后注漿工藝灌注樁在超高層建筑中的運用

方新雷，宋廣鋒

(湖北工業(yè)大學 土建學院，湖北 武漢 430068)

后注漿工藝灌注樁在超高層建筑中的運用

方新雷，宋廣鋒

(湖北工業(yè)大學 土建學院，湖北 武漢 430068)

超高層建筑使得基底荷載越來越大，往往要求樁基穿越深厚的土層進入相對較好的持力層以獲取較高的承載力并控制變形，大直徑超長樁的應用成為一種趨勢，且普遍采用后注漿工藝，本文介紹這一工藝應用技術及要求。

超高層；基礎;灌注樁；后注漿

隨著我國工程項目建設的日益增多，施工技術的發(fā)展也越來越完善，但對于超高層建筑因?qū)A承載力的要求很高，大部分采用大直徑超長樁的應用，但在實際工程中，在復雜多變的土層中，只單單靠大直徑超長樁樁端以及樁身的摩擦力是遠遠不夠的，現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)顯示樁端的承載力遠沒有發(fā)揮；繼而專家們提出了后注漿工藝，很好的解決了這一問題，本文根據(jù)實際項目參與，對后注漿工藝在超高層建筑的運用提出了一些自己的見解，希望能給實際工程實踐帶些借鑒作用。

一、大直徑超長樁在超高層建筑的運用

由于后注漿工藝一般運用于超長樁，其原因是承載力較高的土層埋深一般較大，只能通過加大樁徑和樁長，進入較好持力層獲取較高的承載力并控制沉降。表一是大直徑超長樁在超高層建筑的運用實例。

表1 大直徑超長樁在超高層建筑的運用

二、后注漿工藝對樁基承載力的影響

(一)荷載～位移關系曲線

樁端清渣干凈和采用樁端后注漿工藝的超長灌注樁，加載至極限承載力的資料極少，Q～S曲線在試驗荷載作用下基本呈緩變型，無明顯拐點，其極限承載力往往由樁頂變形值確定。在超長樁的沉降計算，除要計算樁端力及樁側摩阻力傳遞到樁端引起的樁端沉降外，還要充分考慮到樁身壓縮變形量極限荷載作用下樁頂沉降主要表現(xiàn)為樁身壓縮，壓縮量由彈性壓縮和塑性變形兩部分組成，在高應力水平下，不能將其僅作為彈性桿件進行計算。

從圖1,圖2可以看出，去除樁身壓縮量影響，荷載與位移基本成正相關性，但并未得出樁端力及樁側摩阻力各自所承擔的荷載與位移。

圖1 某大型電視塔試樁Q～S曲線 圖2 某超高層建筑試樁Q～S曲線

(二)側摩阻力的發(fā)揮

為了更好說明后注漿工藝對樁基承載力的影響，本文在工程中繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，如圖2上部土層的側摩阻力先于下部發(fā)揮作用，荷載達到一定水平后，下部土層的側摩阻力才逐漸發(fā)揮出來。樁身上部變形大且與土體之間發(fā)生滑移，相對位移可達20mm以上，導致側阻軟化。如圖3所示

圖3 樁側土t-z曲線

(三)樁端阻力的發(fā)揮

表2顯示樁身下部位移小，深層側阻和端阻的發(fā)揮有明顯的滯后性，且得不到充分發(fā)揮。由于樁身長且端阻很難充分發(fā)揮，樁側摩阻力占總承載力的比例較大，超長樁主要表現(xiàn)為摩擦型樁。

表2 超長樁試樁樁端位移與端阻力所占比例

(四)端阻與側摩阻力的關系

樁側摩阻力的發(fā)揮與樁端支承條件有關，當樁端軟弱或沉渣較厚，不僅端阻承載力低還會使側摩阻力的發(fā)揮大打折扣，使得其在相對較小的荷載作用下便發(fā)生陡降破壞。樁端后注漿改善了樁端支承條件，樁端的嵌固作用加強，樁側摩阻力可以發(fā)揮到較高的水平。如圖4,5所示。

圖4 注漿前后樁端阻力曲線 圖5 注漿前后樁側阻力曲線

三、工程實踐

某工程項目位于繁華地段，屬超高層建筑，建筑高度632m,層高121，地下室5層，結構形式為鋼筋混凝土核心筒+巨型框架+伸臂桁架，基底壓力約1200kP。

地質(zhì)概況，場地屬濱海平原地貌類型，在深度150米范圍內(nèi)揭露的土層為飽和的粘土、粉土和砂土組成。根據(jù)大廈荷載的要求，采用灌注樁，必將為大直徑超長的后注漿灌注樁，預估樁徑在1000mm左右，到達樁端持力層總樁長約80m，

(一)試樁實驗設計

樁型：后注漿鉆孔灌注樁，樁徑：1000mm，樁長：88m，持力層：某層粉砂夾中粗砂，試樁樁身混凝土強度等級：C50，錨樁樁身混凝土強度等級：C35。

樁端后注漿量：2.5t，樁側后注漿：4道，0.5t/道，雙套管隔離開挖段側摩阻力后注漿灌注樁，預估極限承載力：24000～26000kN。

試樁根數(shù)：4根；zSYZA - 2根：樁端樁側聯(lián)合后注漿灌注樁；zSYZB - 1根：樁端后注漿灌注樁；zSYZC - 1根：常規(guī)灌注樁錨樁根數(shù)：9根(樁側后注漿)。

雙套管設計外套管內(nèi)徑：Φ1160mm內(nèi)套管內(nèi)徑：Φ1050mm壁厚：12mm防失穩(wěn)支撐肋；z間距5m設置1道；z支撐肋與內(nèi)套管焊接；z支撐肋與外套管內(nèi)壁的間距為2mm；外套管管底進行封堵。如圖6所示。

圖6 試樁實驗設計圖

(二)實驗結果

3根后注漿灌注樁承載力皆不小于26000kN，能滿足設計要求；常規(guī)灌注樁SYZC1極限承載力遠小于設計值，注漿后第二次載荷試驗表明極；限承載力不小于30000kN，從承載力角度，必須采用后注漿措施；除SYZA01外，其它三根試樁的雙套管均成功起到了隔離作用，使得其載荷試驗結果能真實反應實際受力狀態(tài)；施工單位結合試樁的機具與工藝，編制了詳盡的工程樁施工操作指南與控制標準，為工程樁質(zhì)量提供了保障；該試驗為超高層建筑采用大直徑超長灌注后注漿工藝的成功應用實例。

四、結語

1.樁基技術的進步與后注漿技術改進和更新有緊密聯(lián)系，通過分析得到樁端后注漿工藝的超長灌注樁，在試驗荷載作用下基本呈緩變型，無明顯拐點。

2.通過具體實例的超高層建筑采用大直徑超長灌注后注漿工藝應用，可為其為工程樁質(zhì)量提供了保障。

[1]李繼廣,劉彥祥.后注漿技術提高鉆孔灌注樁承載力的分析[J].水道港口,2010，(1).

[2]李筱斌，蔣金生.灌注樁后壓漿技術在基礎工程中的應用[J].建筑技術開發(fā)，2008，(5).

[3]張寒.后壓漿鉆孔灌注樁承載性狀分析[D].杭州：浙江大學,2006.

[4]盛黎麟,樓蘭忠,吳鳴鵬,等.大直徑鉆孔灌注樁樁底后注漿施工及質(zhì)量控制[J].建筑施工，2007，(6).

[5]岳建勇,黃紹銘,王衛(wèi)東,等.上海軟土地區(qū)樁端后注漿灌注樁單樁極限承載力估算方法探討[J].建筑結構,2009，(S1).

2095-4654(2015)02-0197-02

2014-12-13

TU473.14

A