淺析后壓漿技術(shù)在大型商業(yè)建筑樁基中的應(yīng)用

■袁志波 ■河南天地置業(yè)有限公司，河南 鄭州 450008

鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)是在灌注樁成樁后通過預(yù)置在樁體內(nèi)的壓力注漿管將水泥漿壓入樁側(cè)或樁端土體中，使樁底沉渣、樁側(cè)泥皮以及樁底和樁周一定范圍內(nèi)土體中產(chǎn)生充填膠結(jié)效應(yīng)、壓密效應(yīng)、加筋效應(yīng)和固化效應(yīng)，從而帶動樁底和樁側(cè)更大范圍內(nèi)土體與灌注樁共同作用，達到提高樁基承載能力、減小樁基沉降量、降低工程造價的目的。

1 工程概況

某大型高層商業(yè)建筑地上六層、地下兩層，建筑高度36.9米，總建筑面積9.9萬平方米，采用框架結(jié)構(gòu)、樁筏基礎(chǔ)。設(shè)計采用小直徑鋼筋混凝土灌注樁聯(lián)合樁底后壓漿技術(shù)、混凝土強度等級 C35，樁徑600mm、樁長24m，樁頂標高-12.5m，設(shè)計樁端持力層為第8層，設(shè)計單樁豎向抗壓承載力特征值2100KN。根據(jù)試驗樁情況確定最終后壓漿設(shè)計參數(shù)。

根據(jù)該工程場地的巖土工程勘察報告，擬建場地地勢略有起伏，所在地貌單元屬黃河泛濫沖洪積平原，地層在水平和垂直方向上變化不大，層位、巖性比較連續(xù)、穩(wěn)定，場地內(nèi)無不良地質(zhì)現(xiàn)象，適合興建本工程。該工程場地在樁長深度范圍內(nèi)由上至下地層巖土特性分別為:

第①-1層雜填土:雜色，稍濕，松散，含植物根系和建筑垃圾，整個場地原為農(nóng)田，后來經(jīng)過平整碾壓，分散在大部分場地，平均厚度1.02m。

第①-2層粉質(zhì)粘土:褐黃色，軟塑～可塑，切面較光滑，干強度中等，該層在局部揭露，平均厚度1.83m。

第①層粉土:褐黃色，濕，稍密，含鐵銹斑，干強度低，韌性低，平均厚度2.71m。

第②層粉質(zhì)粘土:褐黃色，軟塑～可塑，含黑色斑點，切面較光滑，干強度中等，韌性中等，平均厚度1.99m。

第③層粉質(zhì)粘土:褐色，軟塑～可塑，含鐵銹斑，局部含粉土薄層，切面較光滑，干強度中等，韌性中等，平均厚度2.50m。

第④-1層粉砂:褐黃色，飽和，稍密，偶見蝸牛殼碎片，顆粒級配一般，成分主要由石英、長石、云母組成，平均厚度1.97m。

第④層粉砂:褐黃色，飽和，稍密～中密，偶見蝸牛殼碎片，顆粒級配一般，成分主要由石英、長石、云母組成，平均厚度8.29m。

第⑤層細砂:褐黃色～灰黃色，飽和，密實，局部為中砂，顆粒級配一般，成分主要由石英、長石、云母組成，平均厚度5.09m。

第⑥層中砂:淺灰色，飽和，密實，局部為粗砂，顆粒級配一般，成分主要由石英、長石、云母組成，平均厚度10.71m。

第⑦層粉質(zhì)粘土:黃褐色，硬塑，干強度高，韌性中等，平均厚度2.12m。

第⑧層粉土:褐黃色，濕，密實，含少量的鈣質(zhì)結(jié)核，平均厚度6.63m。

第⑧-1層細砂:黃褐色，飽和，密實，顆粒級配一般，成分主要由石英、長石、云母組成，平均厚度2.18m。

第⑨層粉質(zhì)粘土:褐黃色，硬塑～堅硬，干強度高，韌性中等，含少量鈣質(zhì)結(jié)核，平均厚度4.59m。

第⑩層粉土:黃褐色～棕黃色，濕，密實，含少量的鈣質(zhì)結(jié)核，平均厚度2.12m。

第?層粉質(zhì)粘土:棕黃色，硬塑～堅硬，含少量鈣質(zhì)結(jié)核，干強度高，韌性中等，該層在勘探范圍內(nèi)未揭穿。

場地地下水類型為孔隙微承壓水，主要埋藏在5.8～10.7m以下的砂層中，該土層屬強透水層，滲透系數(shù)建議值為8.0m/d。

2 后壓漿施工及試驗檢測

根據(jù)場地巖土特性、設(shè)計要求和后壓漿技術(shù)條件，本工程抗壓樁試樁共7組，采用樁底后壓漿施工技術(shù)。在每根樁的鋼筋籠外側(cè)對稱布置兩根壓漿管，互為備用。壓漿管采用內(nèi)徑為25mm的無縫鋼管，鋼管連接方式采用絲扣連接，兩端采用絲堵封頭。壓漿管長度為樁長加上壓漿管上端高出地面的100mm左右、下端超出樁端長度300mm左右。壓漿管下端300mm范圍內(nèi)鉆4排直徑8mm的出漿孔作為壓漿噴頭，出漿孔在壓漿管上雙向開孔、交錯布置，上下間距50mm左右。

成樁3-5天后開始壓漿，壓漿前先用清水沖洗打開管路，壓漿材料選用強度等級P.o42.5的普通硅酸鹽水泥。壓漿過程中如果出現(xiàn)冒漿、串漿或壓力超出控制標準時，可采用間歇注漿。本次試驗注漿水泥用量分別為 0t、1.8t、3.0t，注漿壓力控制指標不超過 3.0Mpa。

壓漿完成28天后，進行后壓漿樁單樁豎向抗壓靜載荷試驗，以確定場地單樁豎向抗壓承載力特征值和工程樁后壓漿施工控制參數(shù)。考慮到工程樁空樁部分的巖土作用，試驗樁最大加載量按4700KN。

3 檢測結(jié)果分析

根據(jù)試驗樁檢測結(jié)果繪制7組試驗樁的荷載～沉降(Q～S)曲線。從荷載～沉降曲線可以看到，沒有注漿的4#試驗樁不滿足單樁豎向抗壓承載力要求;注漿量1.8t～3.0t的6組試驗樁均能滿足單樁豎向抗壓承載力要求，樁端壓力注漿對樁承載性能有較大改善;注漿量1.8t時樁的承載力較未注漿樁承載力提高約30% ～40%，注漿量3.0t較注漿量1.8t對樁承載性能的改善更加明顯。試驗樁通過后壓漿將水泥漿壓入樁底或樁周土體中，使樁底沉渣、樁側(cè)泥皮以及樁底和樁周一定范圍內(nèi)土體中產(chǎn)生充填膠結(jié)效應(yīng)、壓密效應(yīng)、加筋效應(yīng)和固化效應(yīng)，樁端阻、側(cè)摩阻得以大大提高，從而也帶動樁底和樁側(cè)更大范圍內(nèi)土體與灌注樁共同作用，達到提高樁基承載能力、減小樁基沉降量的工程目的。

根據(jù)試驗樁施工情況、結(jié)合上述荷載～沉降曲線、并考慮到巖土地層一定的不均質(zhì)性和性能差異，確定將工程樁注漿壓力控制在2.5t，控制壓力、水灰比等參數(shù)仍按試驗樁施工參數(shù)執(zhí)行。工程樁注漿完成28天后進行試驗檢測，檢測方法與原試驗樁檢測方法一致，檢測在樁頂設(shè)計標高-12.5米處進行，最大加載量4200KN。工程樁1010根，經(jīng)檢測完全滿足設(shè)計承載力要求。

4 結(jié)束語

通過本項目后壓漿灌注樁的工程實踐和試驗證實，鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)在類似的黃河泛濫沖洪積平原地區(qū)的地層條件下具有較強的適用性，能夠較大幅度的提高樁基承載能力、減小樁基沉降量、降低工程造價;不同的注漿量、注漿壓力等參數(shù)對后壓漿鉆孔灌注樁承載力的提高幅度的具有較大影響;達到一定注漿量后，再增加注漿量對承載力的提升敏感性不大、影響幅度有限。

［1］彭成，陳生水，萬征.后壓漿灌注樁極限承載力分析［J］.路基工程，2012(4).

［2］郭克誠，陳磊.后壓漿技術(shù)在高層建筑基礎(chǔ)樁中的試驗對比分析［J］.地基處理，2010(6).