沖孔灌注樁樁端后注漿對樁基承載力的影響探討

俞文潮

（福州市建筑設(shè)計院）

沖孔灌注樁樁端后注漿對樁基承載力的影響探討

俞文潮

（福州市建筑設(shè)計院）

傳統(tǒng)沖孔灌注樁由于使用泥漿護(hù)壁工藝來進(jìn)行鉆孔，由于清孔不徹底等原因，樁底或多或少存在塌孔和樁端沉渣過厚的現(xiàn)象，這就會造成樁端土壓縮性增大，強(qiáng)度減少的現(xiàn)象。樁端后注漿技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了這一問題，本文旨在通過對比試驗(yàn)研究沖孔灌注樁樁端后注漿對樁基承載力的影響，為相關(guān)工程設(shè)計提供依據(jù)。

沖孔灌注樁；泥漿護(hù)壁；后注漿；樁端土；壓縮性

1　引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一大批工程建設(shè)項(xiàng)目正在建設(shè)或者準(zhǔn)備建設(shè)，而這其中沖孔灌注樁的使用也越來越頻繁，特別是軟土地區(qū)，沖孔灌注樁被證明是最適合在軟土地區(qū)使用的一類樁型。然而，沖孔灌樁樁多采用泥漿護(hù)壁的工藝進(jìn)行成孔，由于清孔不徹底等原因，樁底或多或少存在塌孔和樁端沉渣過厚的現(xiàn)象，這就會造成樁端土壓縮性增大，強(qiáng)度減少的現(xiàn)象。一定程度上影響了樁基承載力的發(fā)揮，不利于充分發(fā)揮鉆孔灌樁樁的特點(diǎn)。樁端后注漿技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了這一問題，本文旨在通過對比試驗(yàn)研究沖孔灌注樁樁端后注漿對樁基承載力的影響。

2　工程概況

黃山新城（原黃山二期社會保障房一區(qū)）場地位于福州市倉山區(qū)城門鎮(zhèn)黃山村洋下，東側(cè)為規(guī)劃路，北側(cè)為盛景黃山一期。本工程的工程重要性等級為二級，場地等級為二級，地基復(fù)雜程度為中等復(fù)雜，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙級，巖土工程勘察等級為乙級?？拐鹪O(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類。本工程樁基根據(jù)福建省地質(zhì)工程研究院提供的《黃山二期社會保障房（8#、9#、12#、13#、16#、19樓）巖土工程勘察報告》進(jìn)行設(shè)計。因擬建建筑物的場地位于原池塘地塊，存在厚度大的軟弱土層，根據(jù)已施工的黃山一期社會保障房基礎(chǔ)情況（一期基礎(chǔ)采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁，施工過程出現(xiàn)樁基偏位較大，且樁基細(xì)長比接近1/100）。故擬建工程采用沖孔灌注樁，設(shè)計樁長約42～50m，選取第（10）層散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖作為樁尖持力層，樁端進(jìn)入持力層6.0m。樁端持力層散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖的樁端阻力特征值和樁側(cè)阻力特征值分別為qpk= 3500kPa，qsik=90kPa。選取多根長約47m的沖孔灌樁樁作為試樁進(jìn)行試驗(yàn)，1根按照傳統(tǒng)方式成樁未進(jìn)行樁端后注漿，另3根成樁后對樁端進(jìn)行后注漿。

表1　試樁樁長及單樁極限承載力估算值

以典型的K208#孔進(jìn)行驗(yàn)算，各土層名稱、各土層層底距孔口深度、樁側(cè)阻力（如圖1，表2）。

樁徑為800mm，樁端進(jìn)入持力層6m。

未注漿單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值估算：

圖1　樁周土層示意圖

表2　

（建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008第5.3.6條）

Quk=3.14×0.8×（1×25+7.1×15+1.5×30+4.3×50+3.8×30+7.8×20+8.4×60+6.1×30）+3.14×0.8×6×90+3.14×0.8×0.8/4×3500= 6500kN

沖孔灌注樁實(shí)際后注漿施工參數(shù)：注漿壓力2MPa，單根沖孔灌樁樁水泥用量2t，配制注漿漿液采用P.O.42.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比取0.6，攪拌時間不少于2min。

后注漿單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值估算：

（建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008第5.3.10條）。

本工程采用單一樁端后注漿，故豎向增加段長度為樁端以上12m。后注漿側(cè)阻力增強(qiáng)系數(shù)βsi、端阻力增強(qiáng)系數(shù)βp由建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008表5.3.1取值：βsi取1.2（淤泥質(zhì)土）、βsi取2（強(qiáng)風(fēng)化巖）、Bp取2.0（強(qiáng)風(fēng)化巖）。

Quk=3.14×0.8×（1×25+7.1×15+1.5×30+4.3×50+3.8×30+7.8× 20+8.4×60+0.1×30）+3.14×0.8×（1.2×6×30+1.4×6×90）+3.14×2× 0.8×0.8/4×3500=8892kN

注漿過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)：

（1）試樁必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行二次清孔，以防止注漿管堵塞；在下完導(dǎo)管后應(yīng)立即采用氣舉反循環(huán)或泵吸反循環(huán)對注漿管進(jìn)行二次清孔。

（2）本試樁樁開塞應(yīng)取在混凝土澆注后12～24h進(jìn)行。

注漿終止時間：樁端后注漿施工采用注漿壓力和注漿量兩項(xiàng)指標(biāo)綜合起來控制，當(dāng)滿足下列條件之一時可終止注漿：①注漿總量和注漿壓力均達(dá)到設(shè)計要求；②對每一根樁的樁端后注漿施工，注漿量達(dá)到設(shè)計值，但注漿壓力沒有達(dá)到設(shè)計值。此時應(yīng)改為間歇注漿，再注設(shè)計值的20%水泥漿；③對每一道注漿來說，注漿壓力達(dá)到設(shè)計值，注漿量少于設(shè)計值，此時保證注漿量不低于設(shè)計值的80%即可。

圖2　注漿施工流程圖

3　試驗(yàn)情況

本實(shí)驗(yàn)通過靜載試驗(yàn)裝置對4根試樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)，希望通過實(shí)驗(yàn)找出內(nèi)在的規(guī)律。

圖3　4根試樁Q-S曲線對比圖

根據(jù)靜載試驗(yàn)Q-S曲線對比圖，注槳后樁的曲線斜率較未注漿樁小，曲線整體右移，說明在荷載作用下，樁位移發(fā)揮趨勢變緩；進(jìn)一步可以看出沒有進(jìn)行樁端注漿的S1試樁極限承載力大約在6250kN左右，未達(dá)到單樁極限承載力的設(shè)計值6422kN，而三根經(jīng)過樁端后注漿的試樁除了S6試樁極限承載力在7800kN左右，其他兩根S4、S5試樁極限承載力均大于8000kN，且承載力還未完全發(fā)揮，還有很大的潛力；說明通過樁端后注漿，樁基承載得到了一定程度上的增加，增加幅度達(dá)到了30%以上；進(jìn)一步分析可以看出采用樁端后注漿的試樁沉降明顯要小于未注漿的試樁，當(dāng)樁頂荷載為7500kN時，S1、S4、S5、S6的樁頂沉降分別為13.1mm、7.3mm、7.7mm、8.1mm可見，注漿能夠明顯的減少樁頂沉降。

卸載后，Sl、S4、S5、S6樁的塑性位移分別為7.3mm、2.5mm、2.4mm和2.7mm，未采用樁端后注漿的樁是采用樁端后注漿的3.2倍；說明S4、S5、S6等采用樁端后注漿的樁，其樁土間的彈性工作作用的貢獻(xiàn)比未采用樁端后注漿的樁要大。

4　結(jié)論

（1）沖孔灌樁樁采用樁端后注漿技術(shù)能有效提高鉆孔灌注樁的單樁極限承載力，增加幅度在30%以上。

（2）采用樁端后注漿技術(shù)，樁端沉降大幅減少，可以有效減少樁基沉降，對于一些對樁頂沉降控制比較嚴(yán)格的建筑物比較實(shí)用。

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[6]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2011）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

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TU473.1

A

1673-0038（2015）14-0116-02

2015-3-6

俞文潮（1980-），男，工程師，本科，從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。