一、灌注桩后压浆的加固方法

      灌注桩后压浆的加固是以压浆泵将配制好的水泥浆增压压入桩身内管，通过桩底或桩侧注浆阀注入周围介质。底压浆时浆液通过渗入(粗粒土)和劈裂(细粒土)作用压入桩底沉渣和周围一定范围的土体中，并沿土软弱界面上扩至桩底以上10~20m甚至更高范围。侧注浆时，浆液通过渗入和劈裂注入注浆点以上的桩土界面一定高度和桩周一定范围的土体中。压浆压力根据地层性质和深度而定，风化岩所需压力最高，软土所需压力最低。

      灌注桩后压浆借助于事先安设于桩身内的构件进行压浆以达到加固目的，或者通过桩端与地基间的界面或沉渣进行压浆以使桩身有效地将荷载传递到持力层上，或者通过对地基“后灌浆”以达到桩基加固目的。另外，还可对桩身缺损部位进行修补。

1、借桩内预设构件进行压浆加固

      这种方法一般用来改善桩身摩擦和桩端支承情况。方法是使用一个外径508mm、壁厚11mm的钢管及装在其内部的内径为160mm的内管所组成的套管使后灌浆通过单向阀按照不连续的1m间隔进行压浆。

      在遇到持力层中存在较大溶洞的情况时，对这类岩溶空穴地基的桩端支承加固，“吊篮式结构”方案如图6-1所示。其方法是在判断可能有岩溶空穴处，钻(或挖)孔并放入钢筋笼。桩的坡脚段长为600~800mm，然后放置入吊篮。吊篮上装接有两根直径300mm的管子，吊篮内装有粗砂砾，它的作用主要是灌浆成形和分配压力。接着浇注混凝土并抽去吊篮，再罩盖每个管子位置进行钻孔并至少达到岩溶空穴下面1.00m深处。再从钻孔底部到桩坡脚以上至少1.0m处放置一个带帆布模套的圈梁，接着灌浆和浇注混凝土，同时使空腔内的模套充气直至约为 直径600mm。模套起着围封的作用，以防止浆液漫流。

      工程实践中采用自桩台向桩身钻孔的方法替代桩内预设构件，也能达到预期的加固效果。

2、桩端压浆

      在灌注桩成桩过程中，孔底沉渣清理不充分、厚度过大，成孔过程中导致的孔壁坍塌、开裂，孔底清理与混凝土浇注之间的耽误以及混凝土的无效凝结等原因，可能导致桩端支承力减弱或丧失。在这些情况下，需要对桩端基础进行修补加固。另外，桩的承载力未能达到设计要求的原因还可能是由于桩的设置未达到足够的深度或桩尖嵌入持力层的深度不够。此问题往往是在建筑物施工的中途或竣工后才发现的，难以采取常规方法予以解决，这些问题可以利用桩端灌浆较好地解决。

      桩端压浆是通过压浆管将浆液压入桩端，如图6-2所示。其作用是加固了沉渣和桩底土体形成扩大头增加桩底面积，并且随着浆液沿着周土体向上入渗，也改善了桩底以上的一段桩周土体，使桩的承载力得以提高。

       使用的浆液视地基岩土类型而定。对于密实砂层，由于其密度较高，孔隙小，一般浆材难以进入孔隙中，必须采用渗透性良好、强度高的灌浆材料进行压力灌注，最好是使用水泥砂浆。

       用于灌注桩修补加固时，可利用钻孔抽芯孔分段自下而上向桩身进行后压浆补强。 压浆可以采用复合注浆的方式，先压注高强度的水泥浆，如机械条件允许，最好是使用水泥砂浆。灌水泥浆是为了先充填那些较大水泥颗粒能够进入孔隙或微裂缝。在灌注水泥浆之后约7~10d，再进行第二次注浆——高分子化学材料注浆，选用具有良好可灌性和加固体强度的高分子化学浆材以较高压力注入桩身，以补充渗填那些水泥浆渗不进的小孔隙，完成桩体的最后加固。工程中应用较多的以“水玻璃-水”为主的注浆材料，由于水玻璃与水接触后产生的硅胶具有粘一塑性质，当用水玻璃浆液加固砂土时，应注意砂层应为细颗粒并充分考虑注浆固结体的蠕变特性。

3、桩侧压浆

      桩侧压浆如图6-3所示。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。

       当浆液的压力很大时，浆液可渗透到土体中，与桩侧土体相结合。相当于增大了桩径，从而提高了单桩承载力。

       对桩端及桩身的加固往往可以同时进行。但建筑物竣工后，由于桩台和群桩本身的挤压作用使得桩台底部及桩身周围软土的密实度高于地基内其它部位的土。按照劈裂灌浆的工作原理，灌注的浆液应向桩台底及桩身 以外的方向割裂流动，这就给桩尖和桩身加固带来一定困难。但一般经过少量多次灌浆或专门对桩台以外区域进行围封之后，向外流动的通路逐渐被堵塞，浆液改向桩尖或桩身方向割裂，由浆液在接触面或桩底缺损部分的凝结，最终达到提高桩侧摩阻力和加固桩端基础的目的。

4、压浆修补桩的缺损部位

       应用压浆修补混凝土桩的缺损部位时，多使用化学灌浆，如非水溶性聚氨酯浆液、环氧树脂类浆液以及不饱和聚酯类浆液等灌浆材料。 一般用于修补混凝土裂缝的灌浆材料以环氧树脂类为主，浆液粘度可以进行选择，从几厘泊到几千厘泊( 厘泊为动力粘度的最小单位)。 在灌浆用于修补混凝土缺陷的某些情况下，为减少高分子浆材的用量，可先进行高标号水泥浆的压力灌浆充填后，才进行化学灌浆。

      在进行化学灌浆时，还必须注意所用浆材对环境没有危害和考虑怎样避免或减少所用浆材的污染性，而且确认它们的加固或防渗效果是持久的。

二、后压浆桩基的工作机理

1、加固机理

       桩端压浆，可以提高单桩承载力。 在桩端压注浆液(如水泥浆液)，浆液首先将渗透到最疏松的桩端沉渣间隙中，形成水泥凝结块，从而消除孔底沉渣的不良影响。浆液进一步向桩端持力层中渗透，在桩端形成“梨形体”，“梨形体”的增大，会对桩端持力层起压密作用，提高了桩端的承压面积和桩端承载力。当注浆压力升高时，注浆量不断增加，浆液会沿着壁上升，充填间隙,提高桩侧摩阻力。

       桩侧灌浆是在钻孔灌注桩桩身通过预先埋置的压浆管将水泥浆压入桩侧土体，其作用大致表现为：(1)挤密桩侧土体。 桩周土侧压力增大，从而增加桩侧摩阻力；(2)渗透劈裂作用。桩周土与水泥浆胶结，改善土受力状态。压浆期间桩身有向上的趋势，桩周土对桩产生负摩阻力，应予注意。

2、后压浆对桩承载力的增强效应

(1)沉渣和泥皮的固化效应

      粗颗粒沉渣会被水泥浆固化为中低强度的混凝土，而细颗粒沉渣或虚土会被固化为网状结石复合土体，端阻力由此得到提高。桩身表面的泥皮因水泥浆的物理化学作用而被固化，侧阻力由此得到提高。

(2)渗入胶结效应

       当桩底桩侧为粗粒土(卵石、砾石、粗中砂)时，会因水泥浆的渗入胶结效应而使其强度得到显著提高。

(3)劈裂加筋效应

       当桩底桩侧为细粒土(粘性土、粉土、粉细砂)时，会因水泥浆的劈裂注入，形成强度和刚度较高的网状加筋复合土体。对于非饱和细粒土，通过劈裂—压密注浆使土体得到增强。

(4)扩底扩径效应

      桩底形成扩大头，桩表面形成紧固于桩体的10~50mm厚水泥结石层会起到一定扩底扩径效应。

       不同的地基土，后压浆发挥的作用程度各不相同：

      1)对粘性土来说，若强度较高，则主要起改善泥皮和沉渣性状的作用。若粘性土本身较软，则还会起着扩孔的作用。设计计算中主要考虑扩大桩径的因素(可根据压入浆量计算)。有的裂隙土或易致裂的硬粘土，水泥浆液起水力劈裂的作用，同样可扩大桩径。

      2)对粉土、粉砂或粉质粘土夹层来说，则后压浆技术可起改善泥皮和沉渣性状、挤密和扩孔等作用，而渗透作用不是主要的。对这类土来说，应该说后压浆技术的经济效益是最显著的。

       3)对砂砾土来说 ，则有两种情况，第一种情况是：砂砾中含较多细粒料(粉土、粘土颗粒)，压浆技术的效果与粉土地层相类似，土质较密，则以起改善泥皮和沉性状作用为主，土质较松则上述四种作用效应兼而有之；第二种情况是：砂砾较纯净，则后压浆技术的渗透作用十分显著，大量浆液渗入，成为胶结粗颗粒的基底材料。设计计算时应考虑渗透引起的扩径效果。

      由此可见，不同地基土内钻孔灌注桩采用后压浆技术，加固的机理不同，采用工艺参数也应该有所不同，最终效果也不同。