鉆孔灌注樁后注漿技術試驗研究

2016-11-24 03:38:50杜長虹時志軍

城市道橋與防洪 2016年3期

關鍵詞：樁基承載力模態

杜長虹，趙栩，時志軍

（天水師范學院，甘肅天水 74100）

鉆孔灌注樁后注漿技術試驗研究

杜長虹，趙栩，時志軍

（天水師范學院，甘肅天水 74100）

不同地質情況下后注漿鉆孔樁承載模態可能不同，對泥巖作為持力層的樁端后注漿鉆孔樁進行試驗研究，發現較硬巖層作為持力層時，水泥漿液會進行放射狀滲透，樁端阻力提高并不明顯，樁上部摩阻弱化而下部增強，不同地質、不同施工條件下形成的水泥漿加固體并不相同，因此認為對于后注漿鉆孔樁的設計和應用應采用一種新的控制方法。

鉆孔樁；后注漿；試驗；研究

0　引言

鉆孔樁基礎具有承載力高、沉降小、抗沙土液化性能高等很多優點，但也有樁端沉渣厚度不容易控制、樁端阻力和樁側摩阻力不能同步等缺點[1]。后注漿技術可很好地解決上述問題，能有效地提高樁基承載力，減小樁基沉降，且費用較低[2]。我國現行《建筑樁基礎技術規范》（JGJ 94—2008）（以下簡稱《樁規》）關于后注漿鉆孔樁承載力的控制方法是先給出后注漿鉆孔樁單樁承載力計算公式，設計時估算單樁承載力，并對施工時注漿壓力和注漿量的相關數值范圍提出要求，施工前進行試樁，最終確定單樁承載力。

近年來，國內外學者作了大量研究。黃生根[3]、黃敏[4]等對后注漿鉆孔樁荷載傳播機理和承載性能進行了研究，張忠苗[1]、何劍[5]、朱楠[2]等對后注漿鉆孔樁承載性狀作了靜載試驗研究。闡述了豎向荷載作用下后注漿對鉆孔灌注樁樁身應力狀態、荷載傳遞特性及樁基承載特性的影響規律，分析了后注漿承載能力的影響因素。吳江斌[7]等人提出了承載能力計算公式，并得到試驗結果的驗證[2]。他們的研究取得了大量的成果，但均沒有關注的是，不同地質情況下后注漿加固體形態會有不同，從而導致承載力力學模態也會有不同。

地質情況、注漿壓力、注漿量都會影響樁基承載能力，研究地質情況、注漿壓力、注漿量與單樁承載能力之間的關系，是非常必要的。

1　研究和試驗方案

1.1工程概況

該工程為某大學學生公寓，地質情況為上覆蓋層沙卵石、粉沙、耕植土等，以下為強、中弱風化泥巖，具體地質情況見表1。設計選取持力層為中風化泥巖，該層巖層承載力較弱，且層厚，因此基礎形式選用單一樁端后注漿鉆孔樁基礎，樁徑1 000 mm，要求嵌入持力層1.5m，單樁極限承載力標準值達到6 600 kN。

表1　地質資料

1.2研究目的和方案

通常認為灌注樁經后注漿后，單樁承載力會有明顯提高，楊廣齡[8]研究發現樁徑 1 000 mm、樁長33 m的樁，后注漿的承載力與非注漿樁的承載力相比，承載力提高了 46%[8]，與規范計算公式估算的承載力有一定差距，這可能與后注漿后在各種因素影響下的單樁力學模態不同有關系。本次試驗主要有幾個目的：在特定地質條件下研究注漿后單樁承載力的提高幅度及注漿參數對承載力的影響、注漿后單樁承載力學模態探索等。

根據試驗目的和現場情況制定了試驗方案。根據《樁規》計算公式估算的單樁極限承載力標準值不注漿時為5 017 kN，后注漿為9 600 kN。采用慢速維持荷載法加載，為對比方便，不注漿時樁分10級加載，后注漿樁分15級加載。以鋼筋應力計獲得相應部位應力并反算成軸力，取得沉降量數據，并記錄下相應的注漿量和注漿壓力以便于分析。

2　試驗過程及結果分析

2.1注漿壓力和注漿量

在開工前進行了試樁并進行了試驗，試驗共有6根試樁，未注漿試樁S1、S2、S3，后注漿試樁S4、S5、S6。

施工時記錄了注漿壓力和注漿量（見圖1、圖2），考慮到圓礫層滲透性好，采用水灰比0.5，注漿速度選擇為20 L/min。可以看出，注漿壓力隨時間先高后低，注漿量時間逐漸增長，可以認為開始時屬于劈裂注漿，注漿壓力并不是很高，主要是沖破注漿管頭堵塞，而后表現為滲透注漿，因為圓礫層較純凈，粒徑較大，注漿主要補充顆粒之間的空隙，這與試驗前的預測相符，水泥漿會比較均勻地流向圓礫層中，很少會進入泥巖層。