后壓漿鉆孔灌注樁設計與工程應用

李同超

【摘要】鉆孔灌注樁后壓漿技術在傳統的鉆孔灌注樁施工工藝的基礎上進行了改進和創新，應用在濟南某項目主體樁基工程中，提高了經濟效益和鉆孔灌注樁單樁豎向承載力。

【關鍵詞】后壓漿；鉆孔灌注樁；靜載試驗

1、后壓漿技術的定義

鉆孔灌注樁后壓漿技術是成樁時在樁底或樁側預置壓漿管路和壓漿裝置，待樁身達到一定強度后，通過壓漿管路，利用高壓壓漿泵壓注以水泥為主劑的漿液，根據漿液性狀、土層特性和注漿參數等不同，壓力漿液對樁端沉渣、樁側泥皮及樁周土體起到滲透、填充、置換、劈裂、壓密及固結等不同作用，對孔底沉渣和樁側泥皮進行固化，從而消除傳統灌注樁施工工藝所固有的缺陷，通過改變土體的物理力學性能及樁土間邊界條件，以達到提高樁的承載力，減少沉降量，并提高樁身質量和樁承載力可靠性的一種科學、先進的技術方法。

2、工程概況

2.1 工程簡介。項目主體位于濟南市師范路北首，建筑物為“匚”字形，東西長62.64米，寬17.80米，12層（局部13層、3層），高49.00米，柱距9.00米，一層地下室，基礎埋深為±0.00米以下6.30米，總建筑面積60000m2。采用框架結構，片筏基礎和后壓漿鉆孔灌注樁基礎。

2.2 樁型選擇及計算方法。鉆孔灌注樁后壓漿的計算：后壓漿單樁極限承載力標準值按照《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）中規定進行計算。

2.3 試驗方法及結果。單樁豎向抗壓靜載試驗，采用單循環慢速維持荷載法。

2.3.1 試樁的設置。經甲方、監理單位、設計方共同確定，選取兩種樁型共四組進行試驗。

2.3.2 主要儀器設備。鋼梁3件，油壓千斤頂（630t）1臺，RS-JYB型基樁全自動靜載測試儀1套，位移傳感器4只，百分表（0-30mm）4塊，基準梁2根。

2.3.3 檢測方法。試驗執行《建筑樁基檢測技術規范》（JGJ106-2014）。采用錨樁反力裝置系統，按慢速維持荷載法。試驗在工程樁上進行，系非破壞性試驗。由于試驗在地面上進行，四組試樁均灌至地面，各試樁實際灌注樁長高于設計樁長4.09～5.40m。鉆孔灌注樁上部極限側阻力標準值按45kpa計算（見表5），各試樁最大加載量為設計單樁極限承載力與高出設計樁長部分樁側極限側阻力之和。

高出設計樁長部分樁側極限側阻力（Qsk）計算公式如下：

（1）試驗加載方式：①試驗采用逐級等量加載；分級荷載為最大加載量的1/10，其中第一級取分級荷載的2倍。②卸載應分級進行，每級卸載量取加載時分級荷載的2倍，逐級等量卸載。③加、卸載時應使荷載傳遞均勻、連續、無沖擊，每級荷載在維持過程中的變化幅度不得超過分級荷載的±10%。

（2）慢速維持荷載法實驗步驟應符合下列規定：①沉降觀測：每級荷載施加后按第5、15、30、45、60min測讀樁頂沉降量，以后每隔30min測讀一次。②試樁沉降相對穩定標準：每一小時的樁頂沉降量不超過0.1mm，并連續出現兩次（從分級荷載施加后第30min開始，按1.5h連續三次每30min的沉降觀測值計算）。③當樁頂沉降速率達到相對穩定標準時，再施加下一級荷載。④卸載時，每級荷載維持1h，按第15、30、45、60min測讀樁頂沉降量后，即可卸下一級荷載。卸載至零后，應測讀樁頂殘余沉降量，維持時間為3h，測讀時間為15、30min，以后每隔30min測讀一次。

（3）終止加載條件：①某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的5倍（當樁頂沉降能相對穩定且總沉降量小于40mm時，宜加載至樁頂總沉降量超過40mm）；②某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2倍，且經24小時尚未達到相對穩定；③已達到設計要求的最大加載量；④當工程樁作錨樁時，錨樁上拔量已達到允許值；⑤當荷載-沉降曲線呈緩變型時，可加載至樁頂總沉降量60～80mm。

3、試驗結果

通過對現場測試的數據進行計算校核，以37#試樁為例，繪制了Q-S曲線、S-lgt曲線、S-lgQ曲線，見圖1～圖3。

Q-S曲線：隨著荷載的增加，曲線斜率逐漸增大，荷載加至預計最大加載值時，曲線未出現陡降段，終止加荷。S-lgt曲線：隨著荷載的增加，曲線間距自上而下由密變疏，尾部曲線無明顯向下彎曲現象。S-lgQ曲線：曲線未出現明顯陡降段。樁的Q-S曲線呈緩降型曲線，且斜率較小，說明試樁樁側摩阻力隨樁頂位移的增加仍以線性增長為主，樁頂荷載主要由樁側摩阻力承擔，端阻力發揮的作用較小。從靜載荷試樁結果所對應的沉降值可以看出，試樁均未壓至破壞，反映出后壓漿的單樁豎向極限承載力標準值的試樁結果還有一定的承載力儲備。試樁卸載后，樁頂回彈量很大，殘余沉降量都很小，由此可知，試樁的樁頂沉降主要是由于試樁樁身彈性壓縮引起的。

經過對比，樁底注漿的單樁豎向極限承載力標準值（靜試樁結果）比未后壓漿的單樁豎向極限承載力標準值（計算值）提高了70%以上。

4、結語

工程實踐表明，后壓漿技術具有適用性強，操作方便，可靠性好，不與成樁作業交叉，且能有效地提高鉆孔灌注樁的承載力，減少沉降量，降低工程造價，縮短工期，有顯著的經濟效益和社會效益，為高層建筑、水工建筑和復雜工程地質條件下的基礎工程應用提供了一種新的途徑，值得借鑒推廣。

參考文獻：

[1]李昌馭.鉆孔灌注樁樁樁端后壓漿工藝與機理研究[D].南京：東南大學，2004.