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.