淺析后壓漿技術(shù)在大型商業(yè)建筑樁基中的應(yīng)用

■袁志波 ■河南天地置業(yè)有限公司，河南 鄭州 450008

鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)是在灌注樁成樁后通過預(yù)置在樁體內(nèi)的壓力注漿管將水泥漿壓入樁側(cè)或樁端土體中，使樁底沉渣、樁側(cè)泥皮以及樁底和樁周一定范圍內(nèi)土體中產(chǎn)生充填膠結(jié)效應(yīng)、壓密效應(yīng)、加筋效應(yīng)和固化效應(yīng)，從而帶動(dòng)樁底和樁側(cè)更大范圍內(nèi)土體與灌注樁共同作用，達(dá)到提高樁基承載能力、減小樁基沉降量、降低工程造價(jià)的目的。

1 工程概況

某大型高層商業(yè)建筑地上六層、地下兩層，建筑高度36.9米，總建筑面積9.9萬平方米，采用框架結(jié)構(gòu)、樁筏基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)采用小直徑鋼筋混凝土灌注樁聯(lián)合樁底后壓漿技術(shù)、混凝土強(qiáng)度等級(jí) C35，樁徑600mm、樁長(zhǎng)24m，樁頂標(biāo)高-12.5m，設(shè)計(jì)樁端持力層為第8層，設(shè)計(jì)單樁豎向抗壓承載力特征值2100KN。根據(jù)試驗(yàn)樁情況確定最終后壓漿設(shè)計(jì)參數(shù)。

根據(jù)該工程場(chǎng)地的巖土工程勘察報(bào)告，擬建場(chǎng)地地勢(shì)略有起伏，所在地貌單元屬黃河泛濫沖洪積平原，地層在水平和垂直方向上變化不大，層位、巖性比較連續(xù)、穩(wěn)定，場(chǎng)地內(nèi)無不良地質(zhì)現(xiàn)象，適合興建本工程。該工程場(chǎng)地在樁長(zhǎng)深度范圍內(nèi)由上至下地層巖土特性分別為:

第①-1層雜填土:雜色，稍濕，松散，含植物根系和建筑垃圾，整個(gè)場(chǎng)地原為農(nóng)田，后來經(jīng)過平整碾壓，分散在大部分場(chǎng)地，平均厚度1.02m。

第①-2層粉質(zhì)粘土:褐黃色，軟塑～可塑，切面較光滑，干強(qiáng)度中等，該層在局部揭露，平均厚度1.83m。

第①層粉土:褐黃色，濕，稍密，含鐵銹斑，干強(qiáng)度低，韌性低，平均厚度2.71m。

第②層粉質(zhì)粘土:褐黃色，軟塑～可塑，含黑色斑點(diǎn)，切面較光滑，干強(qiáng)度中等，韌性中等，平均厚度1.99m。

第③層粉質(zhì)粘土:褐色，軟塑～可塑，含鐵銹斑，局部含粉土薄層，切面較光滑，干強(qiáng)度中等，韌性中等，平均厚度2.50m。

第④-1層粉砂:褐黃色，飽和，稍密，偶見蝸牛殼碎片，顆粒級(jí)配一般，成分主要由石英、長(zhǎng)石、云母組成，平均厚度1.97m。

第④層粉砂:褐黃色，飽和，稍密～中密，偶見蝸牛殼碎片，顆粒級(jí)配一般，成分主要由石英、長(zhǎng)石、云母組成，平均厚度8.29m。

第⑤層細(xì)砂:褐黃色～灰黃色，飽和，密實(shí)，局部為中砂，顆粒級(jí)配一般，成分主要由石英、長(zhǎng)石、云母組成，平均厚度5.09m。

第⑥層中砂:淺灰色，飽和，密實(shí)，局部為粗砂，顆粒級(jí)配一般，成分主要由石英、長(zhǎng)石、云母組成，平均厚度10.71m。

第⑦層粉質(zhì)粘土:黃褐色，硬塑，干強(qiáng)度高，韌性中等，平均厚度2.12m。

第⑧層粉土:褐黃色，濕，密實(shí)，含少量的鈣質(zhì)結(jié)核，平均厚度6.63m。

第⑧-1層細(xì)砂:黃褐色，飽和，密實(shí)，顆粒級(jí)配一般，成分主要由石英、長(zhǎng)石、云母組成，平均厚度2.18m。

第⑨層粉質(zhì)粘土:褐黃色，硬塑～堅(jiān)硬，干強(qiáng)度高，韌性中等，含少量鈣質(zhì)結(jié)核，平均厚度4.59m。

第⑩層粉土:黃褐色～棕黃色，濕，密實(shí)，含少量的鈣質(zhì)結(jié)核，平均厚度2.12m。

第?層粉質(zhì)粘土:棕黃色，硬塑～堅(jiān)硬，含少量鈣質(zhì)結(jié)核，干強(qiáng)度高，韌性中等，該層在勘探范圍內(nèi)未揭穿。

場(chǎng)地地下水類型為孔隙微承壓水，主要埋藏在5.8～10.7m以下的砂層中，該土層屬強(qiáng)透水層，滲透系數(shù)建議值為8.0m/d。

2 后壓漿施工及試驗(yàn)檢測(cè)

根據(jù)場(chǎng)地巖土特性、設(shè)計(jì)要求和后壓漿技術(shù)條件，本工程抗壓樁試樁共7組，采用樁底后壓漿施工技術(shù)。在每根樁的鋼筋籠外側(cè)對(duì)稱布置兩根壓漿管，互為備用。壓漿管采用內(nèi)徑為25mm的無縫鋼管，鋼管連接方式采用絲扣連接，兩端采用絲堵封頭。壓漿管長(zhǎng)度為樁長(zhǎng)加上壓漿管上端高出地面的100mm左右、下端超出樁端長(zhǎng)度300mm左右。壓漿管下端300mm范圍內(nèi)鉆4排直徑8mm的出漿孔作為壓漿噴頭，出漿孔在壓漿管上雙向開孔、交錯(cuò)布置，上下間距50mm左右。

成樁3-5天后開始?jí)簼{，壓漿前先用清水沖洗打開管路，壓漿材料選用強(qiáng)度等級(jí)P.o42.5的普通硅酸鹽水泥。壓漿過程中如果出現(xiàn)冒漿、串漿或壓力超出控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可采用間歇注漿。本次試驗(yàn)注漿水泥用量分別為 0t、1.8t、3.0t，注漿壓力控制指標(biāo)不超過 3.0Mpa。

壓漿完成28天后，進(jìn)行后壓漿樁單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)，以確定場(chǎng)地單樁豎向抗壓承載力特征值和工程樁后壓漿施工控制參數(shù)。考慮到工程樁空樁部分的巖土作用，試驗(yàn)樁最大加載量按4700KN。

3 檢測(cè)結(jié)果分析

根據(jù)試驗(yàn)樁檢測(cè)結(jié)果繪制7組試驗(yàn)樁的荷載～沉降(Q～S)曲線。從荷載～沉降曲線可以看到，沒有注漿的4#試驗(yàn)樁不滿足單樁豎向抗壓承載力要求;注漿量1.8t～3.0t的6組試驗(yàn)樁均能滿足單樁豎向抗壓承載力要求，樁端壓力注漿對(duì)樁承載性能有較大改善;注漿量1.8t時(shí)樁的承載力較未注漿樁承載力提高約30% ～40%，注漿量3.0t較注漿量1.8t對(duì)樁承載性能的改善更加明顯。試驗(yàn)樁通過后壓漿將水泥漿壓入樁底或樁周土體中，使樁底沉渣、樁側(cè)泥皮以及樁底和樁周一定范圍內(nèi)土體中產(chǎn)生充填膠結(jié)效應(yīng)、壓密效應(yīng)、加筋效應(yīng)和固化效應(yīng)，樁端阻、側(cè)摩阻得以大大提高，從而也帶動(dòng)樁底和樁側(cè)更大范圍內(nèi)土體與灌注樁共同作用，達(dá)到提高樁基承載能力、減小樁基沉降量的工程目的。

根據(jù)試驗(yàn)樁施工情況、結(jié)合上述荷載～沉降曲線、并考慮到巖土地層一定的不均質(zhì)性和性能差異，確定將工程樁注漿壓力控制在2.5t，控制壓力、水灰比等參數(shù)仍按試驗(yàn)樁施工參數(shù)執(zhí)行。工程樁注漿完成28天后進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，檢測(cè)方法與原試驗(yàn)樁檢測(cè)方法一致，檢測(cè)在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高-12.5米處進(jìn)行，最大加載量4200KN。工程樁1010根，經(jīng)檢測(cè)完全滿足設(shè)計(jì)承載力要求。

4 結(jié)束語

通過本項(xiàng)目后壓漿灌注樁的工程實(shí)踐和試驗(yàn)證實(shí)，鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)在類似的黃河泛濫沖洪積平原地區(qū)的地層條件下具有較強(qiáng)的適用性，能夠較大幅度的提高樁基承載能力、減小樁基沉降量、降低工程造價(jià);不同的注漿量、注漿壓力等參數(shù)對(duì)后壓漿鉆孔灌注樁承載力的提高幅度的具有較大影響;達(dá)到一定注漿量后，再增加注漿量對(duì)承載力的提升敏感性不大、影響幅度有限。

［1］彭成，陳生水，萬征.后壓漿灌注樁極限承載力分析［J］.路基工程，2012(4).

［2］郭克誠(chéng)，陳磊.后壓漿技術(shù)在高層建筑基礎(chǔ)樁中的試驗(yàn)對(duì)比分析［J］.地基處理，2010(6).