橋梁樁基施工中壓力灌漿技術的應用研究

廖志云

(湖南省永州公路橋梁建設有限公司，湖南 永州 425000)

1 工程概況

G345鎮(zhèn)安金鐘至木王林場段公路改建工程LJ1標段，路線全長約3.89 km，大中小橋共計9座。擬建金鐘1號橋(中心樁號K23+209.200)3跨，長45 m；金鐘2號橋(中心樁號K23+717.800)3跨，長45 m；牛家?guī)X1號橋(中心樁號K25+720.950)2跨，長35.5 m；牛家?guī)X2號橋(中心樁號K25+952.250)2跨，長35.5 m；柏樹坪1號橋(中心樁號K25+476.250)2跨，長38.5 m；柏樹坪2號橋(中心樁號K26+596.000)2跨，長39.00 m；建軍村1號橋(中心樁號K26+692.250)2跨，長38.50 m；建軍村2號橋(中心樁號K26+826.000)3跨，長52.00 m；大南溝1號橋(中心樁號K26+993.766)4跨，長58.00 m。下部結構為樁柱式墩，墩臺采用樁基礎，上部采用預應力混凝土箱梁，現(xiàn)圍繞本工程實際情況，對樁基施工中采用的壓力灌漿技術進行分析。

2 灌漿效果分析

為對樁底壓力灌漿施工效果進行驗證，檢驗工藝有效性和可靠性，需在現(xiàn)場進行灌漿試驗和靜載試驗。在此基礎上，還結合了其它兩個類似工程(記作工程A和工程B)，供試驗對比。

各灌漿試驗樁P-S檢測結果如表1所示。

表1 各灌漿試驗樁P-S檢測結果

由表1可以看出：

(1)本工程灌漿試驗中，B、D兩樁承載力可達A、C兩樁的1.4～1.6倍，但其樁長較大，A樁長度是B樁2倍左右，C樁長度是D樁1.7倍左右。

(2)工程A灌漿試驗中，A、B、C三樁樁長和樁徑幾乎相等，但由于A、B兩樁采用了樁底壓力灌漿，所以二者承載力都比C樁大，A樁承載力是C樁的1.67倍，而B樁承載力是C樁的1.56倍。

(3)工程B灌漿試驗中，B樁樁長、樁徑都比D樁小，所以即便采用了樁底壓力灌漿，其承載力也比長度大于近一倍普通鉆孔樁小。

3 壓力灌漿作用機理

(1)提高摩阻力

摩阻力標準值計算公式為：

(1)

(2)

①樁底壓力灌漿可以在樁基的下端形成一個擴大頭，對樁底與周圍土層連續(xù)擠壓，增大其密實度，提高樁端側向壓力，最終提高樁側的摩阻力。

②在對樁底進行壓力灌漿時，因灌漿壓力與漿液數(shù)量都在不斷增加，所以其形成的擴大頭會逐漸超出橡膠囊自身彈性，導致漿液向外竄出，順樁間軟弱層不斷向上，提升樁側的摩阻力。

③壓力灌漿在有效壓密虛土的基礎上，還會向上傳遞一定反力，從而間接增強樁側摩阻力。

(2)提高端阻力

①由壓力灌漿不斷形成的擴大頭會對虛土施加擠密作用，并整體抬升樁體；灌漿開始時樁端阻力就參與作用，而且這也是鉆孔樁無法達到的。從上述試驗結果中可以看出，如果樁頂?shù)奈灰七_到5 mm，則鉆孔樁幾乎沒有樁端阻力，但灌漿樁的樁端阻力卻能占據(jù)一部分樁頂荷載，并且在樁頂荷載不斷增加的過程中，灌漿樁無論是樁側摩阻力還是樁端阻力都呈線性增長。由此可以看出，通過壓力灌漿能有效解決鉆孔樁自身樁端阻力與樁側磨阻力異步發(fā)揮，樁端阻力滯后于樁側摩阻力的難題。

②壓力灌漿后，在樁端處產(chǎn)生的擴大頭，大幅增加了樁基支承截面積，而且在壓漿的過程中，沉渣與土體不斷向外排出孔隙水，致使原本處于松軟狀態(tài)下的沉渣層，特別是摩擦樁的樁底，變得更加密實，隨著擴大頭的形成和增大，壓密區(qū)作用范圍也隨之變大。

③樁底灌漿之后，漿液會不斷向持力層當中滲透，使其性質(zhì)發(fā)生改變，增強樁端阻力。正因壓力灌漿具有提高樁基樁側摩阻力與樁端阻力的作用，所以它能很好的提升樁基整體承載能力。

4 總 結

(1)對樁底實施壓力灌漿除了能提高一定樁端阻力，促使其在一開始就參與到整體作用和承載，確保樁側的摩阻力與樁端阻力能夠發(fā)揮出協(xié)同作用，還能在一定程度上提高樁側摩阻力。樁基荷載主要和灌漿的壓力及漿液數(shù)量有關，隨壓力與漿液數(shù)量的不斷增加，樁基整體承載能力提高效果越明顯，但這并不意味著可以隨意提高灌漿壓力，還需將其嚴格控制在規(guī)范容許范圍之內(nèi)。

(2)壓力灌漿技術的工藝方法簡單，在工程實際中容易實現(xiàn)。因樁底的壓力灌漿可以提高樁基整體承載能力，合理應用這一技術，則能有效縮短樁長、減少樁基數(shù)量、減小施工難度、提高工程的經(jīng)濟效益，有著很高的應用和推廣價值。

(3)雖然壓力灌漿技術作用顯著、優(yōu)勢突出，但在我國橋梁建造領域，工藝還沒有一套統(tǒng)一的標準和要求，需要針對不同工程進行分析，以制定相應的規(guī)程，確保技術發(fā)揮預期效果。此外，值得注意的是，如果軟弱地層的基巖深度在30 m以上，且設計采用摩擦樁，則可充分借助壓力灌漿技術進一步改進樁基整體承載能力，從而實現(xiàn)經(jīng)濟與社會效益最大化。

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