閆愛田 趙娟 白成 程韓云 于麗娜
摘要:隨著建筑規(guī)模的擴大,在某些區(qū)域,普通灌注樁很難滿足承載力的要求,同時經(jīng)濟性也不好。通過親身參與的實際工程,對普通灌注樁與后注漿灌注樁進行比較,證明后注漿灌注樁是一種適用、經(jīng)濟的樁基形式。
關鍵詞:承載力
中圖分類號:TB文獻標識碼:A文章編號:16723198(2014)13019601
20世紀80年代以來,鉆孔灌注樁在高層建筑、道路、橋梁等基礎中的應用越來越廣泛。建筑規(guī)模越來越大,對樁基承載力的要求也越來越高。普通灌注樁在某些情況下,滿足不了承載力的要求,并且經(jīng)濟性也不好。而灌注樁后注漿工藝既能滿足承載力要求,又能達到經(jīng)濟的效果。
影響灌注樁承載力因素有很多,通過分析主要有以下幾方面:
(1)樁底沉渣過厚,端承力得不到充分發(fā)揮。
這種情況對樁端進入密實砂層的樁特別明顯。目前來說,由于灌注樁的施工工藝的限制,孔底的沉渣都很難清理干凈,即使重復清孔也是如此,這中情況從沉渣厚度測試儀測試及靜載檢測的結果可以得到證明。通過試驗發(fā)現(xiàn),當加載到一定荷載時,樁急速下沉,達到了規(guī)范規(guī)定的破壞條件,如果繼續(xù)加載,讓樁繼續(xù)下沉到某一位置時,樁的沉降速率明顯減慢,繼續(xù)加載還可能會穩(wěn)定,此時樁頂加載能達到原先破壞荷載的1.5倍以上,這說明樁底沉渣對承載力的影響很大。
(2)泥漿護壁過長,側摩阻力下降。
通過對承載力明顯偏低的樁分析,發(fā)現(xiàn)泥漿護壁過長,側摩阻力下降。
(3)孔壁受擾動。
成孔過程中,由于孔壁受擾動,成孔后孔壁附近出現(xiàn)“松弛”現(xiàn)象。并且孔越大,這種現(xiàn)象越明顯??妆谒沙冢瑢е峦恋目辜魪姸冉档?,對樁的支承力下降。
通過分析,可以發(fā)現(xiàn)如何解決上述問題,是提高樁承載力的關鍵。
1后注漿機理
后注漿灌注樁,利用預先埋設的注漿管,在成樁后2~30天內(nèi)用高壓泵進行高壓注漿,漿液通過滲入、劈裂、填充、擠密等作用與樁體周圍土體結合,固化樁底沉渣和樁側泥皮,起到提高承載力、減少沉降的作用。后注漿技術包括三種:分別為樁底后注漿、樁側后注漿和兩者結合后注漿。施工時,先將注漿管固定在鋼筋籠上,出漿口采用單向截流閥,和鋼筋籠一起送入樁孔。由于采用單向截流閥,所以漿液不會灌入閥內(nèi),注漿時漿液也不會回流。目前,常用的后注漿法基本上屬于劈裂注漿與滲透注漿相結合的方法。劈裂注漿,即壓入的高壓漿體克服土體主應力面上的初始壓應力,使之產(chǎn)生劈裂破壞,漿體沿縫隙滲入空隙,并對樁側土進行擠密,使土體固結,從而提高土體強度。
2工程案例
某高層建筑,位于陜西省西安市,甲類建筑,地上三十層,地下三層,框架—抗震墻結構。采用32米樁長,樁徑為700的灌注樁。單樁極限承載力標準值:
Quk=Qsk+ Qpk=3.14X0.7X(2.3X60+86X9.2+77x8.1+92X12.4)+1800Ap=5920.75+692.37=661312kN
單樁承載力特征值為3306.56kN。
通過整體布樁發(fā)現(xiàn),需要337根。樁數(shù)較多,由于樁間距限值,布置較為困難。如果采用后注漿灌注樁,樁端、樁側同時注漿,能增強樁側、樁端土的承載能力,單樁承載力可大幅提高。
該工程最終采用后注漿灌注樁,根據(jù)樁基規(guī)范計算可得單樁極限承載力特征值為10432kN,取特征值為5200kN。
可以看出,該工程采用后注漿灌注樁與普通鉆孔灌注樁相比,單樁承載力大幅提升。需要布樁214根,樁數(shù)大大的減少了,布樁方便。通過試樁發(fā)現(xiàn)Q-S曲線平緩,s-lgt曲線未出現(xiàn)明顯下彎,均為達到極限狀態(tài),承載力均能滿足要求。低應變動測均為Ⅰ類樁,滿足設計要求。
3經(jīng)濟性分析
后注漿灌注樁單價高于普通灌注樁,但同等條件下其單樁承載力遠高于后者,單位承載力費用遠遠低于普通鉆孔樁。同時由于單樁承載力提高幅度較大,樁總數(shù)可以大量減少。同時,承臺或者筏板的混凝土和鋼筋用量會大幅減少。經(jīng)初步估算,后注漿鉆孔灌注樁較普通灌注樁可節(jié)約30%~40%。
4總結
通過實際工程,我們可以看出,同等條件下,后注漿灌注樁與普通灌注樁相比,承載力大大提高,沉降量較小,易于施工,是一種較經(jīng)濟的樁基形式。相信,在以后后注漿灌注樁的應用將越來越廣泛。
參考文獻
[1]張雁,劉金波.樁基手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社.
[2]建筑樁基技術規(guī)范(JGJ94-2008)[S].