后注漿法在鉆孔灌注樁承載力中的應(yīng)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(yīng)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(huán)境和周邊建筑物危害小等優(yōu)點(diǎn)，但由于影響成樁質(zhì)量的因素較多，質(zhì)量不夠穩(wěn)定，加上施工隊(duì)伍的施工技術(shù)、管理水平參差不齊，承載力出現(xiàn)異常現(xiàn)象依然較為頻繁。本文主要就鉆孔灌注樁承載力異常現(xiàn)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(zhì)量等。客觀因素方面，土質(zhì)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(yīng)：

Ψ=（0.8/D）n。

粘性土、粉性土：樁側(cè)n=1/5，樁端n=1/4；

砂性土：樁側(cè)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(yīng)。如某工程對一批地質(zhì)條件相同、施工工藝相同但樁直徑不同的鉆孔灌注樁進(jìn)行了承載力試驗(yàn)，不同土層中的樁側(cè)摩阻力如表1：

表1 土層樁側(cè)摩阻力

樁豎向承載力的發(fā)揮與樁的長徑比（L/D）和樁身剛度（A·E/L）有關(guān)。試驗(yàn)資料表明：長徑比大的摩擦型樁所發(fā)揮的單位面積極限側(cè)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(fā)揮的單位側(cè)摩阻力相對較大。

打入土中的樁在經(jīng)過一段時(shí)間休止后，承載力會有一定程度增長。增長幅度與土的性質(zhì)、樁周土施工過程中的擾動程度、休止時(shí)間和樁型尺寸等諸多因素有關(guān)，難以用簡單公式表達(dá)清楚。一般認(rèn)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(fù)時(shí)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(shí)樁側(cè)土體擾動較小。因此，樁承載力的時(shí)間效應(yīng)也不明顯（指成樁28 d 以后）。施工方面，如樁身材料強(qiáng)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(shí)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(xiàn)象及原因分析

先來看一個(gè)工程實(shí)例。

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

工程二：進(jìn)行過三次靜荷載試驗(yàn)。第一次試驗(yàn)2 組（編號：B1-1、B2-1），均未達(dá)到設(shè)計(jì)要求；第二次試壓在第一次試壓1個(gè)月后進(jìn)行，B1-2、B2-2測得的Qu 值有較大提高；第三次試驗(yàn)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(guī)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(xiàn)為下述三種現(xiàn)象： 樁底沉渣厚，樁端承力得不到充分發(fā)揮；樁側(cè)泥皮厚，導(dǎo)致側(cè)摩阻力明顯下降；孔壁受擾動，特別是進(jìn)入密實(shí)砂層較深的樁，成孔后孔壁附近土中應(yīng)力釋放，出現(xiàn)“松弛”現(xiàn)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(yīng)用

為提高鉆孔灌注樁的垂直承載力，國內(nèi)外廣大 工程技術(shù)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(shè)置注漿室。采用該工藝時(shí)，鋼筋籠需下到樁底。不過該工藝方法復(fù)雜、成本高，在國內(nèi)很少使用。第二種是灌注樁成孔后。在孔內(nèi)設(shè)置注漿管，注漿管的下端設(shè)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(nèi)已有過多次實(shí)驗(yàn)或使用。不過要注意，此工藝容易發(fā)生出漿口堵塞而導(dǎo)致注漿失敗。目前，應(yīng)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(dá)97%以上，且壓力相對穩(wěn)定，注漿效果顯著。因此，一般應(yīng)采取此種工藝。需要注意的是，注漿管安裝下放時(shí)應(yīng)將兩根注漿管點(diǎn)焊在鋼筋籠的內(nèi)圈上。安裝注漿管時(shí)，必須保證注漿管之間的對接，確保焊縫飽滿、連續(xù)、密封良好。

樁端后注漿灌注樁的單樁極限承載力，應(yīng)通過靜載試驗(yàn)確定。經(jīng)過樁端后注漿，不但端阻力有了較大提高，樁側(cè)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(zhì)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(guān)。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(cè)、樁底同時(shí)注漿，單樁垂直承載力提高幅度更大，可達(dá)到 85%。樁底進(jìn)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(dāng)鉆孔灌注樁進(jìn)入砂層一定深度時(shí)，采用后注漿效果更佳。

四、結(jié)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(xiàng)有效措施，經(jīng)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(chǔ)來說，注漿尤為必要。有些工程設(shè)計(jì)樁長達(dá)到60 m，甚至更長，這些樁在施工時(shí)承載力離散性較大。若適當(dāng)采用后注漿方法，在滿足承載力要求的同時(shí)，既可以縮短樁長，又可以減小沉降，為工程節(jié)約了費(fèi)用。

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TU75

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1007-6344（2015）03-0108-01