經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法在后注漿灌注樁工程中應(yīng)用與分析

胡凱鋒 汪旭濤

(1.中國(guó)地震局地震研究所，湖北武漢 430071;2.武漢地震工程研究院有限公司，湖北武漢 430071)

0 引言

后注漿灌注樁在當(dāng)今工程中運(yùn)用較廣泛，武漢地區(qū)絕大部分高層建筑的樁基礎(chǔ)采用的是后注漿鉆孔灌注樁。然而，樁基屬于隱蔽工程，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)建筑的安危。因此，特別是灌注樁的極限承載力的確定將影響到整個(gè)建筑物的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)合理性。

本文主要介紹經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法確定后注漿灌注樁的極限承載力，并將其與靜載試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比。

1 工程地質(zhì)概況

泛海國(guó)際居住區(qū)桂海園位于武漢江漢區(qū)，原始地貌屬長(zhǎng)江沖積一級(jí)階地。根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告(詳勘)，各土層的工程地質(zhì)特征見(jiàn)表1。

表1 巖土層工程地質(zhì)特征表

2 經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法計(jì)算后注漿灌注樁極限承載力

本工程采用鉆孔灌注樁，樁徑700 mm，樁長(zhǎng)36 m。灌注樁在第②黏土層的深度為8.5 m，在第③粉質(zhì)黏土與粉土、粉砂互層土層的深度為9.0 m，在第④-1粉細(xì)砂層的深度為9 m，在第④-2粉質(zhì)黏土夾粉土、粉砂層的深度為5 m，樁端持力層為第④-3細(xì)中砂層，灌注樁進(jìn)入該層的深度為4.5 m。用經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法計(jì)算灌注樁極限承載力。

其中，Quk為后注漿灌注樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值;u為鉆孔灌注樁周長(zhǎng);lj為后注漿非豎向增強(qiáng)段第j層土的厚度;lgi為后注漿豎向增強(qiáng)段內(nèi)第i層土的厚度，對(duì)于鉆孔灌注樁，當(dāng)為單一樁端后注漿時(shí)，豎向增強(qiáng)段為樁端以上12 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);Ap為樁端橫截面面積。

依據(jù)JGJ 94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范，用經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法計(jì)算的后注漿鉆孔灌注樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為3 205.9 kN。

3 單樁豎向靜荷載試驗(yàn)及極限承載力

3.1 單樁豎向靜荷載試驗(yàn)

試驗(yàn)采用慢速維持荷載法，利用混凝土預(yù)制塊配重平臺(tái)提供滿足試驗(yàn)要求的反力。通過(guò)電動(dòng)液壓泵、千斤頂加載，荷載值由精密壓力表測(cè)量，依千斤頂率定曲線換算得出。其中4個(gè)對(duì)稱放置的大量程百分表測(cè)讀沉降，用以觀測(cè)被檢單樁的沉降變形，百分表由磁性表座固定于基準(zhǔn)梁上。壓重平臺(tái)支座墩邊與樁中心距不小于2.0 m，試樁與基準(zhǔn)樁中心距離不小于2.0 m。示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 單樁豎向靜載試驗(yàn)示意圖

3.2 鉆孔灌注樁豎向極限承載力

在此場(chǎng)地對(duì)3根試樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)，Q—S曲線見(jiàn)圖2～圖4。

圖2 1號(hào)試樁靜載試驗(yàn)Q—S曲線

圖3 2號(hào)試樁靜載試驗(yàn)Q—S曲線

通過(guò)單樁豎向靜載荷試驗(yàn)，從Q—S曲線圖可以看出，3根試樁的單樁豎向極限承載力取Q—S曲線陡降段的前一級(jí)荷載，分別為:4 500 kN，4 500 kN，4 000 kN。其平均值為(4 500+4 500+4 000)/3=4 333.3 kN。依據(jù)GB 50007-2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)條款規(guī)定:3根試樁豎向極限承載力的極差均小于平均值(4 333.3 kN)的30%，可以確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值:Quk=4 333.3 kN。

圖4 3號(hào)試樁靜載試驗(yàn)Q—S曲線

4 結(jié)語(yǔ)

用經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法計(jì)算得出的鉆孔灌注樁的豎向極限承載力比單樁豎向靜載荷試驗(yàn)確定的極限承載力小26.0%。

GB 50007-2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)條文規(guī)定可用經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法計(jì)算后壓漿灌注樁豎向極限承載力，但根據(jù)以上工程實(shí)例，經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法計(jì)算的結(jié)果可能偏小，還應(yīng)做鉆孔灌注樁豎向靜載荷試驗(yàn)，由試驗(yàn)得出豎向極限承載力的平均值作為標(biāo)準(zhǔn)極限承載力。否則，在實(shí)際工程中會(huì)由于設(shè)計(jì)過(guò)于保守而造成浪費(fèi)，不符合經(jīng)濟(jì)合理的原則。

［1］GB 50007-2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］賈建新，慈 軍.后注漿法鉆孔灌注樁在建筑樁基施工中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2012，38(4)：89-90.