灌注注桩的承载载能力大幅幅度提高，而而沉降都很很小，充分分证明后压压浆旋挖钻钻孔灌注桩桩的技术效效果。通过大量的现场场试验，可可以得出如如下结论：：⒈后压浆旋挖钻孔孔灌注桩可可以大幅度度提高桩的的承载力。⒉后压浆旋挖钻孔孔灌注桩表表现为摩擦擦桩或摩擦擦端承桩的的特性，桩桩的承载力力几乎全部部由桩侧摩摩阻承担。即即使在极限限荷载作用用下，桩端端阻力占桩桩顶总荷载载的比例也也非常低。⒊后压浆和旋挖钻钻孔技术可可以改变桩桩周土工作作界面，大大幅度的提提高桩侧摩摩阻力和桩桩端阻力。⒋试验证明，在注注重提高桩桩端阻力的的同时，更更应侧重通通过一定的的技术手段段提高桩侧侧摩阻力。事事实证明，提提高桩侧摩摩阻力对提提高桩的承承载力更具具工程意义义。第五章：结论通过研究可以得得出如下结结论：⒈钻孔灌注桩已成成为当前工工程建设领领域最重要要的基础形形式之一，为为了获得更更高的承载载力满足工工程需要，钻钻孔灌注桩桩已向超深深超大方向向发展。此此外，工程程界与学术术界也正试试图通过提提高钻孔灌灌注桩施工工质量，改改变桩土工工作界面的的形状来获获得更高的的承载力。⒉旋挖钻孔以其无无与相比的的技术优势势，已广泛泛应用于桩桩基施工领领域，其具具有成孔速速度快，不不需要循环环泥浆护壁壁，成孔质质量更易保保证，可节节约大量的的土地资源源的水资源源等特点。其其施工过程程应注重加加强稳定液液的管理，以以保证钻孔孔质量和灌灌注桩桩身身质量。⒊后压浆技术是提提高钻孔灌灌注桩承载载力的较先先进的技术术手段，目目前已开始始应用于工工程领域，通通过预埋在在桩身的注注浆管对桩桩端土或桩桩端沉渣实实施压力注注浆，浆液液在压力作作用下通过过渗透、填填充、劈裂裂、压密和和固结等一一系列作用用，使桩端端土和桩端端沉渣得到到加固，强强度提高，从从而提高桩桩端阻力，同同时也对桩桩身下部一一定范围内内的桩侧土土进行加固固，提高了了桩侧阻力力，使桩的的承载力得得到提高。⒋试验表明，在桩桩的承载力力中，桩侧侧摩阻力占占据更大的的比重，桩桩端阻力占占据较小的的比重，因因此从这点点讲，提高高桩侧摩阻阻力更具工工程意义。⒌后压浆旋挖钻孔孔技术是将将先进的旋旋挖钻孔技技术与先进进的后压浆浆技术有机机结合，开开