大直徑長鉆孔灌注樁后注漿前后承載力分析

□文/劉大鵬 劉衛未

傳統的鉆孔灌注樁工藝受到泥漿質量、工人操作水平、工序銜接的影響，極易造成樁底沉渣的清理不到位，樁孔泥皮厚度不易控制，進而影響單樁的承載力和樁頂位移。后注漿工藝的出現，很好地解決了這一問題，提高了單樁承載力，降低了樁頂位移，完善了鉆孔灌注樁施工工藝。

1 工程概況

天津嘉里中心工程地上5層；地下3層，局部4層，地上總高度28 m；酒店裙房地上3層，局部4層；地下3層，局部4層，地上總高度22.65 m。這2棟建筑物的抗壓樁均采用有效樁長為35 m的鉆孔灌注樁（以下簡稱“灌注樁”），樁徑800mm，混凝土強度等級C40，樁頂標高-13.100 m(大沽標高)，樁底標高-49.100 m（大沽標高）,采用后注漿工藝。為驗證后注漿工藝的適用性，進行了 1組 3根（C2TP02#、C2TP03#、C3TP05#）灌注樁在未注漿和注漿后情況下的承載力試驗。

2 注漿前后承載力對比

1）單樁豎向極限承載力標準值估算結果為7089kN。

2）注漿前C2TP02#灌注樁的單樁豎向抗壓極限承載力≮8 240 kN；C2TP03#樁的單樁豎向抗壓極限承載力≮11 330 kN；C3TP05#樁的單樁豎向抗壓極限承載力≮10 300 kN；注漿后 C2TP02#、C2TP03#、C3TP05#樁的單樁豎向抗壓極限承載力均≮12 360 kN。

3）內力測試結果標明，注漿前 C2TP02#、C2TP03#、C3TP05#樁在最大荷載作用下，灌注樁設計樁頂標高處（大沽標高-13.1 m）的軸力分別為5816、9232、8002 kN；注漿后 C2TP02#、C2TP03#、C3TP05#樁在最大荷載作用下，灌注樁設計樁頂標高處（大沽標高-13.1 m）的軸力分別為10 323、10 270、10 454 kN。注漿前后試樁樁頂沉降量對比見表1，注漿前后試樁Q-s曲線見圖1-圖3。

表1 注漿前后試樁樁頂沉降量對比

圖1 注漿前后C2TP02#樁靜載試驗Q-s曲線

圖2 注漿前后C2TP03#樁靜載試驗Q-s曲線

圖3 注漿前后C2TP05#樁靜載試驗Q-s曲線

4）注漿前后單樁承載力及樁頂位移分析。注漿前的試驗結果較理論計算稍高，但承載力不穩定；注漿后單樁極限承載力提高，注漿后的Q-s曲線沒有明顯拐點，雖然只加載至12 360 kN，但仍有繼續加載的余地。

注漿前3根試樁的極限承載力≮8 240 kN，注漿后的3根試樁極限承載力≮12 360 kN，注漿后單樁極限承載力提高了25%～30%左右。

3根試樁注漿后的Q-s曲線較為平穩，可見后注漿技術彌補了樁基施工過程中的質量波動，使樁基承載力更為均勻分布。注漿后樁頂位移均有所減少并且隨荷載的增大，減小趨勢越為明顯。

5）注漿前后單樁軸力及側阻力分析試驗中取得的樁身軸力分布圖、樁最大側阻力-深度關系曲線見圖4-圖 9。

由圖4、圖7和圖8可知，樁身傳遞的軸力有減小趨勢。同時樁最大側阻力－深度關系曲線也顯示注漿后樁身的側阻力，較注漿前增大。說明樁端注漿使得樁與周邊土體之間的摩擦力增大。后續土方工程開挖后顯示，部分工程樁樁身包裹了一層水泥硬殼，說明樁端注漿過程中，水泥漿上涌。JGJ 94—2008《建筑樁基技術規范》中5.3.10條也提到單一樁端后注漿時，豎向增強段為樁端以上12 m。說明，后注漿對樁側的加固作用是較為明顯的。

圖9 注漿前后C3TP05#樁樁最大側阻力-深度關系曲線

3 結語

試驗結果表明，注漿后灌注樁的承載力明顯提高且各樁的承載力較為均勻穩定。樁頂位移降低較為明顯，豎向剛度提高。后注漿對樁底沉渣和樁孔泥皮均有較好的加固作用。采用后注漿工藝使工程樁質量更為均勻穩定，完善了鉆孔灌注樁施工工藝。