樁底壓漿技術在洺河渡槽樁基試驗與分析

楊鎮生

（河北省南水北調工程建設管理局，石家莊 050035）

1 工程概況

洺河渡槽是南水北調中線1期工程總干渠的1座大型河渠交叉建筑物，設計流量230m3/s，加大流量250m3/s。渡槽總長829m，槽身段長640m，共16跨，單跨長40.0m。上部結構為三槽一聯帶拉桿預應力鋼筋混凝土矩形槽結構。共布置17個槽墩，墩身為實體重力墩，由墩帽、墩身、承臺組成。承臺下設兩排灌注樁，樁徑1.7m，邊墩樁徑1.5m，樁長13.5～61.5m，根據基巖承載力變化，樁尖深入弱風化巖層，深3.5～7.0m。15號、16號槽墩采用擴大基礎，基礎底面坐落于弱風化基巖中，基礎長29.5m，寬9.0m，厚2.5m。

洺河渡槽南部1號～5號槽墩下伏基巖以二疊系砂巖為主，部分為泥巖，砂巖、泥巖交錯沉積，巖相變化較大。受次級構造和地層條件的影響，部分巖體破碎，強風化底界高程自6.35～51.1m，風化程度差異較大，每個槽墩下伏基巖風化程度的差異也非常明顯。6號槽墩地質條件屬南部與北部過渡段，下伏基巖以二疊系（P2s）砂巖為主，砂巖、泥巖交錯沉積，巖相變化較大，部分巖體比較破碎，風化程度差異較大。北部7號～16號槽墩下伏基巖以二疊系泥巖為主，局部砂巖，弱風化巖芯多呈柱狀，較完整堅硬，節理不發育。17號槽墩基巖面起伏及風化程度差異大，風化層界面相差較大。

2 樁底壓漿

試驗樁壓漿管利用預埋的3根DN25無縫鋼管，壓漿管下部20cm處制作成壓漿噴頭（俗稱花管），用鉆頭在壓漿管上均勻鉆出4排（每排4個）壓漿孔（間距3cm，直徑3mm），用圖釘將壓漿孔堵嚴，外面用塑料膠帶包裹。在樁中心鉆孔（孔徑110mm）作為清洗樁底沉淀物通道，壓漿泵型號BW160/10，最大壓漿壓力10MPa，流量44～160L/min。

樁底壓漿分3次進行，且依次按總壓漿量的40%、40%和20%循環壓入，2個壓漿管同時壓漿，依次循環至壓漿結束，水泥漿水灰比0.7；終灌條件采取壓漿量與壓力雙控，以壓漿量控制為主，壓力控制為輔，當壓漿量達到設計壓漿量或壓漿壓力達到控制壓力，并持續荷載5min注入率小于1L/min，可停止壓漿；壓漿量每根樁控制在4.5m3（P.O42.5R水泥）；樁底最大壓漿壓力5.0MPa，持續壓漿壓力采用2～3MPa控制。各試樁壓漿情況見表1。

表1 各試樁壓漿情況

3 試驗樁布置及靜載試驗

洺河渡槽3根試驗樁（編號S1、S2和S3）在2號槽墩和3號槽墩之間，沿垂直渡槽軸線方向布置，樁徑1.5m，樁長32m，樁身混凝土C25。經超聲波檢測，S1和S2為I類樁，S3為II類樁（樁身擴徑）。為了測試不同土層側摩阻力和端承力，在土層分界處和樁底分別埋設鋼筋計和土壓力計。單樁豎向抗壓靜載試驗（簡稱“靜載試驗”）采用慢速維持荷載法，反力方式利用壓重平臺反力裝置（堆載），為了測試樁底壓漿效果，靜載試驗按樁底壓漿前、后兩個階段進行，由于試樁S3壓漿前承載力接近設計要求，故未進行樁底壓漿。

靜載試驗結果見表2、表3。

4 觀測儀器分析結果

經過預埋觀測儀器原始數據的統計整理、分析和計算，得出各樁、各階段分層樁基側摩阻力成果，成果見表4～表6。

表4 S1試樁壓漿前、后分層樁基側摩阻力

表5 S2試樁壓漿前、后分層樁基側摩阻力

表6 S3試樁壓漿前、后分層樁基側摩阻力

5 數據分析

通過表2和表3對比計算，S1試樁壓漿后承載力提高不小于1.43倍，S2試樁壓漿后承載力提高不小于2.82倍。

由表4～表6可以看出，壓漿前卵石層樁周極限側摩阻力17.57～128.35kPa（均值67.6kPa），風化巖層樁周極限側摩阻力9.74～113.44kPa（均值53kPa）。壓漿后卵石層樁周側摩阻力16.81～172.69kPa（均值87kPa），均值是壓漿前的1.29倍；風化巖層樁周側摩阻力16.52～209.18kPa（均值101kPa），均值是壓漿前的1.91倍。

6 結語

洺河渡槽試驗樁試驗數據表明，鉆孔灌注樁樁底壓漿可明顯改善樁端持力層和樁周條件，提高端承力和樁側摩阻力，改善荷載的傳遞性能，大幅提高單樁承載力，提高單樁極限承載力最大超過2.82倍，卵石層極限側摩阻力增強1.29倍，風化巖層極限摩阻力增強1.91倍。

［1］湖南省勘測設計院.SG4標洺河渡槽S1、S2、S3試樁單樁豎向抗壓靜載荷試驗成果報告［R］.2012.

［2］JGJ94—2008，建筑樁基技術規范［S］.

［3］張興長.單樁豎向抗壓靜載試驗檢測操作方法及結果分析［J］.大眾科技，2011（5）.

［4］王紅偉，戴國亮，葉濤.樁底后壓漿的長大嵌巖樁承載性能試驗［J］.建筑科學與工程學報，2009（4）.

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