經驗參數法在后注漿灌注樁工程中應用與分析

胡凱鋒 汪旭濤

(1.中國地震局地震研究所，湖北武漢 430071;2.武漢地震工程研究院有限公司，湖北武漢 430071)

0 引言

后注漿灌注樁在當今工程中運用較廣泛，武漢地區絕大部分高層建筑的樁基礎采用的是后注漿鉆孔灌注樁。然而，樁基屬于隱蔽工程，其質量優劣直接關系到整個建筑的安危。因此，特別是灌注樁的極限承載力的確定將影響到整個建筑物的安全可靠性和經濟合理性。

本文主要介紹經驗參數法確定后注漿灌注樁的極限承載力，并將其與靜載試驗進行對比。

1 工程地質概況

泛海國際居住區桂海園位于武漢江漢區，原始地貌屬長江沖積一級階地。根據工程地質勘察報告(詳勘)，各土層的工程地質特征見表1。

表1 巖土層工程地質特征表

2 經驗參數法計算后注漿灌注樁極限承載力

本工程采用鉆孔灌注樁，樁徑700 mm，樁長36 m。灌注樁在第②黏土層的深度為8.5 m，在第③粉質黏土與粉土、粉砂互層土層的深度為9.0 m，在第④-1粉細砂層的深度為9 m，在第④-2粉質黏土夾粉土、粉砂層的深度為5 m，樁端持力層為第④-3細中砂層，灌注樁進入該層的深度為4.5 m。用經驗參數法計算灌注樁極限承載力。

其中，Quk為后注漿灌注樁極限承載力標準值;u為鉆孔灌注樁周長;lj為后注漿非豎向增強段第j層土的厚度;lgi為后注漿豎向增強段內第i層土的厚度，對于鉆孔灌注樁，當為單一樁端后注漿時，豎向增強段為樁端以上12 m;qsik，qsjk，qpk分別為后注漿豎向增強段第i層土初始極限側阻力標準值、非豎向增強段第j層土初始極限側阻力標準值、初始極限端阻力標準值;βsi，βp分別為后注漿側阻力、端阻力增強系數;Ap為樁端橫截面面積。

依據JGJ 94-2008建筑樁基技術規范，用經驗參數法計算的后注漿鉆孔灌注樁豎向極限承載力標準值為3 205.9 kN。

3 單樁豎向靜荷載試驗及極限承載力

3.1 單樁豎向靜荷載試驗

試驗采用慢速維持荷載法，利用混凝土預制塊配重平臺提供滿足試驗要求的反力。通過電動液壓泵、千斤頂加載，荷載值由精密壓力表測量，依千斤頂率定曲線換算得出。其中4個對稱放置的大量程百分表測讀沉降，用以觀測被檢單樁的沉降變形，百分表由磁性表座固定于基準梁上。壓重平臺支座墩邊與樁中心距不小于2.0 m，試樁與基準樁中心距離不小于2.0 m。示意圖見圖1。

圖1 單樁豎向靜載試驗示意圖

3.2 鉆孔灌注樁豎向極限承載力

在此場地對3根試樁進行靜載試驗，Q—S曲線見圖2～圖4。

圖2 1號試樁靜載試驗Q—S曲線

圖3 2號試樁靜載試驗Q—S曲線

通過單樁豎向靜載荷試驗，從Q—S曲線圖可以看出，3根試樁的單樁豎向極限承載力取Q—S曲線陡降段的前一級荷載，分別為:4 500 kN，4 500 kN，4 000 kN。其平均值為(4 500+4 500+4 000)/3=4 333.3 kN。依據GB 50007-2011建筑地基基礎設計規范有關條款規定:3根試樁豎向極限承載力的極差均小于平均值(4 333.3 kN)的30%，可以確定單樁豎向極限承載力標準值:Quk=4 333.3 kN。

圖4 3號試樁靜載試驗Q—S曲線

4 結語

用經驗參數法計算得出的鉆孔灌注樁的豎向極限承載力比單樁豎向靜載荷試驗確定的極限承載力小26.0%。

GB 50007-2011建筑地基基礎設計規范相關條文規定可用經驗參數法計算后壓漿灌注樁豎向極限承載力，但根據以上工程實例，經驗參數法計算的結果可能偏小，還應做鉆孔灌注樁豎向靜載荷試驗，由試驗得出豎向極限承載力的平均值作為標準極限承載力。否則，在實際工程中會由于設計過于保守而造成浪費，不符合經濟合理的原則。

［1］GB 50007-2011，建筑地基基礎設計規范［S］.

［2］JGJ 94-2008，建筑樁基技術規范［S］.

［3］賈建新，慈 軍.后注漿法鉆孔灌注樁在建筑樁基施工中的應用［J］.山西建筑，2012，38(4)：89-90.