后注漿法在鉆孔灌注樁承載力中的應用

寧凱樂

（中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450000）

后注漿法在鉆孔灌注樁承載力中的應用

寧凱樂

（中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450000）

鉆孔灌注樁施工雖然具有噪音小、無振動、對環境和周邊建筑物危害小等優點，但由于影響成樁質量的因素較多，質量不夠穩定，加上施工隊伍的施工技術、管理水平參差不齊，承載力出現異常現象依然較為頻繁。本文主要就鉆孔灌注樁承載力異常現象及提高鉆孔灌注樁承載力的方法做了一些探討。

鉆孔灌注樁 承載力 后注漿法

一、影響單樁豎向承載力的因素

影響單樁豎向承載力的因素眾多，有客觀方面的，如樁周土的特性、土層分布情況、樁型尺寸等；也有主觀方面的因素，如施工工藝、施工質量等。客觀因素方面，土質條件的不確定性是引起單樁承載力變異性的主要因素。樁型尺寸對承載力也有較大影響，如大直徑灌注樁承載力尺寸效應：

Ψ=（0.8/D）n。

粘性土、粉性土：樁側n=1/5，樁端n=1/4；

砂性土：樁側n=1/3，樁端n=1/3。

直徑小于800 mm 的灌注樁，同樣會有尺寸效應。如某工程對一批地質條件相同、施工工藝相同但樁直徑不同的鉆孔灌注樁進行了承載力試驗，不同土層中的樁側摩阻力如表1：

表1 土層樁側摩阻力

樁豎向承載力的發揮與樁的長徑比（L/D）和樁身剛度（A·E/L）有關。試驗資料表明：長徑比大的摩擦型樁所發揮的單位面積極限側摩阻力要低于同一土層中長徑比相對小的樁。樁身剛度（AE/L）對承載力也有影響，剛度大，發揮的單位側摩阻力相對較大。

打入土中的樁在經過一段時間休止后，承載力會有一定程度增長。增長幅度與土的性質、樁周土施工過程中的擾動程度、休止時間和樁型尺寸等諸多因素有關，難以用簡單公式表達清楚。一般認為，粘性土中打入樁承載力的增長速度和幅度要高于砂土中的樁。休止前期承載力的增長速度較快，后期漸趨緩慢。在其他條件不變的前提下，長樁承載力恢復時間要長于短樁，且增長幅度也大。鉆孔灌注樁屬非擠土樁，施工時樁側土體擾動較小。因此，樁承載力的時間效應也不明顯（指成樁28 d 以后）。施工方面，如樁身材料強度及樁身完整性、混凝土灌注樁的孔底沉渣及泥皮厚度、混凝土灌注樁的成孔時間等都會影響單樁的豎向承載力。

二、鉆孔灌注樁承載力異常現象及原因分析

先來看一個工程實例。

工程一：進行過兩次單樁靜荷載試驗。第一次進行 3 組試驗（A、B、C），均未達到設 計要求，且各試樁結果差異很大。分析后認為，這種狀況與施工設備及工藝不合理有關。第二次進行了兩組試樁的靜荷載試驗（14#、59#），5 組Q～s 曲線見圖1所示。

工程二：進行過三次靜荷載試驗。第一次試驗2 組（編號：B1-1、B2-1），均未達到設計要求；第二次試壓在第一次試壓1個月后進行，B1-2、B2-2測得的Qu 值有較大提高；第三次試驗為 2 組試樁（編號：S1、S2），是在更換了施工單位之后重新施工的，規格不變。。6 組Q～s 曲線見圖2 所示。

圖1 5組試樁Q～s 曲線

圖2 6組試樁Q～s 曲線

從大量的鉆孔灌注樁工程案例來看，承載力異常多表現為下述三種現象： 樁底沉渣厚，樁端承力得不到充分發揮；樁側泥皮厚，導致側摩阻力明顯下降；孔壁受擾動，特別是進入密實砂層較深的樁，成孔后孔壁附近土中應力釋放，出現“松弛”現象。孔直徑越大，影響越明顯。

三、后注漿法在鉆孔灌注樁中的應用

為提高鉆孔灌注樁的垂直承載力，國內外廣大 工程技術人員曾采用過許多方法，后注漿法就是其中較常用且有效的一種。

目前，后注漿要有三種工藝。第一種是在孔底設置注漿室。采用該工藝時，鋼筋籠需下到樁底。不過該工藝方法復雜、成本高，在國內很少使用。第二種是灌注樁成孔后。在孔內設置注漿管，注漿管的下端設出漿口，并用膠帶或塑料膜包住。此種工藝主要用于樁底加固，在國內已有過多次實驗或使用。不過要注意，此工藝容易發生出漿口堵塞而導致注漿失敗。目前，應用最多的則是第三種。將注漿管固定在鋼筋籠上（鋼管或黑鐵管），出漿口采用單向截流閥并壓入樁底土中30～50 cm。該方法注漿成功率一般可達97%以上，且壓力相對穩定，注漿效果顯著。因此，一般應采取此種工藝。需要注意的是，注漿管安裝下放時應將兩根注漿管點焊在鋼筋籠的內圈上。安裝注漿管時，必須保證注漿管之間的對接，確保焊縫飽滿、連續、密封良好。

樁端后注漿灌注樁的單樁極限承載力，應通過靜載試驗確定。經過樁端后注漿，不但端阻力有了較大提高，樁側摩阻力也有了較大提高。單樁豎向抗壓極限承載力在砂礫層中一般可提高40%、中砂層中可提高30%、粉砂層中可提高25%、粘土層和淤泥質土層中可提高10%～15%、基巖中提高 15%，這主要與樁底土層性狀、樁底注漿的注漿量及注漿工藝有關。樁底注漿的單樁極限承載力均大于未注漿的承載力，提高幅度在 30%～60%；樁側、樁底同時注漿，單樁垂直承載力提高幅度更大，可達到 85%。樁底進入砂層越深，后注漿后單樁垂直承載力提高幅度越大。因此，當鉆孔灌注樁進入砂層一定深度時，采用后注漿效果更佳。

四、結語

后注漿法是提高鉆孔灌注樁垂直承載力及減小承載力離散性的一項有效措施，經過注漿后的樁其沉降量較未注漿樁要小。對重要工程中單根鉆孔灌注樁的基礎來說，注漿尤為必要。有些工程設計樁長達到60 m，甚至更長，這些樁在施工時承載力離散性較大。若適當采用后注漿方法，在滿足承載力要求的同時，既可以縮短樁長，又可以減小沉降，為工程節約了費用。

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TU75

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1007-6344（2015）03-0108-01