灌注桩后注浆技术原理与工程实践

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灌注桩的承载性能与桩的几何尺寸、桩身强度、桩土间的相互作用效应等因素有关。桩土间的相互作用效应主要表现为桩侧摩阻力和桩端阻力的大小及其作用特性。根据大量的工程实践和研究成果，桩侧摩阻力和桩端阻力的大小及其作用特性除与土层条件等因素有关外，还受施工工艺的影响。工艺因素的影响主要表现为：①灌注桩施工工序较多，施工工期较长，在施工过程中，可能遇到复杂的地质条件和孔内事故；②施工单位的机械设备、施工工艺、技术水平和管理水平差别很大，桩基施工的质量差异性大；③灌注桩施工采用泥浆护壁，必然在孔壁形成泥皮，在孔底残留沉渣和扰动桩端土体，从而大大降低桩侧摩阻力和桩端阻力，使桩的承载力大幅降低，不能发挥其强度潜能。而且，这些影响因素具有很大的随机性，使钻孔灌注桩的承载性能往往表现出很大的离散性，不仅造成资源的严重浪费，还大大降低了钻孔灌注桩工程质量的可靠性。同时，由于桩越长，桩径越大，所面临的问题也就越多。施工中从钻孔、清孑L到下钢筋笼、灌注的各个环节面临的风险更大，施工工艺本身存在的缺陷表现越明显，影响施工质量的因素会很多，可靠性也更差。为保证桩的承载力达到要求，缩短桩长或提高桩的承载力，采用后注浆技术是一种廉价和可靠的方法。另外，后注浆可减少桩基施工的人为影响及施工质量的差异性，使桩基性能的可靠度得到提高，对确保工程质量具有重要意义。后注浆技术以往主要应用于城市建设中的高层建筑，其桩径、桩长一般较小。近年来，随着工程实践的发展，超长大直径桥梁桩开始应用该项技术，如杭州湾跨海大桥、苏通大桥、甬江铁路特大桥等。后注浆技术以往主要应用于持力层以砂土为主的建筑，随着工程实践的发展，在黏性土和嵌岩桩中应用后注浆技术也取得了良好的效果。在对灌注桩进行注浆时，浆液在土层中往往以充填、渗透、挤密和劈裂等多种形式与土体相互作用，改变土体原有的结构，进而改变土体初始应力场和位移场。但到目前为止，注浆对土体强化加固的内在机制尚不明确，一些问题还无法解释，理论研究还远远滞后于工程实践。《灌注桩后注浆技术原理与工程实践》总结了作者多年来在后注浆作用机理、工程应用和数值计算等方面的研究成果，希望有助于后注浆技术的完善和发展。