后注漿灌注樁在某工程中的應(yīng)用

李大泉

摘要：江蘇連云港灌云明聯(lián)置業(yè)有限公司開發(fā)的灌云帝璟東城項(xiàng)目-地下車庫(kù)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁和后注漿灌注樁的單樁承載力、樁長(zhǎng)及施工工期等的比較，最終整個(gè)項(xiàng)目樁基形式選用了后注漿灌注樁。

關(guān)鍵詞：后注漿灌注樁 承載力估算 樁型比較

一、項(xiàng)目概況

江蘇連云港灌云明聯(lián)置業(yè)有限公司開發(fā)的灌云帝璟東城項(xiàng)目位于連云港灌云縣東城區(qū)，地下車庫(kù)為單層地下車庫(kù)，地下車庫(kù)底標(biāo)高為-4.800米，頂板標(biāo)高為-1.35米，頂板覆土1.2米。地下車庫(kù)為框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)為5.1米x5.4米，框架柱截面為400x400，框架梁截面為350x600，頂板厚度為300mm。基礎(chǔ)形式為樁+防水板，防水板厚度為350mm。本項(xiàng)目設(shè)防水位標(biāo)高為-0.650米，自重?zé)o法滿足局部抗浮要求，需采取抗浮措施（需增加250KN抗拔力）。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)。

二、地質(zhì)情況

擬建場(chǎng)地的地層自上而下分為18層如下：1層素填土、2層黏土、3層淤泥、4-1～4-3層均為黏土、5層粉細(xì)砂、6層粉質(zhì)黏土夾砂、7層粉細(xì)砂、8-1～8-2層均為黏土、9層粉質(zhì)黏土、10-1～10-2層粉土夾粉質(zhì)黏土、11層粉質(zhì)黏土、12-1～12-3層均為黏土、13-1～13-3層均為粉質(zhì)黏土夾砂、14層粉砂夾粉質(zhì)粘土、15層黏土、16層黏土、17層中細(xì)砂、18層黏土，該層未揭穿。擬建場(chǎng)地內(nèi)除有一層較軟弱的淤泥層外，無大的不良工程地質(zhì)作用，無大的斷裂帶通過，場(chǎng)地基本穩(wěn)定。擬建區(qū)地基土類型為中軟場(chǎng)地土，III類建筑場(chǎng)地，擬建場(chǎng)地為對(duì)抗震不利地段。擬建場(chǎng)地內(nèi)無液化土層，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，所屬的設(shè)計(jì)地震分組為第三組，場(chǎng)地特征周期根據(jù)插值法取0.81s。

三、樁基形式判斷及選用

地下車庫(kù)通過PKPM電算得知柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)為1300Kpa。地下車庫(kù)底板標(biāo)高在3層淤泥質(zhì)土層中，3層土地基承載力特征值僅為40Kpa，初步計(jì)算獨(dú)立基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方案不可行，基礎(chǔ)形式須采用樁基礎(chǔ)+防水板。

了解當(dāng)?shù)厍闆r及周邊項(xiàng)目采用的樁基形式后發(fā)現(xiàn)，周邊項(xiàng)目樁基基本采用預(yù)應(yīng)力空心管樁或者預(yù)應(yīng)力方樁。但是本項(xiàng)目地下車庫(kù)底板下方有較深的砂土層，比較適合采用后注漿灌注樁，能有效的提高單樁承載力。故初步設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力空心管樁和后注漿灌注樁兩種樁型進(jìn)行對(duì)比。

方案一：本項(xiàng)目預(yù)應(yīng)力空心管樁初步選用PHC600AB110-15，15，未選用PHC500AB樁，因?yàn)槿绻x用直徑500mm的樁時(shí)需要2根，而直徑600mm的樁只需要一根。樁端持力層選用10-1層粉土夾粉質(zhì)黏土層，本層土中密，土質(zhì)不均勻，平均厚度為1.69米，干強(qiáng)度和韌性低，中壓縮性，極限端阻力為2600Kpa。選取勘察報(bào)告中最不利點(diǎn)C12點(diǎn)進(jìn)行單樁承載力估算，根據(jù)樁基規(guī)范5.3.8-1公式計(jì)算得到特征值為1700Kpa。根據(jù)江蘇省預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)規(guī)程中的規(guī)定，本項(xiàng)目擬建場(chǎng)區(qū)屬抗震不利地段且統(tǒng)一承臺(tái)下少于3根樁，又因?yàn)楸卷?xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，所以根據(jù)技術(shù)規(guī)程要求重要性系數(shù)為1.1+0.1+0.1=1.3，豎向承載力基本滿足要求（1.3x1300=1690Kpa<1700Kpa）。經(jīng)計(jì)算抗拔承載力遠(yuǎn)大于250Kpa，滿足設(shè)計(jì)要求。因采用預(yù)應(yīng)力空心管樁兼作為抗拔樁，需在樁頂部采用不低于C40強(qiáng)度微膨脹混凝土填芯5米長(zhǎng)度。初步估算本項(xiàng)目PHC600AB樁每米工程造價(jià)約427元，單柱下樁基工程造價(jià)約427x30=12810元。

方案二：本項(xiàng)目后注漿灌注樁選用直徑600的樁，樁長(zhǎng)約17米，由于樁長(zhǎng)不長(zhǎng)且樁上部為淤泥質(zhì)土，考慮后注漿對(duì)此部分增加承載力不明顯，故僅采用樁端注漿。樁端持力層選用8-2層黏土層，本層土可塑，土質(zhì)較均勻，平均厚度為3.91米，干強(qiáng)度及韌性高，中壓縮性，極限端阻力為450Kpa。同樣選取C12點(diǎn)進(jìn)行單樁承載力估算，根據(jù)樁基規(guī)范5.3.10公式計(jì)算得到特征值為1450Kpa。本項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，重要性系數(shù)取1.1，豎向承載力滿足要求（1.1x1300=1430Kpa<1450Kpa）。經(jīng)計(jì)算在不考慮樁身自重的情況下，樁基抗拔力遠(yuǎn)大于250Kpa，樁基抗拔滿足設(shè)計(jì)要求。考慮樁身裂縫問題，縱筋配置6根16鋼筋，注漿導(dǎo)管為2根直徑32壁厚3.0mm的鋼管（導(dǎo)管對(duì)稱布置與樁身兩側(cè)），根據(jù)混凝土規(guī)范按軸心受拉構(gòu)件計(jì)算，裂縫為0.13mm，滿足相關(guān)規(guī)范要求，配筋滿足要求（注漿導(dǎo)管已等效代替縱向鋼筋計(jì)算）。初步估算采用直徑600mm后注漿灌注樁每米工程造價(jià)約583元，單柱下樁基工程造價(jià)約583x17=9911元。

PHC600管樁工程造價(jià)比直徑600mm后注漿灌注樁高了近30%，單從工程造價(jià)考慮后注漿灌注樁有明顯優(yōu)勢(shì)，這是由于后注漿灌注樁能較大的提高承載力、減少樁長(zhǎng)。管樁需在樁底及樁頂均填充微膨脹混凝土，且在施工中需要接樁，工期相應(yīng)的需要增加，雖比后注漿灌注樁施工工期略短，但不是很明顯，優(yōu)勢(shì)不大。后注漿灌注樁施工時(shí)，需設(shè)置泥漿池、水泥站、制漿站等易產(chǎn)生污染的設(shè)施，施工中需派專人清理污染地面，增加了人力成本。最后綜合考慮選用了后注漿灌注樁為本項(xiàng)目的樁基形式。

本項(xiàng)目施工前，選擇了3根樁為試樁，通過試樁報(bào)告，分析得出此方案能夠滿足承載力的要求，在當(dāng)?shù)夭捎么藰缎涂尚小?/p>

四、承載力估算時(shí)注意要點(diǎn)及建議

承載力估算時(shí)，干作業(yè)成孔灌注樁和泥漿護(hù)壁灌注樁漿液擴(kuò)散特性不盡相同，承載力計(jì)算時(shí)干作業(yè)成孔灌注樁相關(guān)增強(qiáng)系數(shù)應(yīng)乘以折減系數(shù)，折減系數(shù)的選取可參照樁基規(guī)范表5.3.10注釋選取，也可按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)參數(shù)選用。

承載力估算時(shí)，側(cè)阻力及端助力增強(qiáng)系數(shù)可按樁基規(guī)范表5.3.10中相應(yīng)上限取值，各地的實(shí)測(cè)結(jié)果充分印證此取值沒有問題，設(shè)計(jì)人員不需擔(dān)心。增強(qiáng)段長(zhǎng)度的取值需特別注意成孔方式，干作業(yè)成孔與水鉆孔取值有明顯不同。大直徑樁側(cè)阻力及端助力增強(qiáng)系數(shù)均需按樁基規(guī)范相關(guān)章節(jié)進(jìn)行折減，此點(diǎn)也需特別注意。

五、后注漿技術(shù)在灌注樁中的拓展應(yīng)用

灌注樁施工，由于成孔時(shí)清底不干凈，導(dǎo)致樁底沉渣不達(dá)標(biāo)，承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求。由于沉渣不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致承載力不滿足設(shè)計(jì)要求的處理方法有兩種：1、重新補(bǔ)樁法，2、高壓注漿加固法。補(bǔ)樁法需根據(jù)原設(shè)計(jì)樁的位置及數(shù)量，進(jìn)行計(jì)算確定新增樁的數(shù)量及位置，施工工期會(huì)較長(zhǎng)，新增的樁也有可能出現(xiàn)不滿足設(shè)計(jì)要求的清苦，此種情況下不宜采用補(bǔ)樁法。高壓注漿加固法可以很好的處理樁底沉渣不達(dá)標(biāo)引起承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)值的情況。方法較為簡(jiǎn)單，首先采用取芯機(jī)在灌注樁中心取直徑80mm的孔，孔應(yīng)鉆至設(shè)計(jì)持力層，之后安裝導(dǎo)管裝置，注入漿液，高壓注漿加固法工期較短，可靠性較高，加固完成后，采用高應(yīng)變檢測(cè)，承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

六、結(jié)束語

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)普通住宅很多都是20多層的高層住宅，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)荷載很大，普通灌注樁或預(yù)應(yīng)力管樁有時(shí)候不能滿足承載力的要求，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)一個(gè)承臺(tái)下有很多根樁，設(shè)計(jì)、施工均帶來不小的麻煩，而后注漿灌注樁相對(duì)于普通灌注樁或預(yù)應(yīng)力管樁在相同情況下承載力會(huì)高很多，施工工藝也不算復(fù)雜，且工程造價(jià)一般可節(jié)省20%～40%，因此設(shè)計(jì)工程中我們因根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)先考慮采用后注漿灌注樁。

參考文獻(xiàn)

[1]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008。中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[2]《江蘇省預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)規(guī)程》DGJ32/TJ109-2010。江蘇科學(xué)技術(shù)出版社.