后壓漿鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用

李同超

【摘要】鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)在傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁施工工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新，應(yīng)用在濟(jì)南某項(xiàng)目主體樁基工程中，提高了經(jīng)濟(jì)效益和鉆孔灌注樁單樁豎向承載力。

【關(guān)鍵詞】后壓漿；鉆孔灌注樁；靜載試驗(yàn)

1、后壓漿技術(shù)的定義

鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)是成樁時(shí)在樁底或樁側(cè)預(yù)置壓漿管路和壓漿裝置，待樁身達(dá)到一定強(qiáng)度后，通過(guò)壓漿管路，利用高壓壓漿泵壓注以水泥為主劑的漿液，根據(jù)漿液性狀、土層特性和注漿參數(shù)等不同，壓力漿液對(duì)樁端沉渣、樁側(cè)泥皮及樁周土體起到滲透、填充、置換、劈裂、壓密及固結(jié)等不同作用，對(duì)孔底沉渣和樁側(cè)泥皮進(jìn)行固化，從而消除傳統(tǒng)灌注樁施工工藝所固有的缺陷，通過(guò)改變土體的物理力學(xué)性能及樁土間邊界條件，以達(dá)到提高樁的承載力，減少沉降量，并提高樁身質(zhì)量和樁承載力可靠性的一種科學(xué)、先進(jìn)的技術(shù)方法。

2、工程概況

2.1 工程簡(jiǎn)介。項(xiàng)目主體位于濟(jì)南市師范路北首，建筑物為“匚”字形，東西長(zhǎng)62.64米，寬17.80米，12層（局部13層、3層），高49.00米，柱距9.00米，一層地下室，基礎(chǔ)埋深為±0.00米以下6.30米，總建筑面積60000m2。采用框架結(jié)構(gòu)，片筏基礎(chǔ)和后壓漿鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

2.2 樁型選擇及計(jì)算方法。鉆孔灌注樁后壓漿的計(jì)算：后壓漿單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值按照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）中規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。

2.3 試驗(yàn)方法及結(jié)果。單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)，采用單循環(huán)慢速維持荷載法。

2.3.1 試樁的設(shè)置。經(jīng)甲方、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)方共同確定，選取兩種樁型共四組進(jìn)行試驗(yàn)。

2.3.2 主要儀器設(shè)備。鋼梁3件，油壓千斤頂（630t）1臺(tái)，RS-JYB型基樁全自動(dòng)靜載測(cè)試儀1套，位移傳感器4只，百分表（0-30mm）4塊，基準(zhǔn)梁2根。

2.3.3 檢測(cè)方法。試驗(yàn)執(zhí)行《建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2014）。采用錨樁反力裝置系統(tǒng)，按慢速維持荷載法。試驗(yàn)在工程樁上進(jìn)行，系非破壞性試驗(yàn)。由于試驗(yàn)在地面上進(jìn)行，四組試樁均灌至地面，各試樁實(shí)際灌注樁長(zhǎng)高于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)4.09～5.40m。鉆孔灌注樁上部極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值按45kpa計(jì)算（見(jiàn)表5），各試樁最大加載量為設(shè)計(jì)單樁極限承載力與高出設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)部分樁側(cè)極限側(cè)阻力之和。

高出設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)部分樁側(cè)極限側(cè)阻力（Qsk）計(jì)算公式如下：

（1）試驗(yàn)加載方式：①試驗(yàn)采用逐級(jí)等量加載；分級(jí)荷載為最大加載量的1/10，其中第一級(jí)取分級(jí)荷載的2倍。②卸載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行，每級(jí)卸載量取加載時(shí)分級(jí)荷載的2倍，逐級(jí)等量卸載。③加、卸載時(shí)應(yīng)使荷載傳遞均勻、連續(xù)、無(wú)沖擊，每級(jí)荷載在維持過(guò)程中的變化幅度不得超過(guò)分級(jí)荷載的±10%。

（2）慢速維持荷載法實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)符合下列規(guī)定：①沉降觀測(cè)：每級(jí)荷載施加后按第5、15、30、45、60min測(cè)讀樁頂沉降量，以后每隔30min測(cè)讀一次。②試樁沉降相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每一小時(shí)的樁頂沉降量不超過(guò)0.1mm，并連續(xù)出現(xiàn)兩次（從分級(jí)荷載施加后第30min開(kāi)始，按1.5h連續(xù)三次每30min的沉降觀測(cè)值計(jì)算）。③當(dāng)樁頂沉降速率達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，再施加下一級(jí)荷載。④卸載時(shí)，每級(jí)荷載維持1h，按第15、30、45、60min測(cè)讀樁頂沉降量后，即可卸下一級(jí)荷載。卸載至零后，應(yīng)測(cè)讀樁頂殘余沉降量，維持時(shí)間為3h，測(cè)讀時(shí)間為15、30min，以后每隔30min測(cè)讀一次。

（3）終止加載條件：①某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的5倍（當(dāng)樁頂沉降能相對(duì)穩(wěn)定且總沉降量小于40mm時(shí)，宜加載至樁頂總沉降量超過(guò)40mm）；②某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24小時(shí)尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定；③已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載量；④當(dāng)工程樁作錨樁時(shí)，錨樁上拔量已達(dá)到允許值；⑤當(dāng)荷載-沉降曲線呈緩變型時(shí)，可加載至樁頂總沉降量60～80mm。

3、試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算校核，以37#試樁為例，繪制了Q-S曲線、S-lgt曲線、S-lgQ曲線，見(jiàn)圖1～圖3。

Q-S曲線：隨著荷載的增加，曲線斜率逐漸增大，荷載加至預(yù)計(jì)最大加載值時(shí)，曲線未出現(xiàn)陡降段，終止加荷。S-lgt曲線：隨著荷載的增加，曲線間距自上而下由密變疏，尾部曲線無(wú)明顯向下彎曲現(xiàn)象。S-lgQ曲線：曲線未出現(xiàn)明顯陡降段。樁的Q-S曲線呈緩降型曲線，且斜率較小，說(shuō)明試樁樁側(cè)摩阻力隨樁頂位移的增加仍以線性增長(zhǎng)為主，樁頂荷載主要由樁側(cè)摩阻力承擔(dān)，端阻力發(fā)揮的作用較小。從靜載荷試樁結(jié)果所對(duì)應(yīng)的沉降值可以看出，試樁均未壓至破壞，反映出后壓漿的單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的試樁結(jié)果還有一定的承載力儲(chǔ)備。試樁卸載后，樁頂回彈量很大，殘余沉降量都很小，由此可知，試樁的樁頂沉降主要是由于試樁樁身彈性壓縮引起的。

經(jīng)過(guò)對(duì)比，樁底注漿的單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值（靜試樁結(jié)果）比未后壓漿的單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值（計(jì)算值）提高了70%以上。

4、結(jié)語(yǔ)

工程實(shí)踐表明，后壓漿技術(shù)具有適用性強(qiáng)，操作方便，可靠性好，不與成樁作業(yè)交叉，且能有效地提高鉆孔灌注樁的承載力，減少沉降量，降低工程造價(jià)，縮短工期，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為高層建筑、水工建筑和復(fù)雜工程地質(zhì)條件下的基礎(chǔ)工程應(yīng)用提供了一種新的途徑，值得借鑒推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]李昌馭.鉆孔灌注樁樁樁端后壓漿工藝與機(jī)理研究[D].南京：東南大學(xué)，2004.