某工程后壓漿鉆孔灌注樁承載力異常的原因分析

徐勇，亓軍

（1.山東省建筑科學研究院；2.德州市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，山東 德州 250031）

某工程后壓漿鉆孔灌注樁承載力異常的原因分析

徐勇1，亓軍2

（1.山東省建筑科學研究院；2.德州市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，山東 德州 250031）

結(jié)合工程實例和工程地質(zhì)狀況，在樁基靜載及高應(yīng)變試驗的基礎(chǔ)上，分析了軟土地基中后壓漿鉆孔灌注樁樁側(cè)阻力及樁端阻力的發(fā)揮性狀，分析了后壓漿鉆孔灌注承載力異常的原因。討論了樁基承載力的主要影響因素，包括施工機具的選擇、樁土間摩擦性質(zhì)、樁周土體性質(zhì)以及持力層土體性質(zhì)等。

后壓漿；靜載；高應(yīng)變；承載力異常

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.030

1 引言

隨著我國高層建筑的迅猛發(fā)展，對地基承載力的要求越來越高，為了滿足承載力要求，地基多采用后壓漿灌注樁處理。鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)，是利用在灌注樁成樁過程中預(yù)先設(shè)置在樁側(cè)、樁端的壓漿管路、壓漿閥，注入配制的水泥漿液，處理加固樁側(cè)的泥皮及薄弱土體、樁端的松散沉渣和樁端持力層以達到提高樁端阻力、樁側(cè)阻力及樁的豎向承載力，減少樁的沉降，改善樁的承載性狀，減少工程投資的一種先進技術(shù)。但由于這類樁施工工藝、承載變形機理較為復(fù)雜，施工隊伍迅速擴大，技術(shù)管理水平參差不齊等因素影響，近來有些工程的承載力試驗結(jié)果出現(xiàn)異常，同一個工程的單樁極限承載力試驗結(jié)果與正常設(shè)計值相差較大。

2 工程概況

某工程擬建建筑包括住宅樓及地下車庫。地上17層，地下2層，高度為 57.56m。采用后壓漿鉆孔灌注樁以第七層粉砂為樁端持力層，樁徑600mm。在勘察范圍內(nèi)，場地地層主要為第四系全新統(tǒng)～上更新統(tǒng)沖積黏性土、粉土和砂土組成，地表分布有近期人工填土。場地地層分布較穩(wěn)定，現(xiàn)按自上而下的揭露順序分述如下：1素填土:2含砂粉土:2-1層粉質(zhì)黏土夾黏土（Q4al）：3層粉質(zhì)黏土夾黏土（Q4al）：4層含砂粉土（Q4al）：5層粉砂（Q3al）：6層粉質(zhì)黏土夾黏土（Q3al）：軟塑～硬塑，稍有光澤，中等干強度，中等韌性，局部未見底，揭露厚度：2.50～14.80m；7層粉砂（Q4al）：密實，飽和，主要由石英、云母等礦物組成，該層在場區(qū)僅在控制性勘探點中揭露，未見底，揭露厚度：1.40～5.90m。

3 工程實例

某住宅樓對各組試樁按照設(shè)計要求進行堆載法靜載和高應(yīng)變試驗，后壓漿鉆孔灌注樁設(shè)計要求最大極限加載量為4200kN，圖1～圖4表示了各組試樁的靜載試驗的 Q-S曲線及高應(yīng)變試驗曲線。

從圖中可以看出，上述 6組試樁的極限承載力部分未達到設(shè)計要求的數(shù)值，其中一些樁的沉降量過大，其極限承載力為設(shè)計值的60%～80%。我們分析試樁靜載及高應(yīng)變曲線，發(fā)現(xiàn)正常試樁壓漿效果明顯，承載力滿足設(shè)計要求，異常試樁上部樁側(cè)摩阻力及端阻力測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)摩阻力實測值與正常值相差較大，尤其是深層土層的樁側(cè)摩阻力降低較多。測試分析發(fā)現(xiàn)，這些樁基的樁側(cè)摩阻力發(fā)揮水平遠低于設(shè)計要求，是上述試樁極限承載力大大降低的直接誘因。

4 后壓漿鉆孔灌注樁承載力偏低的原因分析

圖1所示三組試樁均采用回旋鉆機，成孔過程中泥漿比重過大，導(dǎo)致樁側(cè)泥皮過厚，從開挖后的試樁也發(fā)現(xiàn)樁身比較規(guī)則光滑，且樁側(cè)存在較厚的泥皮，樁側(cè)光滑較厚的泥皮直接導(dǎo)致樁側(cè)摩阻力的降低。鉆孔灌注樁的孔壁形狀應(yīng)有一些小的變化 ，呈鋸齒或凹凸形，應(yīng)避免鉆孔過于平直、光滑。而且施工過程中應(yīng)減少鉆孔灌注樁的施工時間，降低護壁泥漿的粘度，形成更優(yōu)化的泥皮狀況，為壓漿取得預(yù)期的效果創(chuàng)造“先天條件”。

圖1 79#、26#、50#試樁靜載試驗Q-S曲線圖

圖2 1#、28#、70#試樁靜載試驗Q-S曲線圖

二次清孔效果較差造成樁底沉渣過厚及樁底附近附加泥皮的影響。目前我國多采用導(dǎo)管法灌注混凝土，首灌混凝土方量較大，放開隔水栓使漏斗中的混凝土連同隔水栓向孔底猛落，混凝土從導(dǎo)管下落至孔底堆積，并使導(dǎo)管埋在混凝土內(nèi)。如果孔底有較厚的沉渣，甚至夾含較多的浮泥，在混凝土下瀉時產(chǎn)生的沖擊力作用下，僅有一部分沉渣被浮托到混凝土項面，一部分沉渣(含浮泥)被擠到邊角與孔壁處，還有部分沉渣（含浮泥）仍然留在樁端并形成一個軟墊。灌注樁身混凝土是在樁端附近的孔壁中產(chǎn)生附加泥皮，引入附加泥皮概念可以反映出樁底沉渣對樁端附近樁側(cè)阻力產(chǎn)生的特殊影響。隨后灌入的混凝土對首灌混凝土的沖擊作用明顯減弱，由此造成靠近樁端附近的孔壁上的泥皮厚度要大于上面的泥皮厚度，并且離開樁端的距離越近泥皮的厚度顯然就越大。上述后壓漿鉆孔樁的靜載試驗破壞為樁端持力層的破壞，即是樁底沉淤過厚所致，符合樁側(cè)泥皮和樁端沉淤過厚導(dǎo)致承載力偏低的特點。樁端存在軟弱的沉淤不僅影響樁端阻力的發(fā)揮，而且制約著樁端附近樁側(cè)摩阻力的正常發(fā)揮。

圖3 79#試樁高應(yīng)變試驗曲線圖

圖4 70#試樁高應(yīng)變試驗曲線圖

5 結(jié)語

通過本工程后壓漿鉆孔灌注樁樁基承載力異常問題的分析，可以看出導(dǎo)致工程樁試樁承載力異常的直接原因是樁側(cè)泥皮偏厚和樁端沉渣過厚所引起的樁側(cè)摩阻力的大幅度降低以及樁端阻力難以充分發(fā)揮，并且與工程采取的循環(huán)施工方法是密切相關(guān)的。為了改善其荷載傳遞性狀，應(yīng)該考慮降低護壁泥漿比重，引入附加泥皮的概念，解釋樁端附近樁側(cè)摩阻力降低的機理。

【1】曾文韜.后壓漿鉆孔灌注樁單樁承載力試驗研究[J].湖南城市學院學報(自然科學版)，2011，20（2）：10-13.

【2】JGJ94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

【3】田雪飛，盧海筠，閆景俠，等.后壓漿灌注樁基承載力計算方法比較研究[J].巖土工程學報，2013（13）：372-377.

Analysis on the Cause of Abnormal Bearing Capacity of Post-grouting Bored Pile in a Certain Project

XUYong1，QIJun2
（1.ShandongAcademyofBuildingResearch,Dezhou250031,China;2.DezhouConstructionEngineeringQualitySupervisionStation,Dezhou250031,China)

Combinedwithengineeringexamplesandengineeringgeologicalconditionsandinfoundationofpilestaticload and high strain dynamic testing, the article analysed the play characters of post pressure grouting bored pile side and tip resistances in soft soil foundation, and analysis the reasons for the abnormal bearing capacity of post grouting bored hole filling. Themain influencing factors of the bearing capacity of pile foundation are discussed, including the choice of constructionequipments,thefrictionpropertybetweenpilesandsoil,thepropertiesofthesoilaroundthepile,andthepropertiesofthestrengthlayersoil.

postgrouting;staticload;highstrain;abnormalbearingcapacity

TU753.3

A

1007-9467（2016）07-0048-02

2016-5-30

徐勇（1971～），男，山東濟南人，高級工程師，從事建筑科學研究，（電子信箱）2907234472@qq.com。