談大直徑鉆孔灌注樁(后注漿)在工程中的應(yīng)用

李曄東

(中國恩菲工程技術(shù)有限公司，北京 100038)

0 引言

鉆孔灌注樁由于其自身承載力高、無擠土、無振動等優(yōu)點(diǎn)已在樁基工程中廣泛的應(yīng)用。而隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，高層建筑的大量興建，對地基承載力的要求日益增大。而通過增加樁長、擴(kuò)大樁徑等方法來提高單樁承載的空間是比較有限的，后注漿的施工技術(shù)可以明顯的提高單樁承載力。

1 工程概況

本文根據(jù)西安某33層高層住宅項(xiàng)目，通過對后注漿灌注樁與非后注漿灌注樁的性能進(jìn)行比較，揭示了后注漿施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，為類似工程積累經(jīng)驗(yàn)。

根據(jù)地勘報(bào)告可知，擬建場地跨越兩個地貌單元，樁基底層均為砂層，地層結(jié)構(gòu)及主要特征參數(shù)見表1。

表1 地層結(jié)構(gòu)及主要特征參數(shù)

2 樁型比較

1)非注漿灌注樁試算。單樁豎向承載力特征值需大于2 650 kN。取地勘鉆孔號129點(diǎn)(42 m樁長范圍內(nèi)土層信息見表2)，按樁長均為42 m，樁徑800 mm，1 000 mm計(jì)算單樁豎向承載力特征值，計(jì)算結(jié)果見表3。

表2 42 m樁長范圍內(nèi)土層信息

表3 樁徑800 mm及1 100 mm計(jì)算結(jié)果

由計(jì)算結(jié)果可以看出，當(dāng)采用非注漿灌注樁時，樁長需要42 m，對成孔設(shè)備要求較高，施工難度較大。且單純增大灌注樁直徑的效果不是很明顯，故采用后注漿技術(shù)來提高樁豎向承載力，無疑是解決以上問題的最好途徑。

2)后注漿鉆孔灌注樁的單樁豎向承載力特征值計(jì)算。

采用樁長30 m，樁徑1 000 mm，樁端后注漿，單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算:

其中，u為樁身周長;lj為后注漿非豎向增強(qiáng)段第j層土厚度;lgj為后注漿豎向增強(qiáng)段內(nèi)第i層土厚度，對于泥漿護(hù)壁成孔灌注樁，當(dāng)為單一樁端后注漿時，豎向增強(qiáng)段為樁端以上12 m;當(dāng)為樁端、樁側(cè)復(fù)式注漿時，豎向增強(qiáng)段為樁端以上12 m及各樁側(cè)注漿斷面以上12 m，重疊部分應(yīng)扣除;對于干作業(yè)灌注樁，豎向增強(qiáng)段為樁端以上、樁側(cè)注漿斷面上下各6 m;qsik，qsjk，qpk分別為后注漿豎向增強(qiáng)段第i層土初始極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值、非豎向增強(qiáng)段第j層土初始極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值、初始極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值;βsi，βp分別為后注漿側(cè)阻力、端阻力增強(qiáng)系數(shù)，無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)時，可按表5取值。對于樁徑大于800 mm的樁，應(yīng)按表4進(jìn)行側(cè)阻力和端阻力的尺寸效應(yīng)修正。

表4 大直徑灌注樁側(cè)阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)φsi及端阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)φp

表5 后注漿側(cè)阻力增強(qiáng)系數(shù)βsi及端阻力增強(qiáng)系數(shù)βp

經(jīng)計(jì)算，后注漿的單樁豎向承載力與普通灌注樁的比較見表6。

表6 直徑1 000 mm后注漿灌注樁與普通樁的比較 kN

由表6比較結(jié)果可以看出，在同等條件下，采用后注漿技術(shù)，可使單樁豎向承載力特征值由1 970 kN提高到2 985 kN，提高51.5%。

3 后注漿原理

樁底樁側(cè)后壓漿技術(shù)是國內(nèi)外近年來發(fā)展的樁基改良技術(shù)。樁底注漿有的在樁底放置膠囊，通過向膠囊注漿形成擴(kuò)大頭;有的在樁底放置注漿箱體等等。樁側(cè)注漿多數(shù)是在鋼筋籠上預(yù)埋袖閥管，成樁后48 h內(nèi)高壓漿沖破保護(hù)層實(shí)施有損注漿。

后壓漿技術(shù)的特點(diǎn)是采用外置式后壓漿閥，成樁后實(shí)施無損注漿，其作用機(jī)理是:在樁體形成2 d后，由樁端和樁側(cè)的預(yù)埋管閥壓入水泥漿，通過漿液的滲透、劈裂壓密等方式，加固泥皮和樁底沉渣的固有缺陷，改善樁土界面，并使樁周一定范圍內(nèi)的土體得到加固，土體強(qiáng)度增加，增大樁側(cè)摩阻力和端承力，從而大幅度地提高單樁極限承載力和減少沉降量。

4 后注漿應(yīng)注意的問題

1)單樁承載力較高時，應(yīng)注意樁身與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相匹配。

2)采用后注漿工藝時，應(yīng)保證注漿水泥量的充足，同時為了提高注漿效果，應(yīng)嚴(yán)格控制注漿流量，并宜分多次注漿，其間隔時間宜通過試注漿確定。

3)已有工程經(jīng)驗(yàn)表明采用后注漿技術(shù)時，單樁承載力提高幅度值變化很大，與施工工藝密切相關(guān)，應(yīng)注意施工管理及樁基檢測;設(shè)計(jì)取值時應(yīng)留有足夠的安全度。

5 結(jié)語

工程實(shí)踐表明，在相同的工程地質(zhì)條件下，與普通的鉆孔灌注樁相比，采用可靠的樁底、樁側(cè)后注漿施工工藝時，不但能夠提高成孔、成樁質(zhì)量，而且可消除孔底沉渣、孔壁泥皮影響，維持孔壁穩(wěn)定，從而提高基樁承載能力，減小沉降變形，具有明顯的經(jīng)濟(jì)及社會效益。

［1］JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］《樁基工程手冊》編寫委員會.樁基工程手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1995.