后壓注漿法在曲靖某酒店人工挖孔樁中的應用

【摘 要】曲靖某五星級酒店設計為人工挖孔樁基礎，由于圓礫層較厚，無法穿透，采用后壓注漿法，提高了樁基承載力，滿足了設計要求。

【關鍵詞】后壓注漿；人工挖孔樁；卵礫層

1. 工程概況

云南某酒店擬建規模為五星級，位于曲靖市南城門，曲靖廣場西側，東面為曲靖會堂，北面為瀟湘河，主樓16層，附樓三層（分為A、B、C三座商業中心），為框剪結構，酒店凈用地6.2公頃，建筑面積75058.71m2，主樓與附樓均設計為人工挖孔樁基礎，樁基持力層為中風化泥巖，持力層的樁端阻力特征值為3500KPa。

根據地質勘察報告，該工程地層自上而下分布為：

①-1層雜填土，褐、褐灰雜褐紅、深灰、黑色，由可塑狀態粘性土及部分砂性土、粉土混塊石、卵石、砼塊、碎石、磚塊及少量碳渣、瓦片、腐木質及雜物組成，結構松散，狀態差異大，層厚0.7~7.5米。

① 層耕植土：深灰、褐色，由粘性土混少許砂礫，粉粒組成，松散狀態為主，部分軟——可塑狀態，含植物根莖及碳屑，層厚0.3~1.2米。

② 層卵石：灰、褐灰色，卵礫石主要成分為褐灰色、灰、深灰、紫色砂巖、硅質巖及砂質巖、石英砂巖等，微風化，堅硬，2.2~5cm為主，部分可達6~9cm，卵礫形狀呈亞圓、圓~次棱角狀，卵石含量25.5~77.89%，平均50.59%，礫石含量18.66%，由礫石、砂礫、粉粒及少量黏性土充填，飽和，稍中密狀態，部分密實，卵礫石分布 不均勻，含膠結塊及腐木塊，層厚0.3~15.5m，樁端端阻力特征值為1200KPa。

②-1層粉質黏土：深灰雜褐灰、褐黃色，部分地段含少量粉土團塊及卵礫石，1.5~6.0cm，亞圓形、狀態不均勻，可軟塑狀態為主，局部硬塑狀態，中高壓塑性，固結比OCR=4.91，屬超壓密土，含少量腐木塊屑，具弱膨脹潛勢，層厚0.5~3.7米。

②-2層粉土：灰、褐灰色，濕、稍中密狀態，中壓縮性，呈零星透鏡體分布于②層的上部及②層中，局部在②層的底部，層厚0.3~1.4米。

②-3粉砂：褐灰、深灰色，含少量礫石及腐木塊屑，濕、稍密狀態，呈零星透鏡體分布于②層的上部，層厚1.6~2.4米。

③-2層粉質黏土（全風化泥質頁巖）：灰、灰綠雜深灰色，含少量泥質頁巖強風化殘塊，硬塑狀態為主，部分可塑及堅硬狀態，中壓縮性，OCR=3.58，屬超壓縮，土層厚0.3~7.9。

③-1層含粉質黏土角礫強風化泥質頁巖：灰色為主，部分深灰色，角礫為強~中等風化泥質頁巖，呈碎塊狀、塊狀、餅狀、及少部呈短柱狀，3~9cm，卵礫石含量28.2~87.7%，角礫分布不均勻，由粘性土及少量砂粒充填，飽和，中密實狀態，層厚0.6~13.0m。

③ 層中等風化泥質頁巖：灰、深灰色，中等風化，巖芯呈長拄狀、柱狀、短柱狀、部分塊狀，及餅狀，節理、層理較發育，RQD=25~65%不等，軸心夾角55~600，飽和單軸抗壓強度10.2~48.2MPa，屬較軟巖，遇水后呈塊狀，片狀，巖面起伏較大，基巖埋深一般為西淺、東深，層厚1.5~34.5。

該工程于2006年5月開始施工，主摟及商業中心A、B棟的人工挖孔樁基礎均按設計要求挖至③層中等風化泥質頁巖，且樁端進入持力層大于1.0m。惟獨商業中心C棟有33根樁未能挖至持力層，樁端位于②層卵石中，（C棟共有人工挖孔樁61根，設計樁徑1100mm）。

2. 原因分析

未挖到③層中等風化泥質頁巖持力層的33根樁，挖至②層卵石時，普遍遇到直徑50~150cm的漂石，該漂石大都一半在護壁下；對照地質剖面圖，②層卵石層在該施工區域內25m深仍未揭穿，且施工有效樁長已滿足設計≥6米的要求；在有圓礫及流沙的地層中，人工挖孔樁的孔徑800太小，給施工帶來困難。

3. 處理措施

②層卵石的樁端端阻力特征值為1200KPa，顯然滿足不了設計的要求，因樁端置于漂石上，無法進行擴底及爆破施工，改用其他樁型，或回填后增大樁徑從新開挖，一是施工工期增長，費用加大；二是因②層卵石較厚，泥漿難以護壁，極易引起塌孔，故決定采取后壓注漿的方法對此33根樁進行加固處理，因②層卵石層為強透水層，在人工挖孔樁開挖中，大量的細顆粒被降水抽走，采用后壓注漿法可對卵石層的樁周及樁端進行加固，從而達到提高樁基承載力的目的。

4. 加固機理

樁斷后壓注漿可分為滲透注漿（粗粒土：中粗砂，卵礫石土）和霹靂注漿（細粒土（粘性土、粉土、粉沙）兩種方式。由于壓力作用下土顆粒被擠密，水泥漿與土顆粒中空氣、水分進行置換并填充空隙，水泥漿以滲透、霹靂方式與地基土結合，改良了樁端地基土巖性，填充因混凝土硬化收縮而在樁周與樁周土之間產生的縫隙，使樁與樁周土提前固結，樁周與樁端的共同作用使單樁豎向承載力得到大幅度提高：由于樁端注漿，使漿液在壓力作用下把樁端虛土（浮渣）及周圍土體顆粒的空隙壓縮并填充水泥漿，使樁端形成擴大頭，同時擠密了擴大頭周圍的砂土，提高樁端周圍土層壓縮模量，提高擴大頭下部卵石層的端阻力。另外，漿液在壓力作用下，沿著樁身側壁向上返，同時向側壁土體顆粒間滲透，填充砂土顆粒間空隙，提高樁身側阻力；在樁端注漿時，樁身有上臺現象，這種注漿引起的上臺力需克服樁側壁摩阻力和樁身重力才能出現，等于給樁身上施加了向上的預應力，在受豎向荷載時，該預應力將承當部分荷載。

5. 加固處理工序

(1)在鋼筋籠上對稱綁置2根89的PVC管，管底部封口。

(2)按正常工序進行樁身混凝土的澆灌。

(3)樁身混凝土澆注養護7日后，先用XY-100型鉆機沿PVC管進行掃孔，掃孔深度距孔底1~1.5米。

(4)掃孔完后，采用BW-2500型注漿泵，水灰比為1：0.5的水泥漿進行注漿，注漿終止壓力控制在0.6~1.0MPa。

6. 加固效果檢驗

樁身混凝土養護28日后，隨機抽起3根樁進行單樁豎向承載力的靜載荷試驗，檢測結果，單樁豎向極限承載力值均達到665t，滿足設計要求。檢測的Q-S曲線圖如圖1。

圖1 7. 結論

后壓注漿法解決了人工挖孔樁在卵石層中，因降水使側壁摩阻力減少的問題，并增大了樁基的樁端端阻力。但也存在著控制指標檢測不完善；技術規程和質量控制標準不統一（國家還未出臺統一的規范）；后壓漿的承載力尚無完善的計算公式等問題。因此在后壓注漿施工中，應精心設計，科學施工，嚴格控制好注漿量及最終壓力值，以達到預期效果。